JPS60251202A - 鉄系複層焼結体における銅溶浸方法 - Google Patents
鉄系複層焼結体における銅溶浸方法Info
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- JPS60251202A JPS60251202A JP10735084A JP10735084A JPS60251202A JP S60251202 A JPS60251202 A JP S60251202A JP 10735084 A JP10735084 A JP 10735084A JP 10735084 A JP10735084 A JP 10735084A JP S60251202 A JPS60251202 A JP S60251202A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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】
この発明は、組成の異なる鉄系材料を複層成形した圧粉
体、若しくは複数の部分を組み合わせた圧粉体への銅溶
浸において、焼結と同時に、その任意の層（部分）に選
択的に銅を溶浸させる方法に関するものである。
体、若しくは複数の部分を組み合わせた圧粉体への銅溶
浸において、焼結と同時に、その任意の層（部分）に選
択的に銅を溶浸させる方法に関するものである。
従来、相手部材と接触して機能する機械部品。
例えば内燃機関の弁座とか軸受その他の摺動部材を焼結
合金で製造する際に、相手部材と当接する部分（以下「
機能部分」と呼ぶ。）には所要の特性を持つ高級材料を
、その他の部分（以下「裏金部分」と呼ぶ。）には安価
な材料を用いてコストの低減を図ることが一般に行なわ
れている。そしてその手段としては、それぞれの部分の
圧粉体を組み合わせて焼結する方法や、金型内にそれぞ
れの原料粉末を複層に充填して一体成形しそのまま焼結
する方法が知られている。
合金で製造する際に、相手部材と当接する部分（以下「
機能部分」と呼ぶ。）には所要の特性を持つ高級材料を
、その他の部分（以下「裏金部分」と呼ぶ。）には安価
な材料を用いてコストの低減を図ることが一般に行なわ
れている。そしてその手段としては、それぞれの部分の
圧粉体を組み合わせて焼結する方法や、金型内にそれぞ
れの原料粉末を複層に充填して一体成形しそのまま焼結
する方法が知られている。
さて、内燃機関の弁座のように熱間での強度や耐摩耗性
が重要な部品では、その耐久性を高めるためには機能部
分の冷却を図る必要があり、その一手段として、機能部
分の空孔内に銅を溶浸してその部分の熱伝導性を高める
のが有効である。
が重要な部品では、その耐久性を高めるためには機能部
分の冷却を図る必要があり、その一手段として、機能部
分の空孔内に銅を溶浸してその部分の熱伝導性を高める
のが有効である。
しかし焼結体に溶浸材を載せて加熱する従来の溶浸方法
では、裏金部分まで一様に浸透す丞結果高価な銅の消費
量が多くなり、また焼結と銅溶浸の二つの加熱工程が重
複する点でも得策でない。
では、裏金部分まで一様に浸透す丞結果高価な銅の消費
量が多くなり、また焼結と銅溶浸の二つの加熱工程が重
複する点でも得策でない。
捉って、なるべく焼結と同時に、且つ圧粉体の任意の部
分に選択的に銅溶浸ができれば品質上もコスト面でも好
・都合であって、若しこれが可能になれば、その技術は
弁座における熱伝導の改善に限らず、焼結部品の部分的
な緻密化または封孔。
分に選択的に銅溶浸ができれば品質上もコスト面でも好
・都合であって、若しこれが可能になれば、その技術は
弁座における熱伝導の改善に限らず、焼結部品の部分的
な緻密化または封孔。
その他広汎に応用できることは言うまでもない。
ところで、鉄−銅系の焼結合金はその焼結時に著しい焼
結膨らみを生じる欠点を持っているが、重量比で０．０
３％以上のホウ素を添加しておけばこの銅膨服現象が抑
制されること、およびホウ素の存在下では鉄基地中への
銅の拡散が妨げられる結果、銅溶浸と同程庇の高密度が
得られることを見出して特願昭５１９６３８９号に開示
した。
結膨らみを生じる欠点を持っているが、重量比で０．０
３％以上のホウ素を添加しておけばこの銅膨服現象が抑
制されること、およびホウ素の存在下では鉄基地中への
銅の拡散が妨げられる結果、銅溶浸と同程庇の高密度が
得られることを見出して特願昭５１９６３８９号に開示
した。
（詳細は特公昭５’１３５３４号参照）この発明は、こ
の知見を応用して前述の課題を解決したものであって、
即ち機能部分に溶浸する場合は裏金部分の圧粉体に所要
量の銅と０．０３％以上のホウ素を添加しておき、機能
部分の圧粉体と一体または密着した状態で焼結すること
を骨子とするものである。
の知見を応用して前述の課題を解決したものであって、
即ち機能部分に溶浸する場合は裏金部分の圧粉体に所要
量の銅と０．０３％以上のホウ素を添加しておき、機能
部分の圧粉体と一体または密着した状態で焼結すること
を骨子とするものである。
この方法によれば、鉄系の焼結温陵は銅の融点より当然
高いので、裏金部分の銅はホウ素の作用で鉄基地中に拡
散できずに液相を保ち、焼結の進行につれて、毛細管現
象によって機能部分に浸透移行してその空孔を充填する
