JPS59584B2 - ロッカ−ア−ム用材料 - Google Patents
ロッカ−ア−ム用材料Info
- Publication number
- JPS59584B2 JPS59584B2 JP54162076A JP16207679A JPS59584B2 JP S59584 B2 JPS59584 B2 JP S59584B2 JP 54162076 A JP54162076 A JP 54162076A JP 16207679 A JP16207679 A JP 16207679A JP S59584 B2 JPS59584 B2 JP S59584B2
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- JP
- Japan
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- rocker arm
- test
- amount
- cast iron
- resistance
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高クロム鋳鉄系ロッカ−アーム用材料に関す
るものである。
るものである。
高クロム鋳鉄系材料は、耐摩耗性とくにアブレージョン
に対して優れた特性を示し、高温又は腐食環境下におけ
る耐摩耗性材料として公知の材料である。
に対して優れた特性を示し、高温又は腐食環境下におけ
る耐摩耗性材料として公知の材料である。
しかし高クロム鋳鉄はCrおよびCの含有量によって炭
化物及び基地組織が大きく変化し、さらにそれに伴って
性質も大きく変化するため使用目的によって最適な組成
を考慮する必要性の大きい材料でもあった。本発明者ら
は種々研究を重ねた結果、前述した組織、性質がその組
成によって大きく変化する高クロム鋳鉄において、含有
されるCrやCの量及びその比率、更に他の金属成分の
量等を特定の範囲にすることにより、耐摩耗性、耐ピッ
チング性、耐スカツフイング性等の諸特性を同時に満足
し、しかも鋳型を加熱して行う精密鋳造法を用いても十
分な耐摩耗性を有する鋳造品を得ることができることを
見い出した。
化物及び基地組織が大きく変化し、さらにそれに伴って
性質も大きく変化するため使用目的によって最適な組成
を考慮する必要性の大きい材料でもあった。本発明者ら
は種々研究を重ねた結果、前述した組織、性質がその組
成によって大きく変化する高クロム鋳鉄において、含有
されるCrやCの量及びその比率、更に他の金属成分の
量等を特定の範囲にすることにより、耐摩耗性、耐ピッ
チング性、耐スカツフイング性等の諸特性を同時に満足
し、しかも鋳型を加熱して行う精密鋳造法を用いても十
分な耐摩耗性を有する鋳造品を得ることができることを
見い出した。
即ち、本発明バルブロッカ−アーム用材料は、30%系
高クロム鋳鉄であって、Cr/C−9〜13でありかつ
Cr/C/5i=15以上の組成を有することを特徴と
するものである。
高クロム鋳鉄であって、Cr/C−9〜13でありかつ
Cr/C/5i=15以上の組成を有することを特徴と
するものである。
本発明で用いる高クロム系鋳鉄は、Crを30%前後の
量で含有するものであればよいが、Cの含有率が214
〜3.2%であり、Crの含有率が25〜35%特に2
7〜32%であることが好ましい。
量で含有するものであればよいが、Cの含有率が214
〜3.2%であり、Crの含有率が25〜35%特に2
7〜32%であることが好ましい。
Cの含有率が244%未満であると、耐摩耗性および耐
スカツフイング性が充分大きくならない。また382%
より多いと耐摩耗性、耐ピッチング性が悪化する。Cr
が27%未満であると耐摩耗性、耐ピッチング性および
耐スカツフイング性のいずれにおいても良好な結果が得
られず、一力32%を越えると耐摩耗性が低下し始める
。またMnの含有率が1.0%より少ないことが好まし
く、Siの含有率は、Cr/C−9〜13およびCに/
C/5i≧15の要件から、0.87%未満となる。
