JPS6059043A - 焼結合金製シ−ルリング材の製造方法 - Google Patents
焼結合金製シ−ルリング材の製造方法Info
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- JPS6059043A JPS6059043A JP16674883A JP16674883A JPS6059043A JP S6059043 A JPS6059043 A JP S6059043A JP 16674883 A JP16674883 A JP 16674883A JP 16674883 A JP16674883 A JP 16674883A JP S6059043 A JPS6059043 A JP S6059043A
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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】
技術分野
本発明は耐熱性および耐摩耗性に優れ、かつ高強度を有
する焼結合金製クールリング材の製造方法に関するもの
であシ、さらに詳しく述べるならばターボチャージャー
のタービン側において排気ガス及び潤滑油をシールする
ためにシャフトに装着されるシールリング等に用いられ
るソールリング材の製造方法に関するものである。
する焼結合金製クールリング材の製造方法に関するもの
であシ、さらに詳しく述べるならばターボチャージャー
のタービン側において排気ガス及び潤滑油をシールする
ためにシャフトに装着されるシールリング等に用いられ
るソールリング材の製造方法に関するものである。
従来技術
一般にターボチャージャーのタービン側ソールリング（
以下、単にクールリングと称する）は４００℃以上の高
温排気ガスにさらされるので耐熱性が優れてお多かつ高
温下で排気ガスおよび潤滑油のシール性を保たねばなら
ない。而して、シールリングはターボチャージャーのシ
ャフトのタービン側に形成されたリング溝に嵌め込まれ
ておシ、またシールリングの内径はリング溝部のシャフ
ト外径よシ僅かに小さく定められているために。
以下、単にクールリングと称する）は４００℃以上の高
温排気ガスにさらされるので耐熱性が優れてお多かつ高
温下で排気ガスおよび潤滑油のシール性を保たねばなら
ない。而して、シールリングはターボチャージャーのシ
ャフトのタービン側に形成されたリング溝に嵌め込まれ
ておシ、またシールリングの内径はリング溝部のシャフ
ト外径よシ僅かに小さく定められているために。
シールリングは張力を受けた状態で高温排気ガスにさら
される。よってソールリングが使用中に張力？保持して
いることがシールリングとしての重要な特性の１つであ
る。
される。よってソールリングが使用中に張力？保持して
いることがシールリングとしての重要な特性の１つであ
る。
また、ターボチャージャーのタービンの回転数は最大十
数万ｒｐｍ の高速回転となるので、７−ルリング材に
は耐摩耗性（相手材１４粍させない性質も含む〕および
耐焼付性についても高い性能があわせて要求される。さ
らに、ソールリングはシャフトより小径であるためシャ
フトへ装着する時リングを胛前げる必要があシ、この際
過大な応力がシールリングに作用し、シールリングが塑
性変形する場合がある。この塑性変形によりターボチャ
ージャー運転初期の異常摩耗、焼付等のトラブルが発生
する場合も認められる。よってシールリング材としては
弾碓変形限界応力が高い高強度であり、装着時に塑性変
形し７ない月別が望ましい。
数万ｒｐｍ の高速回転となるので、７−ルリング材に
は耐摩耗性（相手材１４粍させない性質も含む〕および
耐焼付性についても高い性能があわせて要求される。さ
らに、ソールリングはシャフトより小径であるためシャ
フトへ装着する時リングを胛前げる必要があシ、この際
過大な応力がシールリングに作用し、シールリングが塑
性変形する場合がある。この塑性変形によりターボチャ
ージャー運転初期の異常摩耗、焼付等のトラブルが発生
する場合も認められる。よってシールリング材としては
弾碓変形限界応力が高い高強度であり、装着時に塑性変
形し７ない月別が望ましい。
現在シールリングには高速度鋼、オーステナイト鋳鋼、
高Ｃ「鋳鋼、ステンレス鋼等の溶製材料が用いられてい
る。これらの溶製材料は耐熱性に優れているが、小径ソ
ールリングを製作するためには多大の加工々数を必要と
し％また材料歩留も極めて悪くなるという欠点を有する
。更にこれらの溶製材料は耐・焼付性、耐摩耗性、ある
