JPS616464A - フロ−テイングシ−ル - Google Patents
フロ−テイングシ−ルInfo
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- JPS616464A JPS616464A JP12651384A JP12651384A JPS616464A JP S616464 A JPS616464 A JP S616464A JP 12651384 A JP12651384 A JP 12651384A JP 12651384 A JP12651384 A JP 12651384A JP S616464 A JPS616464 A JP S616464A
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- Japan
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- floating seal
- cast iron
- base material
- sealing surface
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- Prior art date
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (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】
本発明は建設機械や建設車両の軸封装置とじて用いられ
るフローティングシール、特に鋳鉄製フローティングシ
ールに関するものである。
るフローティングシール、特に鋳鉄製フローティングシ
ールに関するものである。
フローティングシールは第１図に承り如く回転軸１の端
部に配されて、ケーシング２と回転カバー３側とにそれ
ぞれＯリング５．５を介して組付けられるものであり、
フローティングシール４．４はそれぞれケーシング２、
回転カバー３とに結合されてシール面６．６にて回転摺
動する。ここでケーシング２と回転カバー３の間から浸
入する土砂や塵、汚水は０リング５．５及びフローティ
ングシールのシール面６．６にてシールされるもので、
シール面６．６は摺動条件にある理由によって特別なシ
ール性、即ち耐摩耗性、耐食性が必要とされる。
部に配されて、ケーシング２と回転カバー３側とにそれ
ぞれＯリング５．５を介して組付けられるものであり、
フローティングシール４．４はそれぞれケーシング２、
回転カバー３とに結合されてシール面６．６にて回転摺
動する。ここでケーシング２と回転カバー３の間から浸
入する土砂や塵、汚水は０リング５．５及びフローティ
ングシールのシール面６．６にてシールされるもので、
シール面６．６は摺動条件にある理由によって特別なシ
ール性、即ち耐摩耗性、耐食性が必要とされる。
また、フローティングシールは重車両に用いられた場合
、回転軸を介して強い衝撃を受ける頻度が高く、従って
耐衝撃性も備えなければならない。
、回転軸を介して強い衝撃を受ける頻度が高く、従って
耐衝撃性も備えなければならない。
かかる７０−ティングシールとしては主にシール面の耐
摩耗性を重視して、耐摩耗性鋳鉄、例えば白鋳鉄や、Ｃ
ｒ−Ｍｏ合金鋳鉄が使用されてきた。これらの合金鋳鉄
は主として高硬度なＣｒ炭化物を多量に含むことで耐摩
耗性効果を１ｑるもので、さらに鋳放しのままでマルテ
ンサイｉ−化されることにより基地強度、硬度にも優れ
る。
摩耗性を重視して、耐摩耗性鋳鉄、例えば白鋳鉄や、Ｃ
ｒ−Ｍｏ合金鋳鉄が使用されてきた。これらの合金鋳鉄
は主として高硬度なＣｒ炭化物を多量に含むことで耐摩
耗性効果を１ｑるもので、さらに鋳放しのままでマルテ
ンサイｉ−化されることにより基地強度、硬度にも優れ
る。
しかしながらかかる耐産耗性合金鋳鉄では焼入れされる