本発明で得られる高クロム系鋳鉄は、その耐摩耗性、耐
スカツフイング性、耐ピッチング性が優れているため、
特に自動車の内燃機関において吸気弁もしくは排気弁の
開閉に用いるバルブロッカ−アームの材料として適して
いる。バルブロッカ−アームはその使用目的上前記諸特
性を有していることか望ましく、従って本発明鋳鉄材料
で製造されたバルプロッカーアームは、摩耗が少ないた
め、長期間の使用にも十分耐え得る。本発明の30係系
高クロム鋳鉄ロッカーアーム用材料の諸特性を以下の試
験例1により更に詳しく説明する。
スカツフイング性が充分大きくならない。また382%
より多いと耐摩耗性、耐ピッチング性が悪化する。Cr
が27%未満であると耐摩耗性、耐ピッチング性および
耐スカツフイング性のいずれにおいても良好な結果が得
られず、一力32%を越えると耐摩耗性が低下し始める
。またMnの含有率が1.0%より少ないことが好まし
く、Siの含有率は、Cr/C−9〜13およびCに/
C/5i≧15の要件から、0.87%未満となる。
本発明で得られる高クロム系鋳鉄は、その耐摩耗性、耐
スカツフイング性、耐ピッチング性が優れているため、
特に自動車の内燃機関において吸気弁もしくは排気弁の
開閉に用いるバルブロッカ−アームの材料として適して
いる。バルブロッカ−アームはその使用目的上前記諸特
性を有していることか望ましく、従って本発明鋳鉄材料
で製造されたバルプロッカーアームは、摩耗が少ないた
め、長期間の使用にも十分耐え得る。本発明の30係系
高クロム鋳鉄ロッカーアーム用材料の諸特性を以下の試
験例1により更に詳しく説明する。
試験例 1
第1表に示したような組成を有する高クロム系鋳鉄でバ
ルプロッカーアーム試験片を鋳造した。
ルプロッカーアーム試験片を鋳造した。
いずれのロッカーアームも鋳型にはシェル鋳型を用い、
鋳込温度は1450〜1500゜Cで鋳造を行った。第
1表に示した試験片中、/161〜6,47〜12につ
いては前者は合金中のクロム(Cr)量をほぼ30係と
なるように一定して炭素(C)量を変動させ、後者は逆
に炭素(0量をほぼ3.0係程度に一定してCr量を変
動させた。この時、合金組成が共晶あるいは若干過共晶
の領域に入るよう配慮した。これらのうち試験片A5,
6,ll,l2はSi量を故意に高め、Cr/C/Si
比を低くした。また、/161〜12のMn量は、いず
れも0.8係以下に押え、/16.13,14のMn量
は1.0係以上とした。AMI.3,l4はMnの影響
を知るために用意した試験片である。上記で得られた各
種の試験片に、パッド面の表面籾さ等が同一の条件にな
ることを留意しながら機械加工を施し、その後エンジン
に組込み耐久試験を200時間連続して行い、それらの
耐摩耗性、耐ピッチング性、耐スカツフイング性を次の
ような試験方法により調査した。
鋳込温度は1450〜1500゜Cで鋳造を行った。第
1表に示した試験片中、/161〜6,47〜12につ
いては前者は合金中のクロム(Cr)量をほぼ30係と
なるように一定して炭素(C)量を変動させ、後者は逆
に炭素(0量をほぼ3.0係程度に一定してCr量を変
動させた。この時、合金組成が共晶あるいは若干過共晶
の領域に入るよう配慮した。これらのうち試験片A5,
6,ll,l2はSi量を故意に高め、Cr/C/Si
比を低くした。また、/161〜12のMn量は、いず
れも0.8係以下に押え、/16.13,14のMn量
は1.0係以上とした。AMI.3,l4はMnの影響
を知るために用意した試験片である。上記で得られた各
種の試験片に、パッド面の表面籾さ等が同一の条件にな
ることを留意しながら機械加工を施し、その後エンジン
に組込み耐久試験を200時間連続して行い、それらの
耐摩耗性、耐ピッチング性、耐スカツフイング性を次の
ような試験方法により調査した。
摩耗量測定
第1図に示すように、耐久試験後のロッカーアームパッ
ド1表面を図中矢印×で示す方向より表面アラサ計で走
査し、パッド摩耗量を測定する。
ド1表面を図中矢印×で示す方向より表面アラサ計で走
