JPS599104A - 内燃機関の摺動部材の製造方法 - Google Patents
内燃機関の摺動部材の製造方法Info
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- JPS599104A JPS599104A JP11655382A JP11655382A JPS599104A JP S599104 A JPS599104 A JP S599104A JP 11655382 A JP11655382 A JP 11655382A JP 11655382 A JP11655382 A JP 11655382A JP S599104 A JPS599104 A JP S599104A
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- Japan
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- manufacturing
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車用内燃機関に使用される摺動部材に関す
るものである。
るものである。
従来から、超硬系焼結材料は切削工具類または金型類等
に多用されているが、１）極めて硬く後加工が困難であ
ること、２）相手部材への攻撃性が強いこと、３）靭性
が低く衝撃力に対して脆いこと、４）靭性とともに熱膨
張率が低くろう材とのぬれ性が悪いため一般の鉄系母材
との接合に制約があること、そして５）極めてコスト高
である仁と、などの問題をかかえている。
に多用されているが、１）極めて硬く後加工が困難であ
ること、２）相手部材への攻撃性が強いこと、３）靭性
が低く衝撃力に対して脆いこと、４）靭性とともに熱膨
張率が低くろう材とのぬれ性が悪いため一般の鉄系母材
との接合に制約があること、そして５）極めてコスト高
である仁と、などの問題をかかえている。
内燃機関の、たとえば、動弁系における摺動ムは、相手
部拐であるカムに比べてはるかに苛酷々摺動条件にも耐
えることが要求される。すナワチ、カムとアーム部側と
の摺動において、カムは回転しながらアーム部材と当接
されるため、カムの回転方向全域が摺動面となりうるの
に対して、アーム部材はその一部位だけがカムに当接さ
れるため、該一部位だけしか摺動面になることができず
、ゆえにアーム部材の摺動面における摩耗は、カムと同
材料のものを用いた場合、カムの摺動面における摩耗に
比べて大きいのである。そのため、アーム部材のチップ
部（摺動面となる部位）材料としてこれまでにも、特殊
組成の鋳造合金、高クロム＃Ｉ鉄、軟窒化鋼または鉄系
焼結合金等が提案され、一部は使用されてきている・ しかしながら、自動車の高性能化、低燃費化またはブイ
ーゼル化が進み、それに伴ってアーム部材もより摺動の
激しい苛酷な条件下におかれるよ゛うになってきている
現状において、よル耐摩耗性に優れた側斜によってアー
ム部材のチップ部を構成することは、早急になすべき課
題である。そのため、前記超硬系材料を該チップ部に用
いようとする試みもなされているのであるが、前述した
ように該材料は数多くの問題を有し、特にチップ部にこ
れを採用した場合、性能上の２）の問題と製造上の１）
の問題とが大きな難点であった。また、コスト的にも高
すぎて自動車用の量産部品としては使えそうになかった
・ 本発明は、こうした事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところｔま、優れた耐摩耗性を有し、かつ、
前述した問題（相手部材の摩耗および面加工に係る問題
）を克服してなる超硬系焼結材料を摺動面と々る部位に
適用せしめてなる摺動部材の製造方法を提供することに
ある。そして、この目的を達成するために、本発明にあ
っては、摺動面となる部位に、炭化タングステン（ＷＣ
）等の炭化物からなる硬質相をコバル）（Ｃｏ）等の金
属からなるバインダー相で結合した超硬系焼結合金を用
い、該超硬系焼結合金からなるチップをろう付によ？て
摺動部材本体と一体化してなる、構成としている。
部拐であるカムに比べてはるかに苛酷々摺動条件にも耐
えることが要求される。すナワチ、カムとアーム部側と
の摺動において、カムは回転しながらアーム部材と当接
されるため、カムの回転方向全域が摺動面となりうるの
