JPS5937735B2 - 耐摩耗性焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性焼結合金Info
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- JPS5937735B2 JPS5937735B2 JP12476177A JP12476177A JPS5937735B2 JP S5937735 B2 JPS5937735 B2 JP S5937735B2 JP 12476177 A JP12476177 A JP 12476177A JP 12476177 A JP12476177 A JP 12476177A JP S5937735 B2 JPS5937735 B2 JP S5937735B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐摩耗性が要求される摺動部品の材料として
好適な焼結合金に関するものであって、Ｓ ｔ ３ Ｎ
４の硬質粒子を分散させて耐摩耗性を向上せしめた焼結
合金を提供することにある。
好適な焼結合金に関するものであって、Ｓ ｔ ３ Ｎ
４の硬質粒子を分散させて耐摩耗性を向上せしめた焼結
合金を提供することにある。
従来より焼結合金の耐摩耗性を向上せしめる一つの方法
として、各種の炭化物あるいは酸化物、窒化物、金属間
化合物等の硬質粒子を焼結合金中に分散せしめることは
周知である。
として、各種の炭化物あるいは酸化物、窒化物、金属間
化合物等の硬質粒子を焼結合金中に分散せしめることは
周知である。
これらの硬質粒子は耐摩耗性に大きく影響するが、その
効果を充分に発揮するｌこは、摩擦摺動面に分散する硬
質粒子が基体となる金属マトリックスに強固に保持され
て脱落しないことが必要である。
効果を充分に発揮するｌこは、摩擦摺動面に分散する硬
質粒子が基体となる金属マトリックスに強固に保持され
て脱落しないことが必要である。
一般にこれらの硬質粒子はそれ自体脆弱であること、あ
るいは金属マトリックスとの焼結性が悪いこさの理由に
より、金属マトリックスから脱落しやすく硬質粒子の添
加のみでは必ずしも充分な耐摩耗性改善の効果は発揮で
きず、かえって脱落した硬質粒子は、砥粒研摩作用σこ
より、焼結合金自体の摩耗を増大させること、および相
手摩擦面の損耗にも大きな影響を与えるものである。
るいは金属マトリックスとの焼結性が悪いこさの理由に
より、金属マトリックスから脱落しやすく硬質粒子の添
加のみでは必ずしも充分な耐摩耗性改善の効果は発揮で
きず、かえって脱落した硬質粒子は、砥粒研摩作用σこ
より、焼結合金自体の摩耗を増大させること、および相
手摩擦面の損耗にも大きな影響を与えるものである。
本発明は前述のような欠点を改善し、優れた耐摩耗性を
有する焼結合金であって、経済性も兼ね備えた耐摩耗性
焼結合金を提供せんとするものである。
有する焼結合金であって、経済性も兼ね備えた耐摩耗性
焼結合金を提供せんとするものである。
本発明合金は次の様【こして製造される。
重量うでＳｉ３Ｎ４； ０．５〜１０％、Ｎｉ；０．５
〜５．０％、Ｃ；０．２〜１．２％、残部が鉄になるよ
うにそれぞれの粉末を配合し、これらをプレス成型、焼
結して作られる。
〜５．０％、Ｃ；０．２〜１．２％、残部が鉄になるよ
うにそれぞれの粉末を配合し、これらをプレス成型、焼
結して作られる。
この合金はこのままでも優れた耐摩耗性を有するもので
あるが、更にこれらのマトリックス組成（こ潤滑性を有
するＣ ａ Ｆ ２、又はＢａＦ２、ＬｉＦの１種ある
いは２種以上を総量で２〜８重量カ、又は鉛、インヂウ
ム、ビスマス、錫の如き低融点金属を総量で１〜１０重
量力、あるいは、ＷＳ２、Ｍｏ８２等の硫化物を総量で
０．５〜４重量％含翁せしめ、潤滑性を賦与することに
より、摩擦抵抗を減少し、更には相手材の摩耗量を低減
せしめる効果を有するものである。
あるが、更にこれらのマトリックス組成（こ潤滑性を有
するＣ ａ Ｆ ２、又はＢａＦ２、ＬｉＦの１種ある