査し、パッド摩耗量を測定する。
パッド面の走査は、最大摩耗部(図中aで示す距離、例
えば2〜3mm)で行うとよい。耐ピッチング性耐久試
験後のロッカーアームパツド1の表面に表われたピッチ
ング2について、目視により検査し、第2図a ”=
eを基準として次のように評価を行う。
えば2〜3mm)で行うとよい。耐ピッチング性耐久試
験後のロッカーアームパツド1の表面に表われたピッチ
ング2について、目視により検査し、第2図a ”=
eを基準として次のように評価を行う。
第2図a・・・評点10(ピッチングなし)第2図b・
・・ 〃 8第2図C・・・ 〃 6 第2図d・・・ 〃 4 第2図e・・・ 〃 2 耐スカツフイング性 第3図A,bに示すように、耐久試験後のロッカーアー
ムパツド1について、その損傷部分3の合計面積S及び
深さdについて測定し、下記の表に従って評価する。
・・ 〃 8第2図C・・・ 〃 6 第2図d・・・ 〃 4 第2図e・・・ 〃 2 耐スカツフイング性 第3図A,bに示すように、耐久試験後のロッカーアー
ムパツド1について、その損傷部分3の合計面積S及び
深さdについて測定し、下記の表に従って評価する。
結果を第3表に示す。
第3表において、摩耗量、ピッチング評点、スカツフイ
ング評点はいずれも試験後のロッカーアームパッド面で
の評価であり、ピッチング評点、スカツフイング評点は
10点満点で評価してある。
ング評点はいずれも試験後のロッカーアームパッド面で
の評価であり、ピッチング評点、スカツフイング評点は
10点満点で評価してある。
実用上は両評点とも8点以上であれば何ら問題がないこ
とが確認されているが、望ましくは両評点ともに10点
満点であると良い。試験片を各々3ヶずつ試験に供し、
評価はそれら3ヶの平均値である。上記表から明らかな
ように、Cr/ Cが9より小さい場合(試験片/16
4,7),摩耗量、ピッチング評点、スカツフイング評
点のいずれも悪化し、またCr/Cが9以上であっても
Cr/ C / Siが15以下の場合(試験片/16
5,6,11.12)にも同様に全ての試験評価が悪化
する傾向にある。
とが確認されているが、望ましくは両評点ともに10点
満点であると良い。試験片を各々3ヶずつ試験に供し、
評価はそれら3ヶの平均値である。上記表から明らかな
ように、Cr/ Cが9より小さい場合(試験片/16
4,7),摩耗量、ピッチング評点、スカツフイング評
点のいずれも悪化し、またCr/Cが9以上であっても
Cr/ C / Siが15以下の場合(試験片/16
5,6,11.12)にも同様に全ての試験評価が悪化
する傾向にある。
一方、試験片A.lにみられるようにC量が低くCr/
Cが13を越えると、Cr/ Cが9以下の場合と同
様に全ての試験項目に亘って評価が悪くなる。Cr/C
,Cr/C/Siがいずれも本発明範囲内であるのに試
験片/I6.9.lOの評点が若干下がるのは、Cr量
が高いためである。従って、Cr量がほぼ30係前後、
特に27〜32係になることが望ましい。更に、試験片
413.14の試験結果から、Cr/C,Cr/C/S
iが各々9〜13.15以上を満足しかつC量、Cr量
が各々2.4〜3.2%,27〜32係の範囲内にあつ
ても、Mn量が高いと摩耗量が増加し、本発明材料の特
性を充分発揮できないことから、Mn量は1.0係以下
が望ましいことがわかる。また、本発明の30%系高ク
ロム鋳鉄ロッカーアーム用材料は、高温鋳型を用いた鋳
造においても優れた耐摩耗性を示すものである。
Cが13を越えると、Cr/ Cが9以下の場合と同
様に全ての試験項目に亘って評価が悪くなる。Cr/C
,Cr/C/Siがいずれも本発明範囲内であるのに試
験片/I6.9.lOの評点が若干下がるのは、Cr量
が高いためである。従って、Cr量がほぼ30係前後、
特に27〜32係になることが望ましい。更に、試験片
413.14の試験結果から、Cr/C,Cr/C/S
iが各々9〜13.15以上を満足しかつC量、Cr量
が各々2.4〜3.2%,27〜32係の範囲内にあつ