に対して、アーム部材はその一部位だけがカムに当接さ
れるため、該一部位だけしか摺動面になることができず
、ゆえにアーム部材の摺動面における摩耗は、カムと同
材料のものを用いた場合、カムの摺動面における摩耗に
比べて大きいのである。そのため、アーム部材のチップ
部（摺動面となる部位）材料としてこれまでにも、特殊
組成の鋳造合金、高クロム＃Ｉ鉄、軟窒化鋼または鉄系
焼結合金等が提案され、一部は使用されてきている・ しかしながら、自動車の高性能化、低燃費化またはブイ
ーゼル化が進み、それに伴ってアーム部材もより摺動の
激しい苛酷な条件下におかれるよ゛うになってきている
現状において、よル耐摩耗性に優れた側斜によってアー
ム部材のチップ部を構成することは、早急になすべき課
題である。そのため、前記超硬系材料を該チップ部に用
いようとする試みもなされているのであるが、前述した
ように該材料は数多くの問題を有し、特にチップ部にこ
れを採用した場合、性能上の２）の問題と製造上の１）
の問題とが大きな難点であった。また、コスト的にも高
すぎて自動車用の量産部品としては使えそうになかった
・ 本発明は、こうした事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところｔま、優れた耐摩耗性を有し、かつ、
前述した問題（相手部材の摩耗および面加工に係る問題
）を克服してなる超硬系焼結材料を摺動面と々る部位に
適用せしめてなる摺動部材の製造方法を提供することに
ある。そして、この目的を達成するために、本発明にあ
っては、摺動面となる部位に、炭化タングステン（ＷＣ
）等の炭化物からなる硬質相をコバル）（Ｃｏ）等の金
属からなるバインダー相で結合した超硬系焼結合金を用
い、該超硬系焼結合金からなるチップをろう付によ？て
摺動部材本体と一体化してなる、構成としている。
この場合、チップにおけるバインダー相の存在割合は、
２０〜６０容′＃チ好ましくは５０〜５０容奇チである
。また、チップにおける残留気孔は５０μｒｎ以下の径
であって有孔度５．０チ以下で均一に分布するのがよい
。
２０〜６０容′＃チ好ましくは５０〜５０容奇チである
。また、チップにおける残留気孔は５０μｒｎ以下の径
であって有孔度５．０チ以下で均一に分布するのがよい
。
以下５本発明を実施例に基づいて説明する。
炭化物と金属とを、下記第１表に示す容量チで組み合わ
せて、８種類の焼結体を製造した。
せて、８種類の焼結体を製造した。
この場合、焼結は、たとえば、次のように実施した。す
なわち、各々の原料粉末を湿式ボールミルにて混合粉砕
し、乾燥後、チップ形状に金型成形し、真空炉を用いて
１３００〜１６５０℃で６０分焼結した。
なわち、各々の原料粉末を湿式ボールミルにて混合粉砕
し、乾燥後、チップ形状に金型成形し、真空炉を用いて
１３００〜１６５０℃で６０分焼結した。
第 １ 表
なお、上記表において、″その他”としては次のものが
該当する。すなわち、その他の炭化物としては、チタン
（’１１．’ｉ）、夕／タル（Ｔａ）およびニオブ（Ｎ
ｂ 、）などの炭化物ならびにＷＣ１ＭＯ之Ｃ以外の次
式： Ｗｘ ＣｙおよびＭｏｘＣｙ（式中、ＸおよびＹ
は整数を表わす。）で表わされる炭化物などが挙げられ
る。また、その他の金属としては、Ｎ（Ｆｅ）、モリブ
デン（ＭＯ）および銅その後、第１図に示すように、焼
結体（５１〜Ｂ）を２．２ｔ４気筒デイーゼルエンジン
のロッカーアームのチップ形状に加工し、得られたテッ
プ１をろう付によって鋳鉄または鋼製ロッカーアーム本
体２に接合することによって、カム３との摺動面となる
部位に超硬系焼結合金を有するロッカーアームを得た。
該当する。すなわち、その他の炭化物としては、チタン
（’１１．’ｉ）、夕／タル（Ｔａ）およびニオブ（Ｎ
ｂ 、）などの炭化物ならびにＷＣ１ＭＯ之Ｃ以外の次
式： Ｗｘ ＣｙおよびＭｏｘＣｙ（式中、ＸおよびＹ
は整数を表わす。）で表わされる炭化物などが挙げられ
る。また、その他の金属としては、Ｎ（Ｆｅ）、モリブ
デン（ＭＯ）および銅その後、第１図に示すように、焼
結体（５１〜Ｂ）を２．２ｔ４気筒デイーゼルエンジン
のロッカーアームのチップ形状に加工し、得られたテッ
プ１をろう付によって鋳鉄または鋼製ロッカーアーム本
体２に接合することによって、カム３との摺動面となる
部位に超硬系焼結合金を有するロッカーアームを得た。
なお、図において、斜線で示した部分はロッカーアーム