いは２種以上を総量で２〜８重量カ、又は鉛、インヂウ
ム、ビスマス、錫の如き低融点金属を総量で１〜１０重
量力、あるいは、ＷＳ２、Ｍｏ８２等の硫化物を総量で
０．５〜４重量％含翁せしめ、潤滑性を賦与することに
より、摩擦抵抗を減少し、更には相手材の摩耗量を低減
せしめる効果を有するものである。
以下、組成範囲等の選定理由を述べる。
以下の％はすべて重量係を示す。
窒化硅素（Ｓ ｈ ３Ｎ、ｉ ’ｉｉ比戦的安価で高い
硬さを有し機械的、熱的衝撃強度が大きい硬質粒子で耐
摩耗性改善のため添加され、その添加量は０．５〜１０
％が適切である。
硬さを有し機械的、熱的衝撃強度が大きい硬質粒子で耐
摩耗性改善のため添加され、その添加量は０．５〜１０
％が適切である。
添加量が０．５％以下ではその効果が充分に発揮されず
耐摩耗性改善の効果が少ない。
耐摩耗性改善の効果が少ない。
添加量が１０％以上では、焼結材料自体の強度が弱めら
れ、相手材の損耗が大きくなる。
れ、相手材の損耗が大きくなる。
本発明の８１３ Ｎ４も前述の如くその効果を充分に発
陣するには摩擦面に分散する硬質粒子としてのＳ ｌ
３ Ｎ４が基体となる金属マトリックスに強固に保持さ
れて脱落しないことが必要であるが、本発明は種々研究
の結果、金属マトリックスとしての鉄と、硬質粒子のＳ
ｉ３Ｎ４の結合性を改善せしめるのにニッケルの添加が
極めて有効であることを見出した。
陣するには摩擦面に分散する硬質粒子としてのＳ ｌ
３ Ｎ４が基体となる金属マトリックスに強固に保持さ
れて脱落しないことが必要であるが、本発明は種々研究
の結果、金属マトリックスとしての鉄と、硬質粒子のＳ
ｉ３Ｎ４の結合性を改善せしめるのにニッケルの添加が
極めて有効であることを見出した。
ニッケルは粉末冶金では焼結性改善、強度改善などの目
的でしばしば添加されるが、本発明の場合もマトリック
スの強化のほか、Ｓ １３’Ｎ４粒子表面の一部にＦｅ
−８ｉ反応層の形成を促進し、マトリックスとＳ ｔ
３ Ｎ４ ％子との結合性を著しく向上せしめる効果を
有する。
的でしばしば添加されるが、本発明の場合もマトリック
スの強化のほか、Ｓ １３’Ｎ４粒子表面の一部にＦｅ
−８ｉ反応層の形成を促進し、マトリックスとＳ ｔ
３ Ｎ４ ％子との結合性を著しく向上せしめる効果を
有する。
Ｎｉの添加量が０．５％以下ではその効果が少なく、５
％以上では必要以上にマトリックスを硬化させるので好
ましい範囲を０．５〜５．０％とした。
％以上では必要以上にマトリックスを硬化させるので好
ましい範囲を０．５〜５．０％とした。
炭素は鉄中に固溶し鉄マトリックスを強化して耐熱性と
耐摩耗性の向上に寄与するが、０．２％未満ではその効
果が不充分であり、１．２％を超えるとセメンタイト量
が増し材料として脆化するので、添加範囲を０．２〜１
．２％とする。
耐摩耗性の向上に寄与するが、０．２％未満ではその効
果が不充分であり、１．２％を超えるとセメンタイト量
が増し材料として脆化するので、添加範囲を０．２〜１
．２％とする。
本発明合金の焼結温度は１０８０℃〜１２３０℃の間で
選択される。
選択される。
焼結温度が１０８０℃以下の場合には、マトリックスと
８１３ Ｎ４の反応が充分でなく、また１２３０℃以上
では反応生成物の主体となるＦｅ−８ｉの液相を生じる
ため５ｉ３Ｎ４の分解が著しく耐摩耗性はかえって低下
することおよび寸法精度も悪くなり好ましくない。
８１３ Ｎ４の反応が充分でなく、また１２３０℃以上
では反応生成物の主体となるＦｅ−８ｉの液相を生じる
ため５ｉ３Ｎ４の分解が著しく耐摩耗性はかえって低下
することおよび寸法精度も悪くなり好ましくない。
５ｉ３Ｎ４粉末の粒度は一６０メツシュから＋３５０メ
ツシユの粒度範囲のものが最適である。
ツシユの粒度範囲のものが最適である。
６０メツシュ以上では相手摩擦面を損耗させる。
また３５０メツシユ以下では焼結時のＦｅ−８ｉ３Ｎ４
の反応をコントロールすることがむつかしく、この傾向
は５ｉ３Ｎ４添加量の多いものほど、あるいは焼結温度
が高いほど顕著である。
の反応をコントロールすることがむつかしく、この傾向