ても、Mn量が高いと摩耗量が増加し、本発明材料の特
性を充分発揮できないことから、Mn量は1.0係以下
が望ましいことがわかる。また、本発明の30%系高ク
ロム鋳鉄ロッカーアーム用材料は、高温鋳型を用いた鋳
造においても優れた耐摩耗性を示すものである。
一般に、耐摩耗性には高クロム鋳鉄中の炭化物および基
地組織の形態が大きく影響し、特に初晶炭化物を比較的
大きく整列させ、且つ共晶基地組織を細かく分散して晶
出させることが耐摩耗性の確保に有効であるとされてい
る。それ故、従来組成の高クロム鋳鉄系材料では、鋳型
を加熱して行うロストワックス法のような精密鋳造法を
適用した場合、注湯後の冷却速度が普通鋳型に比較して
著しく低いため好ましい組織を確保することが難しかっ
た。しかしながら、本発明のように組成範囲を限定した
高クロム鋳鉄系材料は、高温鋳鉄を用いて鋳造しても、
得られる鋳造品の耐摩耗性は普通温度の鋳型を用いた場
合と比べて低下することがなく、長期間の使用にも十分
耐え得るものである。以下、試験例2によりさらに詳し
く説明する。
地組織の形態が大きく影響し、特に初晶炭化物を比較的
大きく整列させ、且つ共晶基地組織を細かく分散して晶
出させることが耐摩耗性の確保に有効であるとされてい
る。それ故、従来組成の高クロム鋳鉄系材料では、鋳型
を加熱して行うロストワックス法のような精密鋳造法を
適用した場合、注湯後の冷却速度が普通鋳型に比較して
著しく低いため好ましい組織を確保することが難しかっ
た。しかしながら、本発明のように組成範囲を限定した
高クロム鋳鉄系材料は、高温鋳鉄を用いて鋳造しても、
得られる鋳造品の耐摩耗性は普通温度の鋳型を用いた場
合と比べて低下することがなく、長期間の使用にも十分
耐え得るものである。以下、試験例2によりさらに詳し
く説明する。
試,験例 2高クロム鋳鉄の特長の1つである耐摩耗性
を調査するための部品としてエンジン部品の1つである
バルプロッカーアームを選定し、第4表に示した様な組
成を有した各種のテストビース(TP)を製造した。
を調査するための部品としてエンジン部品の1つである
バルプロッカーアームを選定し、第4表に示した様な組
成を有した各種のテストビース(TP)を製造した。
いずれのロッカーアームも鋳型にはシェル鋳型とセラミ
ックシェル鋳型を用い、特に後者は、鋳造に際し、鋳型
を1000℃に予熱した。鋳込温度は1450〜150
0℃で鋳造を行った。しかる後、パッド面の表面粗さ等
が同一の条件になることに留意しながら機械加工を終え
た後、エンジンに組み込み耐久試験を200時間連続し
て行い、それらの摩耗量を調査した。第4表に示したテ
ストピースの選定に際しては以下のことを考慮した。T
PA−1〜6,B−1〜6は合金中のクロム量をほぼ一
定にして炭素量を変動させたもの,TPA−7〜12,
B−7〜12は逆に炭素量を一定にしてクロム量を変動
させたものである。
ックシェル鋳型を用い、特に後者は、鋳造に際し、鋳型
を1000℃に予熱した。鋳込温度は1450〜150
0℃で鋳造を行った。しかる後、パッド面の表面粗さ等
が同一の条件になることに留意しながら機械加工を終え
た後、エンジンに組み込み耐久試験を200時間連続し
て行い、それらの摩耗量を調査した。第4表に示したテ
ストピースの選定に際しては以下のことを考慮した。T
PA−1〜6,B−1〜6は合金中のクロム量をほぼ一
定にして炭素量を変動させたもの,TPA−7〜12,
B−7〜12は逆に炭素量を一定にしてクロム量を変動
させたものである。
この時、合金組成が共晶あるいは若干過共晶の領域に入
る様配慮した。これらのうちTPA−5,6,11.1
2及びB−5.6,11,12はシリコン量を故意に高
めCr/ C / Si比を低くした。またTPA−1
〜12,B−1〜12のマンガン量はいずれも0.8係
以下に押えた。TPA−13.14,B−13,14は
マンガンの影響を調べるために用意した。なお、Aはシ
ェル鋳型を用いて製造したTP,Bは、高温(1000
℃)に加熱してあるセラミックシェル鋳型を用いて製造