本体２のうち、熱膨張によってテップ１との接合に影響
を与え易い区域（これを膨張区域という）を示したもの
である。
本体２のうち、熱膨張によってテップ１との接合に影響
を与え易い区域（これを膨張区域という）を示したもの
である。
この場合、ろう伺による接合は下記条件にて行なった：
（ａ） 加熱方法：高周波誘導加熱
（ｈ） ろう材の種類：銀ろう（たとえば、ＧＩＳＺ
３２６１ ＢＡｇ−４） （Ｃ） ろう利の形状：■ 板状、■ 粉末ペースト
状 （ｄ） フラックス：（たとえば、オール４１１〜１
５：商品名）■ 使用、■ 不使用 （ｅ） 接合面となる部位のチップおよび本体の粗さ
：各種変化 （ｆ） 接合部位におけるろう材からなる層の厚み：
各種変化 （ｇ） ろう刊が施される接合面の面積（ろう何面１
ｆｔ）に対する。実際に接合に供される接合面の面積（
接合面積）の割合〔接合面積／ろう何面積〕：各種変化 ０】） 本体の膨張区域に係る体積に対する、チップ
の体積の割合：各種変化 （ｉ） チップを構成する材料（超硬系焼結合金）と
本体を構成する材料との熱膨張係数の差：ろう伺温度以
下において各種変化 （ｊ） ろう付加熱後における冷却速度：各種変化。
３２６１ ＢＡｇ−４） （Ｃ） ろう利の形状：■ 板状、■ 粉末ペースト
状 （ｄ） フラックス：（たとえば、オール４１１〜１
５：商品名）■ 使用、■ 不使用 （ｅ） 接合面となる部位のチップおよび本体の粗さ
：各種変化 （ｆ） 接合部位におけるろう材からなる層の厚み：
各種変化 （ｇ） ろう刊が施される接合面の面積（ろう何面１
ｆｔ）に対する。実際に接合に供される接合面の面積（
接合面積）の割合〔接合面積／ろう何面積〕：各種変化 ０】） 本体の膨張区域に係る体積に対する、チップ
の体積の割合：各種変化 （ｉ） チップを構成する材料（超硬系焼結合金）と
本体を構成する材料との熱膨張係数の差：ろう伺温度以
下において各種変化 （ｊ） ろう付加熱後における冷却速度：各種変化。
そして、こうした条件で接合されたロッカーアームにつ
いて、剪断破壊試験を行ない、各ロッカーアームの剪断
強さについて調べた。この結果を第２図〜第５図に示す
。また、カラーチェック試験によっ１割れ検査を行ない
、良好な結果が得られたものについて社さらに耐久試験
にかり、繰返し実動荷重下で割れ、剥離が生じないか否
かについて検査した。
いて、剪断破壊試験を行ない、各ロッカーアームの剪断
強さについて調べた。この結果を第２図〜第５図に示す
。また、カラーチェック試験によっ１割れ検査を行ない
、良好な結果が得られたものについて社さらに耐久試験
にかり、繰返し実動荷重下で割れ、剥離が生じないか否
かについて検査した。
以下、その試験結果（剪断強さく１）に係るものおよび
割れ、剥離（ＩＤに係るもの）について記載する：なお
、アルファベットは前記各条件に付したアルファベット
に対応する： （１） 剪断強さ くＣ） 板状物が良好（第２図）、 （ｄ）７ランクス使用が良好；７ラツクス不使用の基台
、ろうが充分に流れず、接合が不充分であった、 （ｅ） 面の粗さは０５〜２０μ几２の範囲が良好；
０５μｍ未満ではろうが回りにくく、２０ ｔｕｎを越
えると接合強度が低下する（第３図）、（ｆ） ろう
材からなる層の厚みは００５〜２１ＩＩ１１の範囲が良
好：０．０５ｍｍ未満ではろうが回りにくくなるととも
に、隙間のガスが逃げにくくなって接合力が低下し、２
鰭を越えると接合強度が不足する（第４図）、 （ｇ）接合面積／ろう何面積は７０チ以上が良好；剪断
強さと比例関係にあり、７０チ未満であると接合強度が
充分に得られない（第５図）。
割れ、剥離（ＩＤに係るもの）について記載する：なお
、アルファベットは前記各条件に付したアルファベット
に対応する： （１） 剪断強さ くＣ） 板状物が良好（第２図）、 （ｄ）７ランクス使用が良好；７ラツクス不使用の基台
、ろうが充分に流れず、接合が不充分であった、 （ｅ） 面の粗さは０５〜２０μ几２の範囲が良好；
０５μｍ未満ではろうが回りにくく、２０ ｔｕｎを越
えると接合強度が低下する（第３図）、（ｆ） ろう
材からなる層の厚みは００５〜２１ＩＩ１１の範囲が良
好：０．０５ｍｍ未満ではろうが回りにくくなるととも
に、隙間のガスが逃げにくくなって接合力が低下し、２
鰭を越えると接合強度が不足する（第４図）、 （ｇ）接合面積／ろう何面積は７０チ以上が良好；剪断
