JPS60255958A - 耐摩耗性焼結合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ｉｔ業上の利用分野） この発明は、耐摩耗性と耐食性に優れた鉄系耐摩耗性焼
結合金に関し、このような耐摩耗性と耐食性とが要求さ
れる用途、特にディーゼルエンジン用のロッカーアーム
チップ部材として好適な鉄系耐摩耗性焼結合金に関する
ものである。

（従来技術） エンジンの動弁機構部品であるロッカーアームは、とく
にカムとの当り面部において耐摩耗性に優れていること
が要求されるため、ロッカーアーム本体に耐摩耗性の優
れたロッカーアームチップを設けることも行われている
。従来、このようなロッカーアームチップ用の素材とし
ては、チル鋳物または焼結合金が用いられており、焼結
合金としては特願昭５９−７２６５号に示されたものが
ある。この焼結合金は、Ｆｅ−５〜２０重量％Ｃｒ−０
，５〜２．０重量％Ｃ合金粉末と。

Ｆｅ−Ｐ合金粉末と、黒鉛粉末とを全粉末の組成がＦｅ
−５〜２０重量％Ｃｒ−０、１〜１　、０重量％Ｐ−Ｑ
　、５〜３重量％Ｃとなるように配合した混合粉末を圧
粉成形して焼結したものである。

しかしながら、このような従来のロッカーアームチップ
用の素材は通常のガソリンエンジンでは問題が無いが特
に腐食性のあるディーゼルエンジン内においては摩耗が
大きくなり、オイルの劣化が著しくなるという問題点が
あった。

（発明の目的） この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、耐摩耗性に優れていると共に、特に耐食性に
も優れており、例えば、腐食性カ大きいディーゼルエン
ジンのロッカーアームチップの素材としても好適な鉄系
の耐摩耗性焼結合金を提供することを目的としている。

（発明の構成） この発明による耐摩耗性焼結合金は、オーステナイト系
ステンレス鋼粉末と、Ｆｅ−Ｐ系合金粉末と、黒鉛粉末
とを全粉末の組成がＦｅ−１５〜２５ｉ量％Ｃｒ−６〜
１０重量％Ｎｉ−０，２〜２．０重量％Ｐ−２〜５重量
％Ｃとなるように配合した混合粉末を圧粉成形して焼結
したことを特徴としている。

この発明による耐摩耗性焼結合金の原料として用いられ
るオーステナイト系ステンレス鋼粉末は、オーステナイ
ト組織を呈するものであって、例えばＪＩＳ規格でいえ
ばＳＵＳ　２００番台。

３００番台のものが使用され、特性改善のために適宜の
合金元素を添加したものもこの発明に含まれる。

そして、このようなオーステナイト系ステンレス鋼粉末
と、Ｆｅ−Ｐ系合金粉末と、黒鉛粉末とを全粉末の組成
がＦｅ−１５〜２５重量％Ｃｒ−６〜ｌＯ重量％Ｎｉ−
０．２〜２．０重量％Ｐ−２〜５重量％Ｃとなるように
配合する。

ここで、このような配合となるようにした理由について
以下に説明する。

Ｃｒ： Ｃｒは焼結時に黒鉛と結合した（Ｆｅ、Ｃｒ）７Ｃ３炭
化物を析出させて耐摩耗性を向上させる。また、Ｎｉと
ともに、マトリックスの耐食性を向上させる。しかし、
１５重量％未満では耐食性が低下し、２５重量％を超え
ると圧粉成形性が著しく悪化するので、１５〜２５重量
％の範囲とした。

Ｎｉ： ＮｉはＣｒとともにマトリックスの耐食性を著しく向上
させる。しかし、６重量％未堝では耐食性が低下し、１
０重量％を超えて含有しても効果の向上が見られないの
で、６〜ｌＯ重量％の範囲とした。

Ｐ： Ｐは焼結時に液相を形成させることによりＣの拡散を促
進させ、焼結を著しく進行させる。しかし、０．２ｉ量
％未満では所要の効果が得られず、２．０重量％を超え
ると焼結時の液相量が過剰になり、焼結後の形状変化が
大きくなるので、０．２〜２．０重量％の範囲とした。

Ｃ。

Ｃは焼結時にＣｒと結合して（Ｆｅ、Ｃｒ）７Ｃ３炭化
物を析出させて耐摩耗性を向上させる。しかし、２重量
％未満では硬さが低く耐摩耗性が劣り、５重量％を超え
ると強度が著しく低下するので２〜５重量％の範囲とし
た。

そのほか、使用するオーステナイト系ステンレス鋼中に
、Ｃｒ、Ｎｉ以外の例えばＭｏ、Ｃｕ等の元素が添加さ
れている場合には、上記添加元素が混合粉末中に含まれ
ることはいうまでもない。