したTPであることを示す。
る様配慮した。これらのうちTPA−5,6,11.1
2及びB−5.6,11,12はシリコン量を故意に高
めCr/ C / Si比を低くした。またTPA−1
〜12,B−1〜12のマンガン量はいずれも0.8係
以下に押えた。TPA−13.14,B−13,14は
マンガンの影響を調べるために用意した。なお、Aはシ
ェル鋳型を用いて製造したTP,Bは、高温(1000
℃)に加熱してあるセラミックシェル鋳型を用いて製造
したTPであることを示す。
前述したテストビースを用いて以下に示す条件でエンジ
ンを運転した後、パッド面の摩耗量を調べた。
ンを運転した後、パッド面の摩耗量を調べた。
結果を第5表に示す。TPは各々3ヶずつ試験に供し、
評価はそれら3ヶの平均値を示している。エンジン運転
条件 回転数 IOOOrpm時間200hrオイル
りファレンズオール 第5表より次の〜のことがわかる。
評価はそれら3ヶの平均値を示している。エンジン運転
条件 回転数 IOOOrpm時間200hrオイル
りファレンズオール 第5表より次の〜のことがわかる。
i)TPA−4.7,B−4.7よりCr/ C比が9
より小さくなると耐摩耗性は低下する。
より小さくなると耐摩耗性は低下する。
高温鋳型を用いて製造したものは特に悪化する傾向にあ
る。TPA−5,6,7,11,12,B−5,6,7
,11,12よりCr/Cの値が大きくてもCr/C/
Siの値が15以下の時はと同様、耐摩耗性が低下して
いる。
る。TPA−5,6,7,11,12,B−5,6,7
,11,12よりCr/Cの値が大きくてもCr/C/
Siの値が15以下の時はと同様、耐摩耗性が低下して
いる。
これも同様、高温鋳型を用いて製造したものは特に悪化
する傾向にある。またCr/ Cの値、Cr/ C /
Siの匝が各各9以上あっても、TPA−1,B−1
に見られる様に炭素量が低く、Cr/ C比が13を越
えるとCrlC比が9以下と同様耐摩耗性が悪化する。
する傾向にある。またCr/ Cの値、Cr/ C /
Siの匝が各各9以上あっても、TPA−1,B−1
に見られる様に炭素量が低く、Cr/ C比が13を越
えるとCrlC比が9以下と同様耐摩耗性が悪化する。
又、TPA−10,B−9,10に見られる様にクロム
量が高すぎても望ましくないことがわかる。TPA−1
3,14,B−13,14より、Cr/ Cの値、Cr
/ C / Siの値が各々請求範囲を満足し、且つ、
炭素量、クロム量力月青求範囲を満足していてもマンガ
ン量が高いと耐摩耗性が低下することから、マンガン量
は1.0係以下が望ましい。
量が高すぎても望ましくないことがわかる。TPA−1
3,14,B−13,14より、Cr/ Cの値、Cr
/ C / Siの値が各々請求範囲を満足し、且つ、
炭素量、クロム量力月青求範囲を満足していてもマンガ
ン量が高いと耐摩耗性が低下することから、マンガン量
は1.0係以下が望ましい。
以上のことから明らかなように本発明組成範囲内の高ク
ロム鋳鉄であれは、ロストワックス法の様な高温鋳型を
用いて製品を製造しても充分耐摩耗性の観点から満足で
きるものを得ることができる。
ロム鋳鉄であれは、ロストワックス法の様な高温鋳型を
用いて製品を製造しても充分耐摩耗性の観点から満足で
きるものを得ることができる。
このことは硬度が高く加工の困難な高クロム鋳鉄製品の
加工代を低減できること、あるいは、よい肌の製品製造
の可能性を飛躍的に拡大できることとなる。上記記載か
ら明らかなように、本発明30ヂ系高クロム鋳鉄ロッカ
ーアーム用材料は、耐摩耗性、耐ピッチング性、耐スカ
ツフイング性等を同時に満足しうるものであり、特に、
自動車内燃機関のバルプロッカーアーム用材料として好
適である。
加工代を低減できること、あるいは、よい肌の製品製造
の可能性を飛躍的に拡大できることとなる。上記記載か
ら明らかなように、本発明30ヂ系高クロム鋳鉄ロッカ
ーアーム用材料は、耐摩耗性、耐ピッチング性、耐スカ
ツフイング性等を同時に満足しうるものであり、特に、