強さと比例関係にあり、７０チ未満であると接合強度が
充分に得られない（第５図）。
（ｈ） 本体の膨張区域の体積に対するチップの体積
割合は１０チ以上が良好；１０％未満ではチップ材料（
超硬系焼結合金）と本体材料（鋳鉄または鋼）の熱膨張
係数の差からくる歪力でチップの局部に引張力がかかっ
て、ろう付時寸たはエンジン駆動時に破断したり、また
剥れたりする危険が伴なう、 （ｉ） チップ材料と本体側斜との熱膨張係数の差ｄ
、９Ｘ１０’、／’Ｃ以下が良好；９ｘ１ｏ／℃を越え
ると上記（ｈ）と同様な危険にさらされる。
割合は１０チ以上が良好；１０％未満ではチップ材料（
超硬系焼結合金）と本体材料（鋳鉄または鋼）の熱膨張
係数の差からくる歪力でチップの局部に引張力がかかっ
て、ろう付時寸たはエンジン駆動時に破断したり、また
剥れたりする危険が伴なう、 （ｉ） チップ材料と本体側斜との熱膨張係数の差ｄ
、９Ｘ１０’、／’Ｃ以下が良好；９ｘ１ｏ／℃を越え
ると上記（ｈ）と同様な危険にさらされる。
（ｊ） 冷却速度は１００℃／分以下が良好；１００
℃／分を越えると、上記（ｈ）と同様な危険にさら婆れ
る。
℃／分を越えると、上記（ｈ）と同様な危険にさら婆れ
る。
チップに係る上記危険を回避する上で、チップを構成す
る材料である超硬系焼結合金におけるバインダー相の右
柱割合を増しくすなわち従明においては２０〜６０容Ｆ
１％である）、チップの靭性ひいでは抗折力を高めでい
ることＩ／′、ｔ、大いに有効であり、必殻である。ま
た、チップに存在する残留気孔は５０μＩ１１以下の径
であって有孔度５０チ１゛ｊ下で一様に分布しているも
のがよい。
る材料である超硬系焼結合金におけるバインダー相の右
柱割合を増しくすなわち従明においては２０〜６０容Ｆ
１％である）、チップの靭性ひいでは抗折力を高めでい
ることＩ／′、ｔ、大いに有効であり、必殻である。ま
た、チップに存在する残留気孔は５０μＩ１１以下の径
であって有孔度５０チ１゛ｊ下で一様に分布しているも
のがよい。
なんとなれば、残留気孔がこうした状況下にない場合に
は、ろう材の局部に気孔から出たガスが閉じこめられて
ボアを作り、接合面積を低下するとともに、エンジン駆
動時において、接合部位の破断を招く疲労クラックの起
点となることがあるからである。
は、ろう材の局部に気孔から出たガスが閉じこめられて
ボアを作り、接合面積を低下するとともに、エンジン駆
動時において、接合部位の破断を招く疲労クラックの起
点となることがあるからである。
以上、実施例においてはアーム部月について説明してき
たが、本発明はアーム部相と同様に一部位だりしか摺動
面になることができない他の動弁系部材、たとえは、バ
ルブリフターまたはラッシュアジャスタなどのほか、自
動車においてより摺動の激しい苛酷な条件下におかれる
各種摺動部材に適応可能である。
たが、本発明はアーム部相と同様に一部位だりしか摺動
面になることができない他の動弁系部材、たとえは、バ
ルブリフターまたはラッシュアジャスタなどのほか、自
動車においてより摺動の激しい苛酷な条件下におかれる
各種摺動部材に適応可能である。
本発明に係る製法によれは、特許の超硬系焼結合金を用
いてなるチップと活動部材オ・体とを良好に一体化でき
るため、換言すれば、摺動部材を剪断強さの品いかつ割
れ、剥離のないものとして得ることができるため、超硬
系焼結合金からなるチップの機能、すなわち、４駆動部
利の摺動面における耐摩耗性を白土させかつ相手部材の
摺動面をあまり摩耗させない機能を長期間安定に発揮さ
せることができる。
いてなるチップと活動部材オ・体とを良好に一体化でき
るため、換言すれば、摺動部材を剪断強さの品いかつ割
れ、剥離のないものとして得ることができるため、超硬
系焼結合金からなるチップの機能、すなわち、４駆動部
利の摺動面における耐摩耗性を白土させかつ相手部材の
摺動面をあまり摩耗させない機能を長期間安定に発揮さ
せることができる。
第１図は本発明の適用されるロッカーアームをカムとと
もに示した外観図、 第２図はろう利の形状およびフラックスの有無と剪断強
さとの関係を示すグラフ、 第６図は接合面の粗さと剪断強さとの関係を示すグラフ
、 第４図はろう利からなる層の厚みと剪断強でとの関係を
示すグラフ、 ８８５図は接合ｌ７Ｉｌ稍／ろう何面積と剪断強さとの
関係を示すグラフ、 を表わす。 １・・・チップ