訳である。
高いので、裏金部分の銅はホウ素の作用で鉄基地中に拡
散できずに液相を保ち、焼結の進行につれて、毛細管現
象によって機能部分に浸透移行してその空孔を充填する
訳である。
以下、この発明を弁座に適用した実施例により詳細に説
明する。対象とする弁座は内径２Ｑｍｍ。
明する。対象とする弁座は内径２Ｑｍｍ。
外径４Ｑｍｍ、厚さ１０１１１１１１で、厚さの上部的
５ｍｍが機能部分、下方５ｍｍが裏金部分の２層構造の
もので、この弁座の成形は金型に先ず裏金部分の原料粉
を、その上に機能部分の原料粉を積層充填して一体に成
形される。
５ｍｍが機能部分、下方５ｍｍが裏金部分の２層構造の
もので、この弁座の成形は金型に先ず裏金部分の原料粉
を、その上に機能部分の原料粉を積層充填して一体に成
形される。
先ず、第１表の原料粉の種類の欄に記した各粉末を用意
した。この内機能部分の第１行の合金は特公昭４９−１
７９６８．第２行のものは特公昭５５−３６２４２に係
る弁座用焼結合金であり、またその後の自動車エンジン
の進歩に伴い、この両者を複合した特公昭５７−５６５
４７．および第３行の合金粉末を添加して硬質相を生成
させたものが開発されている。
した。この内機能部分の第１行の合金は特公昭４９−１
７９６８．第２行のものは特公昭５５−３６２４２に係
る弁座用焼結合金であり、またその後の自動車エンジン
の進歩に伴い、この両者を複合した特公昭５７−５６５
４７．および第３行の合金粉末を添加して硬質相を生成
させたものが開発されている。
次に、これらの粉末を第１表の例１欄の割合に配合して
金型内に充填したのち密度６．７０／ｃＪに成形し、機
能部分側を上、裏金部分側を下にして炉に挿入して分解
アンモニアガス中１２００℃で３０分間焼結し、実施例
１の試料とした。
金型内に充填したのち密度６．７０／ｃＪに成形し、機
能部分側を上、裏金部分側を下にして炉に挿入して分解
アンモニアガス中１２００℃で３０分間焼結し、実施例
１の試料とした。
第１表
第２表
同様に、例２の欄に示す配合で密度６．７（１／ｃｙ＆
の２層圧粉体を成形して１２５０℃で３０分間焼結し、
実施例２の試料とした。
の２層圧粉体を成形して１２５０℃で３０分間焼結し、
実施例２の試料とした。
また、ホウ素の作用効果を明らかにするために例２と同
じ配合で、裏金部分の原料からホウ素を省いた点のみ異
なる試料を作成し比較例とした。
じ配合で、裏金部分の原料からホウ素を省いた点のみ異
なる試料を作成し比較例とした。
これら各試料の機能部分、裏金部分それぞれの全体組成
を、参考のために第２表に示す。
を、参考のために第２表に示す。
次に、各試料それぞれ１０箇の焼結体を２層の境界で水
平に切断して裏金部分と機能部分に分割し、機能部分側
の銅の含有率を測定して第３表に示した。
平に切断して裏金部分と機能部分に分割し、機能部分側
の銅の含有率を測定して第３表に示した。
第３表
６−
この結果によれば、裏金部分の原料中にホウ素を含まず
銅のみ２０％配合した比較例の場合は、９、４ ／ ２
０即ち銅配合量の約４７％が裏金部分から機能部分に浸
透したに過ぎない。
銅のみ２０％配合した比較例の場合は、９、４ ／ ２
０即ち銅配合量の約４７％が裏金部分から機能部分に浸
透したに過ぎない。
これに対して、ホウ素を添加した本発明の実施例２にお
いては、同じ銅配合聞でありながらその１７．２／２０
即ち約８５％が機能部分に浸透している。また例１の場
合は銅の配合量が少ないため溶浸し難いにも拘らず、５
．７ ／ ８叩ち約７１％が機能部分に浸透している。
いては、同じ銅配合聞でありながらその１７．２／２０
即ち約８５％が機能部分に浸透している。また例１の場
合は銅の配合量が少ないため溶浸し難いにも拘らず、５
．７ ／ ８叩ち約７１％が機能部分に浸透している。
そして、溶浸量のこのような大きな差がホウ素の作用に
よることは明白である。
よることは明白である。
次に、銅と共に添加するホウ素の適正添加量について述
べる。
べる。
前述したように、ホウ素の存在が鉄基地中への銅の拡散
を防止する現象の一側面が焼結時膨張の抑制であり、他
の一側面が銅溶浸の促進である。
を防止する現象の一側面が焼結時膨張の抑制であり、他
の一側面が銅溶浸の促進である。
そこでホウ素の必要最小量は、その影響がより鋭敏に坦
われる寸法変化に基づいて規定することができる。
われる寸法変化に基づいて規定することができる。
また添加量の上限については、この発明の目的に関する
限りとくに制約はないと考えられるが、他方ホウ素が過
剰の場合は基材が脆化し、強度や伸びが劣化する。そし
てこの発明でいう裏金部分も機械部品の一部である以上
、その機械的性質を損わない範囲の添加量に留めること
が望ましい。
限りとくに制約はないと考えられるが、他方ホウ素が過
剰の場合は基材が脆化し、強度や伸びが劣化する。そし
てこの発明でいう裏金部分も機械部品の一部である以上
、その機械的性質を損わない範囲の添加量に留めること
が望ましい。
そこで、第１図に示したホウ素の添加量と焼結時の寸法
変化率との関係から、寸法変化が急減する添加量０．０
３％を下限値とし、第２図に示したホウ素添加量と機械
的性質との関係から、引張り強さがホウ素無添加のレベ
ルを保つ０９％を上限と定めた。なお第１図および第２