は５ｉ３Ｎ４添加量の多いものほど、あるいは焼結温度
が高いほど顕著である。
ＣａＦ２あるいはＢａＦ２、ＬｉＦの潤滑性を有する弗
化物の添加は摩擦抵抗を減少せしめ相手摩擦面の損耗を
小さくする効果を有する。
化物の添加は摩擦抵抗を減少せしめ相手摩擦面の損耗を
小さくする効果を有する。
Ｃａ Ｆ ２およびＢ ａ Ｆ ２、ＬｉＦは摩擦中に
非常によく似た挙動を示すため単独で加えてもよく、同
時に２種以上添加してもよい。
非常によく似た挙動を示すため単独で加えてもよく、同
時に２種以上添加してもよい。
その添加量が合計２嘱以下では添加の効果が小さく、８
％以上では圧縮成型性が阻害され、材質強度が低下する
ため好ましい範囲を３〜８％とした。
％以上では圧縮成型性が阻害され、材質強度が低下する
ため好ましい範囲を３〜８％とした。
Ｐｂは剪断強度が低く、Ｉｎ、 Ｂ ｉ、 Ｓｎ、 Ｃ
ｄ、 Ｓｅなどとともに潤滑性を有する金属であるが、
摩擦作用の結果、摩擦面におけるＰｂは一部溶融状態に
なったり、あるいは酸化してＰｂＯの形となり、更にそ
の潤滑性を増し、焼結合金と相手摩擦面との凝着現象を
防ぐ働きをして摩擦抵抗を減少せしめ、摩耗を小さくす
る効果を有する。
ｄ、 Ｓｅなどとともに潤滑性を有する金属であるが、
摩擦作用の結果、摩擦面におけるＰｂは一部溶融状態に
なったり、あるいは酸化してＰｂＯの形となり、更にそ
の潤滑性を増し、焼結合金と相手摩擦面との凝着現象を
防ぐ働きをして摩擦抵抗を減少せしめ、摩耗を小さくす
る効果を有する。
しかし、１チ以下ではその効果が小さく、１０％以上で
は材質強度が低下するので、好ましい範囲を１〜１０楚
とするものである。
は材質強度が低下するので、好ましい範囲を１〜１０楚
とするものである。
ＷＳ２あるいはＭｏＢ２の潤滑性を有する硫化物も前述
の弗化物添加と同様の効果を有する。
の弗化物添加と同様の効果を有する。
その添加量が０．５％以下では効果不十分であり、４％
以上で焼結時の寸法変化が太きいため、好ましい範囲を
０．５〜４．０％とした。
以上で焼結時の寸法変化が太きいため、好ましい範囲を
０．５〜４．０％とした。
実施例 １
一１００＋３５０メツシュのＳ ｓ ３ Ｎ４粉末、平
均粒径３μのＮｉ粉末、−１００メツシユのＦ” ｅ粉
末、−３００メツシユの黒鉛を使用し表１の組成に配合
して５１７ｄ圧力で成型後１０５０℃あるいは１１５０
℃で３０分還元雰囲気中で焼結を行なって得られた焼結
体を表２に示す試験条件で摩擦摩耗試験を行なった。
均粒径３μのＮｉ粉末、−１００メツシユのＦ” ｅ粉
末、−３００メツシユの黒鉛を使用し表１の組成に配合
して５１７ｄ圧力で成型後１０５０℃あるいは１１５０
℃で３０分還元雰囲気中で焼結を行なって得られた焼結
体を表２に示す試験条件で摩擦摩耗試験を行なった。
それらの試験結果を表３、表５−こまとめて示した。
以上の結果より明らかなきおり、本発明合金は秀でた耐
摩耗性を有するものである。
摩耗性を有するものである。
実施例 ２
実施例１と同様に表４の組成に配合し、５ｔ／ｄ圧力で
成型後１１５０℃×３０分焼結して得た試料を実施例１
と同様に表２（こ示す試験条件で摩擦摩耗試験を行ない
、その結果を表５ｔコ示した。
成型後１１５０℃×３０分焼結して得た試料を実施例１
と同様に表２（こ示す試験条件で摩擦摩耗試験を行ない
、その結果を表５ｔコ示した。
実施例 ３
下記配合物を実施例１と同様に処理して焼結し、表２に
示す試験条件で試験した結果は次の通りであった。
示す試験条件で試験した結果は次の通りであった。
■ Ｆｅ−２Ｎｉ−０，２Ｃ−４Ｓｉ３Ｎ４−３ＢａＦ
２■ Ｆ ｅ−２Ｎ ｉ −１，２Ｃ−４Ｓ ｉ ３
Ｎ４−ＩＭｏ ８２試験結果 密 度 硬 さ圧壊強さ 摩耗量−
２■ Ｆ ｅ−２Ｎ ｉ −１，２Ｃ−４Ｓ ｉ ３
Ｎ４−ＩＭｏ ８２試験結果 密 度 硬 さ圧壊強さ 摩耗量−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量うでＳｉ３Ｎ４； ０．５〜１０％、Ｎｉ ；
０．５〜５．０％、Ｃ；０．２〜１．２％を含有し、残