ことにより耐摩耗性効果に優れる一方で、高硬度ではあ
るが脆弱なＣｒ炭化物を組織中に多量に含む為に靭性に
乏しく、わずかの衝撃により破損してしまう傾向がある
。
ことにより耐摩耗性効果に優れる一方で、高硬度ではあ
るが脆弱なＣｒ炭化物を組織中に多量に含む為に靭性に
乏しく、わずかの衝撃により破損してしまう傾向がある
。
また他方において、フローティングシールのシール面の
みに耐摩耗性に優れるチル層を形成するための表面チル
化手段として再溶融冷却によるチル化が注目されており
、例えば特公昭５１−４９５７３＋′；ｉ亡持分昭４８
〜２５２８９弓等に示される如く、デル化され難い材料
表面を電子ビーム照射により再溶融し母材自体の熱容耐
により急冷することで耐摩耗性に優れるデル組織を形成
しうるちのである。
みに耐摩耗性に優れるチル層を形成するための表面チル
化手段として再溶融冷却によるチル化が注目されており
、例えば特公昭５１−４９５７３＋′；ｉ亡持分昭４８
〜２５２８９弓等に示される如く、デル化され難い材料
表面を電子ビーム照射により再溶融し母材自体の熱容耐
により急冷することで耐摩耗性に優れるデル組織を形成
しうるちのである。
以上のことから本発明の目的は、この再溶融除７ｉ し
たチル組織を有するフローティングシールをさらに改良
し、フローティングシールとしてのシール面の耐摩耗性
に優れ、かつ母材の強度に優れたものを提供することで
ある。
たチル組織を有するフローティングシールをさらに改良
し、フローティングシールとしてのシール面の耐摩耗性
に優れ、かつ母材の強度に優れたものを提供することで
ある。
本発明のフローティングシールは特許請求の範囲の記載
した如く、球状黒鉛鋳鉄を母材とし、かつシール面は再
溶融冷却チル組織を有することを特徴とするものであり
、特に母材の化学成分が重鎖％にて、Ｃ：３．０〜４，
０％、Ｓｉ：２．０〜３．０％、Ｍｎ ：０．４〜１．
０％、ｃｒ：ｏ。
した如く、球状黒鉛鋳鉄を母材とし、かつシール面は再
溶融冷却チル組織を有することを特徴とするものであり
、特に母材の化学成分が重鎖％にて、Ｃ：３．０〜４，
０％、Ｓｉ：２．０〜３．０％、Ｍｎ ：０．４〜１．
０％、ｃｒ：ｏ。
０５〜１．５％、ＣｕとＮｉのうち１種又は２種で０．
５〜４．０％、ＭＯ：０．１〜１．５％、球状黒鉛化処
理元素であるＭ（１、Ｃａ 、Ｃｅ等希土類元素の１種
又は２種以上を０．０１〜０．２０％、残部不可避不純
物とＦｅから成ることを特徴とするものである。
５〜４．０％、ＭＯ：０．１〜１．５％、球状黒鉛化処
理元素であるＭ（１、Ｃａ 、Ｃｅ等希土類元素の１種
又は２種以上を０．０１〜０．２０％、残部不可避不純
物とＦｅから成ることを特徴とするものである。
上記の特徴を有する本発明のフローティングシールはシ
ール面に再溶融冷却に固有な緻密なチル組織を有すると
共に、母材自体は靭性が高く強度に優れるものである。
ール面に再溶融冷却に固有な緻密なチル組織を有すると
共に、母材自体は靭性が高く強度に優れるものである。
成分の限定理由を以下に述べる。
Ｃ（よチル組織のレメンタイト吊を制御ａＩｌｒＪるど
バに母拐相織を調整するもので、３．０％未満であると
チル組織のレノンタイ１−吊が不十分どなり’Ｒ４摩耗
す〕１に不足し、ざらに母材の被削性が低下づ−る。
バに母拐相織を調整するもので、３．０％未満であると
チル組織のレノンタイ１−吊が不十分どなり’Ｒ４摩耗
す〕１に不足し、ざらに母材の被削性が低下づ−る。
−万４．０％超ではプル組織のしメンタイ１へが組人化
し、デルｌ１１１械に再溶融にＪ：るブローホールがノ
１し易＜イ「す、又Ｂ］祠の思ｔｆ） Ｆｆ’＋が過多
となり強度が低下りるため３．．０−＝１．０％″ｃ選
択される。
し、デルｌ１１１械に再溶融にＪ：るブローホールがノ
１し易＜イ「す、又Ｂ］祠の思ｔｆ） Ｆｆ’＋が過多
となり強度が低下りるため３．．０−＝１．０％″ｃ選
択される。
３ ｉ Ｌｌ、 （〕吊とも関係覆るが鋳鉄の球状黒鉛