図の実験に用いた基材の組成は、鉄粉に銅粉を８％配合
した鉄鋼系材料である。
変化率との関係から、寸法変化が急減する添加量０．０
３％を下限値とし、第２図に示したホウ素添加量と機械
的性質との関係から、引張り強さがホウ素無添加のレベ
ルを保つ０９％を上限と定めた。なお第１図および第２
図の実験に用いた基材の組成は、鉄粉に銅粉を８％配合
した鉄鋼系材料である。
以上詳述したように、この発明によれば焼結体の任意の
部分に、しかも圧粉体の焼結と同時に銅溶浸を施すこと
ができる。即ち、この発明は焼結機械部品の所要部分の
諸性性を経済的に改善することを可能にしたもので、そ
の効果は大なるものがある。
部分に、しかも圧粉体の焼結と同時に銅溶浸を施すこと
ができる。即ち、この発明は焼結機械部品の所要部分の
諸性性を経済的に改善することを可能にしたもので、そ
の効果は大なるものがある。
第１図は鉄鋼系焼結材におけるホウ素添加量と焼結時の
寸法変化率との関係を示すグラフ、第２図はホウ素添加
量と焼結材の機械的性質との関係を示すグラフである。 代理人 増 渕 邦 彦
寸法変化率との関係を示すグラフ、第２図はホウ素添加
量と焼結材の機械的性質との関係を示すグラフである。 代理人 増 渕 邦 彦
Claims (1)
- １ 互いに材質の異なる機能部分と裏金部分との複層構
造で、且つその機能部分に銅が溶浸された鉄系焼結部品
を製造する方法において、裏金部分の圧粉体に所要量の
銅と重量比で０．０３％以上のホウ素を添加しておき、
この圧粉体と機能部分の圧粉体とを一体または密着させ
た状態で銅の融点以上の温度で焼結することにより裏金
部分の銅を機能部分に浸透移行せしめることを特徴とす
る、鉄系複層焼結体における銅溶浸方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10735084A JPS60251202A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 鉄系複層焼結体における銅溶浸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10735084A JPS60251202A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 鉄系複層焼結体における銅溶浸方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251202A true JPS60251202A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14456825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10735084A Pending JPS60251202A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 鉄系複層焼結体における銅溶浸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60251202A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0174376U (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815522A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-28 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 積層品用油変性フェノ−ル樹脂の製造法 |
| JPS5943842A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Mitsubishi Metal Corp | 銅溶浸鉄系焼結合金部材の製造法 |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP10735084A patent/JPS60251202A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815522A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-28 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 積層品用油変性フェノ−ル樹脂の製造法 |
| JPS5943842A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Mitsubishi Metal Corp | 銅溶浸鉄系焼結合金部材の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0174376U (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 |
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