部が実質的に鉄からなる耐摩耗性焼結合金。 ２ 重量受で８１３ Ｎ４ ； ０．５〜１０％、Ｎｌ
；０、５〜５．０％、Ｃ；０．２〜１．２％、Ｃａ
Ｆ ２ 、Ｂ ａ Ｆ２、ＬｉＦの１種もしくは２種以
上を合計で２〜８％を含有し、残部が実質的ｌコ鉄から
なる耐摩耗性焼結合金。 ３ 重量％テＳ ｉ３Ｎ４ ； ０．５〜１０ ％、Ｎ
ｉ ；０．５〜５．０％、Ｃ；０．２〜１．２％、鉛、
インヂウム、ビスマス、錫などの低融点金属を１種もし
くは２種以上合計で１〜１０％を含有し、残部が実質的
Ｇコ鉄からなる耐摩耗性焼結合金。 ４ 重量受で５ｔ３Ｎ、； ０．５〜１０％、へｉ ；
０、５〜５．０％、Ｃ；０．２〜１．２％、Ｗ Ｓ ２
． Ｍ ｏ Ｓ ２の１種もしくは２種を合計で０．５
〜４％を含有し、残部が実質的に鉄からなる耐摩耗性焼
結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12476177A JPS5937735B2 (ja) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | 耐摩耗性焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12476177A JPS5937735B2 (ja) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | 耐摩耗性焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5457411A JPS5457411A (en) | 1979-05-09 |
| JPS5937735B2 true JPS5937735B2 (ja) | 1984-09-11 |
Family
ID=14893450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12476177A Expired JPS5937735B2 (ja) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | 耐摩耗性焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937735B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136545U (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-25 | ||
| JPS62158826U (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-08 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5677360A (en) * | 1979-11-29 | 1981-06-25 | Toshiba Corp | Iron-base sintered parts |
| JPS58110656A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-01 | Daido Steel Co Ltd | 複合材料の製造方法 |
-
1977
- 1977-10-18 JP JP12476177A patent/JPS5937735B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136545U (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-25 | ||
| JPS62158826U (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5457411A (en) | 1979-05-09 |
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