自動車内燃機関のバルプロッカーアーム用材料として好
適である。
また、本発明高クロム鋳鉄系材料は、高温鋳型を用いて
鋳造を行なっても、その耐摩耗性を低下することかない
ため、ロストワックス法のような精密鋳造を行うことが
可能となる。
鋳造を行なっても、その耐摩耗性を低下することかない
ため、ロストワックス法のような精密鋳造を行うことが
可能となる。
第1図は、ロッカーアームパッドの摩耗量を測定する方
向を示す模式図、第2図a”eは、試験終了後のロッカ
ーアームパッドにおいて発生するピッチングの程度を示
す模式図、第3図aは、試験終了後のロッカーアームパ
ッドにおいて発生するスカツフイングの程度を示す模式
図、bはその断面図を表わす。 図中、1・・・・・・ロッカーアームパッド、2・・・
・・・ピッチング部分、3・・・−・・スカッフィング
部分を表わす。
向を示す模式図、第2図a”eは、試験終了後のロッカ
ーアームパッドにおいて発生するピッチングの程度を示
す模式図、第3図aは、試験終了後のロッカーアームパ
ッドにおいて発生するスカツフイングの程度を示す模式
図、bはその断面図を表わす。 図中、1・・・・・・ロッカーアームパッド、2・・・
・・・ピッチング部分、3・・・−・・スカッフィング
部分を表わす。
Claims (1)
- 1 クロム27〜32%、炭素2.4〜3.2%、マン
ガン100%以下、ケイ素0.87%未満および残余が
鉄および通常の不純物よりなり、Cr/Cの組成比が9
〜13でかつCr/C/Siの組成比が15以上である
ことを特徴とする30%系高クロム鋳鉄ロッカーアーム
用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54162076A JPS59584B2 (ja) | 1979-12-13 | 1979-12-13 | ロッカ−ア−ム用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54162076A JPS59584B2 (ja) | 1979-12-13 | 1979-12-13 | ロッカ−ア−ム用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5684442A JPS5684442A (en) | 1981-07-09 |
| JPS59584B2 true JPS59584B2 (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=15747622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54162076A Expired JPS59584B2 (ja) | 1979-12-13 | 1979-12-13 | ロッカ−ア−ム用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59584B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913046A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Daihatsu Motor Co Ltd | ロツカ−ア−ムのパツド部材 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4939371A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-04-12 |
-
1979
- 1979-12-13 JP JP54162076A patent/JPS59584B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5684442A (en) | 1981-07-09 |
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