いは装着時の塑性変形等の問題を有している。
高Ｃ「鋳鋼、ステンレス鋼等の溶製材料が用いられてい
る。これらの溶製材料は耐熱性に優れているが、小径ソ
ールリングを製作するためには多大の加工々数を必要と
し％また材料歩留も極めて悪くなるという欠点を有する
。更にこれらの溶製材料は耐・焼付性、耐摩耗性、ある
いは装着時の塑性変形等の問題を有している。
発明の目的
本発明は、材料組成の自由度が窩く、内在空孔により耐
熱性、耐摩耗性等の改善を容易に実施可能とし、さらに
熱処理により篩強度を得ることも可能でちるというｄ３
’Ｊ結材刺の特徴を利用して、溶製材料の欠点を解消し
たシールリング材を製造する方法を提供することを目的
とする。
熱性、耐摩耗性等の改善を容易に実施可能とし、さらに
熱処理により篩強度を得ることも可能でちるというｄ３
’Ｊ結材刺の特徴を利用して、溶製材料の欠点を解消し
たシールリング材を製造する方法を提供することを目的
とする。
発明の構成
本発明は重量比でＣｒ ７〜１５％、Ｎｉ２〜８％、
Ｃｏ １ ｏ−ｉ ５％、 Ｍｏ ２〜８９に 、 Ｃ
ｕ １〜７％、残部実質的にＦｅから成る混合粉末又は
合金粉末を圧粉成形し、焼結後４００℃〜６００℃う。
Ｃｏ １ ｏ−ｉ ５％、 Ｍｏ ２〜８９に 、 Ｃ
ｕ １〜７％、残部実質的にＦｅから成る混合粉末又は
合金粉末を圧粉成形し、焼結後４００℃〜６００℃う。
ＣｒおよびＮｉ は焼結合金のマトリックスを焼結後の
冷却過程で、マルテンサイト化するために必要な元素で
あり、Ｃｒ およびＮｉ が俗々下限（Ｃｒ７蟹、Ｎｉ
２％〕を下まわると、焼結後の冷却においてマルテンサ
イトマトリックスにはならず、また上限（Ｃｒ １５
％ 、 Ｎｔ ８ ％ ） ｆ超えるとオーステナイト
マトリックスが増大するので好ましくない。よってＣｒ
７〜１５％、Ｎ４２〜８％とする。更にＣｒは高置で
の耐食性を向上きせる効果もある。
冷却過程で、マルテンサイト化するために必要な元素で
あり、Ｃｒ およびＮｉ が俗々下限（Ｃｒ７蟹、Ｎｉ
２％〕を下まわると、焼結後の冷却においてマルテンサ
イトマトリックスにはならず、また上限（Ｃｒ １５
％ 、 Ｎｔ ８ ％ ） ｆ超えるとオーステナイト
マトリックスが増大するので好ましくない。よってＣｒ
７〜１５％、Ｎ４２〜８％とする。更にＣｒは高置で
の耐食性を向上きせる効果もある。
Ｃｏ、 Ｍｏ、及びＣｕは後述する時効処理によシ金属
間仕合物となって析出し１強度を大巾に向上させると共
に材料の耐熱性を高める元素である。
間仕合物となって析出し１強度を大巾に向上させると共
に材料の耐熱性を高める元素である。
なお、金属間（ヒ合物に関しては、Ｆｅ −Ｍｏ ２元
系ではＦｅ２Ｍｏが生成し、Ｆｅ −Ｃｏ−Ｃｏ ３元
系ではＣｏ添加によ、リスピノ−ダル分解が起ってＦｅ
Ｃｕが生成するなどの発表が学術文献にてなされている
が、本発明の合金系で生成する金属間化合物の種類は不
明である。ＣＯ１０％未満、Ｍ。
系ではＦｅ２Ｍｏが生成し、Ｆｅ −Ｃｏ−Ｃｏ ３元
系ではＣｏ添加によ、リスピノ−ダル分解が起ってＦｅ
Ｃｕが生成するなどの発表が学術文献にてなされている
が、本発明の合金系で生成する金属間化合物の種類は不
明である。ＣＯ１０％未満、Ｍ。
２（Ｘ未満、Ｃｕ１！％未満ではその効果が乏しく。
Ｃｏ １５％、Ｍｏ ８％、Ｃｕ７％を超えてもその効
果が飽和し、合金元素使用量が過大になりコスト高とな
るので、 Ｃｏ １０〜１５π、Δ４０２〜８π、Ｃｕ
１〜７％とする。
果が飽和し、合金元素使用量が過大になりコスト高とな
るので、 Ｃｏ １０〜１５π、Δ４０２〜８π、Ｃｕ
１〜７％とする。
なお、本発明の焼結合金は、上述の組成の溶製合金を粉
砕した粉末、又はＦｅ−Ｍｏ 、Ｆｅ −Ｃｏ 、純鉄
などの母合金を粉砕混合するかあるいは各単体粉末を混
合して上述の組成とした粉末を原料として、詳しくは後
述の方法で調製される。
砕した粉末、又はＦｅ−Ｍｏ 、Ｆｅ −Ｃｏ 、純鉄
などの母合金を粉砕混合するかあるいは各単体粉末を混
合して上述の組成とした粉末を原料として、詳しくは後
述の方法で調製される。
本発明の響結合金は、Ｃ，Ｓ量、 Ｐ、 ８．などの不
純物あるいは合金元素の効果を妨げない若干量のＴｉ、
Ａｔなどの添加元素を含有してもよい。
純物あるいは合金元素の効果を妨げない若干量のＴｉ、
Ａｔなどの添加元素を含有してもよい。
また本発明のシールリング材けＪ暁枯しただけではある
いは焼結後適宜の溶体化処理をしただけでは強度も硬さ
もさほど向上しないが、時効処理？施すことによｐ本発
明の組成限定と相俟って大巾な強度増加と硬さ増加が起