もに示した外観図、 第２図はろう利の形状およびフラックスの有無と剪断強
さとの関係を示すグラフ、 第６図は接合面の粗さと剪断強さとの関係を示すグラフ
、 第４図はろう利からなる層の厚みと剪断強でとの関係を
示すグラフ、 ８８５図は接合ｌ７Ｉｌ稍／ろう何面積と剪断強さとの
関係を示すグラフ、 を表わす。 １・・・チップ
Claims (9)
- （１）摺動面となる部位に、炭化タングステン（ＷＣ）
等の炭化物からなる硬質相をコパバルト（Ｃｏ）等の金
属からなるバインダー相で結合した超硬系焼結合金を用
い、該超硬系焼結合金からなるチップをろう付によって
摺動部材本体と一体化してなる、ことを特徴とする内燃
機関の摺動部材の製造方法。 - （２） 前記チップにおける前記バインダー相の存在
割合が２０〜６０容Ｍｌ ％好ましく１ｉ３０〜５０容
継チである特許請求の範囲第１項記載の製法・ - （３）前記チップにおける残留気孔が５０μｍ以下の径
であって有孔度５０％以下で均一に分布する特許請求の
範囲第１項または第２項記載の製法。 - （４）前記ろう付に使用されるろう材が板状である特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の製法
。 - （５）前記ろう付においてホウ砂またはホウ酸系の７ラ
ツクスを使用する特許請求の範囲第１項ないし第４項の
いずれかに記載の製法。 - （６）前記一体化において接合面となる部位の、前記チ
ップおよび前記本体の粗さが０．５〜２０μＲｚである
特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の
製法。 - （７）前記一体化においてろう材からなる層の厚みが０
０５〜０２鋼である特許請求の範囲第１項ないし第６項
のいずれかに記載の製法。 - （８）前記ろう付が施される接合面の面積に対して実際
に前記一体化に供される接合面の面積が７０％以上であ
る特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載
の製法。 - （９）前記チップの体積が前記本体の膨張区域に係る体
積の１０−以上好ましくは２０％以上である特許請求の
範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の製法。 ００ 前記超硬系焼結合金と前記本体を構成する材料
との熱膨張係数の差が９ Ｘ １０ ’／℃である特許
請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の製法
。 θＤ゛前記ろう付後において１００℃／分以下好ましく
１ｊ５０℃／分以下の冷却速度で冷却させる特許請求の
範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11655382A JPS599104A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 内燃機関の摺動部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11655382A JPS599104A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 内燃機関の摺動部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599104A true JPS599104A (ja) | 1984-01-18 |
Family
ID=14689960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11655382A Pending JPS599104A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 内燃機関の摺動部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599104A (ja) |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP11655382A patent/JPS599104A/ja active Pending
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