次いで、このような配合比にした混合粉末を所定の形状
に圧粉成形し、その後成形体を非酸化性雰囲気中で焼結
する。

（実施例） 第１表に示す試料番号ＮＯ，１〜６の組成のオーステナ
イト系ステンレス鋼粉末に、Ｆｅ−２７重量％Ｐ合金粉
末と、黒鉛粉末とを配合し、これに潤滑剤としてステア
リン酸亜鉛粉末を０．７５重量％添加した後、Ｖ型ブレ
ンダーで２０分間混合した。

次に、この混合粉末を成形圧力フｔｏｎｆ／ｃｍ２で第
１図に示すロッカーアームチップ１の形状に圧粉成形し
、得られた成形体を窒素中６００℃で１時間加熱脱ろう
した後、非酸化性雰囲気中で第１表に示す各温度で、１
時間加熱焼結して、ロッカーアームチップ１を製作した
。続いて、ロッカーアームチップ１を第２図に示すよう
にロッカーアームボディ２にろう付により固着してロツ
（比較例） 第１表の試料番号陽、７〜９において、陥、７は添加黒
鉛が１重量％と低く、陽、８は添加Ｐ量が０．１重量％
と低いものであり、陥、９はＮｉを含有しない従来の焼
結合金であって、前記実施例の場合と同様に圧粉成形後
焼結してロッカーアームチップ１を製作した。また陽、
１０は低合金チル鋳物材であって、同様にロッカーアー
ムチップ１を製作した。次いで、各ロッカーアームチッ
プ１を用いて実施例と同様にしてロッカ゛−アーム３を
製作した。

（試験例） 次に、各試料陽、１−１０の機械的特性を調べたところ
、第２表に示す結果となった。また、耐食性を評価する
ためにｌＮ−ＨＮＯ３、ｌＮ−Ｈ２ＳＯ４溶液中に浸漬
し、１時間浸漬後の重量第２表に示すように、比較例１
’ｂ、７．８は実施例よりも硬さが低く、ＮＯ，９，１
０は耐食性が劣っている。

次に、各試料１１ｂ、１−１０により製作したロッカー
アーム３を水冷直列６気筒２８００ｃｃデイーゼルエン
ジンに組込み、アイドル回転させて実車耐久試験を行な
った。なお、カムシャフトは現行の低合金鋳鉄のチル鋳
物を用いた。

そして、この耐久試験においては、５ＡＥＩＯＷ−３０
のエンジン油を用いて６００　ｒ、ｐ、ｓ、の低速回転
で６００時間の連続運転を行ない、耐久後にカムピース
表面およびロッカーアームチップ表面の最大摩耗深さを
測定した。この結果を第３図に示す。

第３図から、比較例１１＆）、　７　、８のように、ロ
ッカーアームチップの硬さがＨＲＣ３０以下と低いもの
では、ロッカーアームチップが著しく摩耗し、比較例歯
、９では耐食性が劣るため摩耗が大きく、比較例間、１
０ではさらに耐食性が劣るために著しい摩耗を生じてい
ることが明らかであこれに対して実施例陽、１〜６にお
いては、カムおよびチップの摩耗を著しく減少させてお
り、カムシャフトの耐摩耗性向上に非常に有効であるこ
とが明らかである。

さらに硬さがＨＲＣ４０以上である実施例陥。

２．３，５．６では、実施例陥、ｌ、４に比べてチップ
の摩耗量をより一層低減できるこよが明らかである。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明による耐摩耗性焼結
合金は、オーステナイト系ステンレス鋼粉末と、Ｆｅ−
Ｐ系合金粉末と、黒鉛粉末とを全粉末の組成かＦｅ−１
５〜２５ｊｉ量％Ｃｒ−６〜１０重量％Ｎｉ−０，２〜
２．０重量％Ｐ−２〜５重量％Ｃとなるように配合した
浬合粉末を圧粉成形して焼結したものであるから、耐摩
耗性および耐食性に優れており、とくに腐食による摩耗
の増大を著しく少なくすることが可能であって、例えば
腐食性が大きいディーゼルエンジンのローツカ−アーム
チップ素材として好適であるという非常に優れた効果を
もたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例および比較例において製作し
たロッカーアームチップの外観を示す斜視図、Ｎ４２図
は組立て後のロッカーアームの外観を示す側面図、第３
図は実車耐久試験結果を示すグラフである。 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　小　塩　豊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）オーステナイト系ステンレス鋼粉末と、Ｆｅ−Ｐ
   系合金粉末と、黒鉛粉末とを全粉末の組成がＦｅ−１５
   〜２５［ｉ（量％Ｃｒ−６〜１０重量％Ｎｉ−０，２〜
   ２．０重量％Ｐ−２〜５重量％Ｃとなるように配合した
   混合粉末な圧粉成形して焼結したことを特徴とする耐摩
   耗性焼結合金。