こりひいては耐熱性、耐摩耗性、および装着時の塑性変
形に対する抵抗性が向上する。時効温度４００℃未満で
は時効の効果が不十分であること、６００℃？超えると
過時効となり強度、硬式が低下するので、時効温度とし
ては４００℃〜６００℃を設定するが、より好ましくは
４５０〜５５０℃である。なお時効時間として１１ま０
．５〜５Ｈｒ を時効温度との関係で選択すればよい。
いは焼結後適宜の溶体化処理をしただけでは強度も硬さ
もさほど向上しないが、時効処理？施すことによｐ本発
明の組成限定と相俟って大巾な強度増加と硬さ増加が起
こりひいては耐熱性、耐摩耗性、および装着時の塑性変
形に対する抵抗性が向上する。時効温度４００℃未満で
は時効の効果が不十分であること、６００℃？超えると
過時効となり強度、硬式が低下するので、時効温度とし
ては４００℃〜６００℃を設定するが、より好ましくは
４５０〜５５０℃である。なお時効時間として１１ま０
．５〜５Ｈｒ を時効温度との関係で選択すればよい。
通常時効処理は一段時効で行われるが、二段時効で行っ
てもよく、あるいは６００℃から４００℃の湛度範囲ヲ
０．５時間」ン上かけて徐冷する冷却時効により行って
もよい。
てもよく、あるいは６００℃から４００℃の湛度範囲ヲ
０．５時間」ン上かけて徐冷する冷却時効により行って
もよい。
なお本発明における成形および焼結Φ件としては混合あ
るいは合金粉末を５〜１０ ／２で圧粉成形した後１２
００〜１３００℃に真空、水素あるいは分解アンモニア
ガス雰囲気中で４０〜９０分間加熱する条件を採用する
ことが望ましい。この条件によると穿孔率は一般に１０
に〜２０％である。
るいは合金粉末を５〜１０ ／２で圧粉成形した後１２
００〜１３００℃に真空、水素あるいは分解アンモニア
ガス雰囲気中で４０〜９０分間加熱する条件を採用する
ことが望ましい。この条件によると穿孔率は一般に１０
に〜２０％である。
実施例１
第１表に示した各イヒ学組成になるように各種粉末を秤
量し、■型ばキサ−で３０分間混合し、成形圧力７ト７
／２でリング状に圧粉成形し、最後に分解アンモニアガ
ス雰囲気中において１３００℃でＩＨｒ焼結した。使用
した各粉末は電解コバルト粉（−３２５メツシュ〕、カ
ーボニルＮｉ粉（１０μ！ｎ）、全縮モリブデン粉（１
，５μア〕。
量し、■型ばキサ−で３０分間混合し、成形圧力７ト７
／２でリング状に圧粉成形し、最後に分解アンモニアガ
ス雰囲気中において１３００℃でＩＨｒ焼結した。使用
した各粉末は電解コバルト粉（−３２５メツシュ〕、カ
ーボニルＮｉ粉（１０μ！ｎ）、全縮モリブデン粉（１
，５μア〕。
電解Ｃｕ粉（−２５０メツシー〕、クロムについては一
１００メツシーのＳＵＳ ４１０Ｌ、 ５ＬＩＳ ４３
０Ｌ粉および一１００メッンーの純Ｆｅ粉を用いて調製
した。但し第１表中本発明利りは第１表の成分の合金粉
末（−ｉｏｏメツシー〕を使用した。時効処Ｂａｄ各試
刺とともに５００℃で１ Ｈｒ ａ Ａ ｒガス雰囲気
中で加熱した。時効後１機械加工により。
１００メツシーのＳＵＳ ４１０Ｌ、 ５ＬＩＳ ４３
０Ｌ粉および一１００メッンーの純Ｆｅ粉を用いて調製
した。但し第１表中本発明利りは第１表の成分の合金粉
末（−ｉｏｏメツシー〕を使用した。時効処Ｂａｄ各試
刺とともに５００℃で１ Ｈｒ ａ Ａ ｒガス雰囲気
中で加熱した。時効後１機械加工により。
呼び径２０ＷＩＩ１１１幅１．６ｆｉ、厚さ１．１唄の
クールリングを作製し、張力減退のテスト′ヲ行なった
。張力減退のテストハシールリング呼び径と同一寸法の
鋳鉄製シリンダーにシールリング？装着し、３５０℃、
４００℃、４５０℃で各々１０ＨｒＡｒガス中で加熱す
ることによって実施した。加熱前後の自由合い口すき間
の変什量をめ張力減退率とした。
クールリングを作製し、張力減退のテスト′ヲ行なった
。張力減退のテストハシールリング呼び径と同一寸法の
鋳鉄製シリンダーにシールリング？装着し、３５０℃、
４００℃、４５０℃で各々１０ＨｒＡｒガス中で加熱す
ることによって実施した。加熱前後の自由合い口すき間
の変什量をめ張力減退率とした。
焼結時効後の各特性値および張力減退率も合わせて第１
表に示した。
表に示した。
り下余白
第１表の結果から本発明材は高強ぼｒを有しかつ優れた
耐熱性を有することが明らかになった。なお比較材Ｊ及
びＫは張力減退率が４５０℃にてがなり良好な値を示す
が、それぞれＣＯ及びＨＯＯ量が多く、Ｃｏ、Ｍｏ添加
コストに対する性能比が低い。
耐熱性を有することが明らかになった。なお比較材Ｊ及
びＫは張力減退率が４５０℃にてがなり良好な値を示す
が、それぞれＣＯ及びＨＯＯ量が多く、Ｃｏ、Ｍｏ添加
コストに対する性能比が低い。
実施例２
実施例１で作製した外径２０間１幅１．６ ｒａｎ 、
厚さ１．１咽のソールリングを自由合い口を拡幅してφ
１９５咽のマンドレルに装着し、そしてマンドレルを１
回通し、その前後の自由合い口すき間の変ずヒを調べた
。その結果を第２表に示した。
厚さ１．１咽のソールリングを自由合い口を拡幅してφ
１９５咽のマンドレルに装着し、そしてマンドレルを１
回通し、その前後の自由合い口すき間の変ずヒを調べた
。その結果を第２表に示した。
以下余白
第２表
第２表の結果から本発明材は装着時の１塑性変形が極め
て少ないことが明らかになった。
て少ないことが明らかになった。
実施例３
第１図に実姉例１の第１表１ｃかした本発明材Δ材につ
いて時効温度と引張強さとの関係を示した。
いて時効温度と引張強さとの関係を示した。
時効温度４００℃〜６００℃において、引張強で１１４
”／２ 以上の値が得られ、時効温度４００℃〜６００
℃が適切であることが明らかである。
”／２ 以上の値が得られ、時効温度４００℃〜６００
℃が適切であることが明らかである。
実施例４
実施例１の第１表に示した本発明材Ａについて実機試験
を行なった。供試したターボチャージャーＵタービン翼
径φ５６−、コンプレッｖ−ＩＡ径φ５４プであり、シ
ールリング（１木）は呼び径φＩＺ５祁０幅１．．６
ｖｍ 、厚さ０．９■に機械加工し。
を行なった。供試したターボチャージャーＵタービン翼
径φ５６−、コンプレッｖ−ＩＡ径φ５４プであり、シ
ールリング（１木）は呼び径φＩＺ５祁０幅１．．６
ｖｍ 、厚さ０．９■に機械加工し。
相手材２ＳＵＭ４３とし実根テストに供した。なお比較
例として現在シールリングとして使用されているオース
テナイト鋳鋼（２０％Ｃｒ −２０％Ｎｉ −１０％
Ｃｏ−５９にＷ−２％Ｍｏ −１，４イＳｉ −１，６
％Ｃ残部Ｆｅ）も実機試験に供した。
例として現在シールリングとして使用されているオース
テナイト鋳鋼（２０％Ｃｒ −２０％Ｎｉ −１０％
Ｃｏ−５９にＷ−２％Ｍｏ −１，４イＳｉ −１，６
％Ｃ残部Ｆｅ）も実機試験に供した。
テスト条件はターボチャージャーを４気筒２．３ｔのデ
ィーゼルエンジンに装着し、４２００＃ｍ全負荷で２０
０Ｈｒの耐久運転を行なった。この試験前後の自由合い
ローｆき間の変什率ｒ張力減退塞とし、またシールリン
グの１屡方向の摩耗量は両面の各々の摩耗量の和として
められた。その結果？第３表に示した。
ィーゼルエンジンに装着し、４２００＃ｍ全負荷で２０
０Ｈｒの耐久運転を行なった。この試験前後の自由合い
ローｆき間の変什率ｒ張力減退塞とし、またシールリン
グの１屡方向の摩耗量は両面の各々の摩耗量の和として
められた。その結果？第３表に示した。
第３表
発明の効果
本発明法によシ與造されたソールリングｔよ優れた耐熱
性および耐摩耗性を有し、かつ高強兜紮有し、シールリ
ング装着時の塑性変形が極めて少ない優れた特性を有す
る。
性および耐摩耗性を有し、かつ高強兜紮有し、シールリ
ング装着時の塑性変形が極めて少ない優れた特性を有す
る。
第１図は実施例３に示した本発明材Ａの時効温度と引張
強さとの関係を示すグラフである。 第１ｍ１ 手続補正書 昭和５９年７り／ユ日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第１Ｆｉｆｉ７４８号２、発明の
名称 焼結合金製シールリング杓の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 （外 ４ 名） ６、補正の内容 （１）発明の詳細な説明
強さとの関係を示すグラフである。 第１ｍ１ 手続補正書 昭和５９年７り／ユ日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第１Ｆｉｆｉ７４８号２、発明の
名称 焼結合金製シールリング杓の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 （外 ４ 名） ６、補正の内容 （１）発明の詳細な説明
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比でＣｒ ７〜１５％、 Ｎｉ ２〜８９ｆ；
。 Ｃｏ ’ｌ Ｉ：ｌ〜１５％ 、 Ｍｏ ２〜８％ 、
Ｃｕ １〜７％。 残部実質的にＦｅから成る混合粉末または合金粉末全圧
粉成形し、焼結後４００ｔｌ：〜６ＧＯ℃で時効処理を
施すことを特徴とする焼結合金製シールリング材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16674883A JPS6059043A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 焼結合金製シ−ルリング材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16674883A JPS6059043A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 焼結合金製シ−ルリング材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059043A true JPS6059043A (ja) | 1985-04-05 |
| JPH0116293B2 JPH0116293B2 (ja) | 1989-03-23 |
Family
ID=15837012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16674883A Granted JPS6059043A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 焼結合金製シ−ルリング材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059043A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7985304B2 (en) | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
| JP2014194262A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Riken Corp | 鉄基焼結合金製回転軸シールリング及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4931508A (ja) * | 1972-07-21 | 1974-03-22 | ||
| JPS5140324A (en) * | 1974-10-02 | 1976-04-05 | Sumitomo Electric Industries | Koshitsutokeikeesu oyobi sonoseizoho |
| JPS589830A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-20 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ガラス窯業用撹拌棒及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16674883A patent/JPS6059043A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4931508A (ja) * | 1972-07-21 | 1974-03-22 | ||
| JPS5140324A (en) * | 1974-10-02 | 1976-04-05 | Sumitomo Electric Industries | Koshitsutokeikeesu oyobi sonoseizoho |
| JPS589830A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-20 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ガラス窯業用撹拌棒及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7985304B2 (en) | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
| JP2014194262A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Riken Corp | 鉄基焼結合金製回転軸シールリング及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0116293B2 (ja) | 1989-03-23 |
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