形成に寄与づるｂのであり、２．０％未満であると球状
黒鉛化が進Ｊ、Ｊ”、また母（オ白体がデル化し被削士
’ｌが’ＰＩ シ＜低下し、３．０％を超えると母材強
度が低下りる他、再溶ｈｉｔデルに際しブローボールが
〈１じ易く、２．０〜３．０％で選択される。
形成に寄与づるｂのであり、２．０％未満であると球状
黒鉛化が進Ｊ、Ｊ”、また母（オ白体がデル化し被削士
’ｌが’ＰＩ シ＜低下し、３．０％を超えると母材強
度が低下りる他、再溶ｈｉｔデルに際しブローボールが
〈１じ易く、２．０〜３．０％で選択される。
ｔｖｌ ｎは基地組織をパーライト化さゼるために添加
するが、１．０％超では白銑化が進みバーライ１− ｆ
ｆｉ ｌユ過少となるために被切削性の劣下を招く。
するが、１．０％超では白銑化が進みバーライ１− ｆ
ｆｉ ｌユ過少となるために被切削性の劣下を招く。
また０、／１％未満では基地中の一ノエライト量が増加
して機械的性ａ１が劣下するので、０．４〜１゜０％で
選択される。
して機械的性ａ１が劣下するので、０．４〜１゜０％で
選択される。
Ｃｒは高硬度の炭化物を形成させて耐摩耗性を向上させ
るが、０．０５％未満では硬度向上の効果が１７られず
、１．５％超では母材の鋳放し硬度が高くなり過ぎて切
削性を害するので０．０５〜１．５％で選択する。
るが、０．０５％未満では硬度向上の効果が１７られず
、１．５％超では母材の鋳放し硬度が高くなり過ぎて切
削性を害するので０．０５〜１．５％で選択する。
ＣＩＪは鋳鉄の肉厚感受性を低下させ、母材の強度と耐
食性を向上さけ−るが、１０％以上では基地中に完全に
固溶せず析出する為に母（Δの機械的性質の低下を１＆
＜。ま１＝ Ｎ ｉはＣｕと同様にｔ／ｉ鉄の肉厚感
受性を低下させ基地強度を向上させることに効果がある
。薄肉材の場合、Ｃ’Ｕ甲独の添加ではＯｒ 、ＭＯ等
の一影響で白銑化しやずくなるが、Ｃｕよりも黒鉛化傾
向の大きいＮｉの添加によって白銑化を抑制することが
できる。従ってＣＬｌとＮｉのうち１種又は２種の添加
ににっで母材の肉厚感受性の低下、白銑化の防止、基地
強度、耐食性の向上に効果があるが、４．０％超では基
地のベイナイト化さらには残留オーステナイ１へ化の増
加を招き、強度を低下させる。一方０．５％未満では上
記の効果が得られない。従って０．５〜４゜０％で選択
される。
食性を向上さけ−るが、１０％以上では基地中に完全に
固溶せず析出する為に母（Δの機械的性質の低下を１＆
＜。ま１＝ Ｎ ｉはＣｕと同様にｔ／ｉ鉄の肉厚感
受性を低下させ基地強度を向上させることに効果がある
。薄肉材の場合、Ｃ’Ｕ甲独の添加ではＯｒ 、ＭＯ等
の一影響で白銑化しやずくなるが、Ｃｕよりも黒鉛化傾
向の大きいＮｉの添加によって白銑化を抑制することが
できる。従ってＣＬｌとＮｉのうち１種又は２種の添加
ににっで母材の肉厚感受性の低下、白銑化の防止、基地
強度、耐食性の向上に効果があるが、４．０％超では基
地のベイナイト化さらには残留オーステナイ１へ化の増
加を招き、強度を低下させる。一方０．５％未満では上
記の効果が得られない。従って０．５〜４゜０％で選択
される。
ｌｙｌ （１は基地強度を向上させ、再溶融チル組織の
基地をマルフンリイ１〜化させるが、０．１％未満ては
効果がなく、１．５％超で゛は母材のマルｊンザイ１〜
化又はベイティ１〜化が進み被削１１が低下するため０
．１〜１．５％で選択する。
基地をマルフンリイ１〜化させるが、０．１％未満ては
効果がなく、１．５％超で゛は母材のマルｊンザイ１〜
化又はベイティ１〜化が進み被削１１が低下するため０
．１〜１．５％で選択する。
Ｍｇ、Ｃａ 、Ｃｏ等希土類元素は黒鉛球状化剤どして
必要な元素であり、ドロスによる欠陥の発生や白銑化傾
向を防止するために、鋳物中に残ｒｊづる吊を１種又は
２種以」ニで０．２０％以下どりる。
必要な元素であり、ドロスによる欠陥の発生や白銑化傾
向を防止するために、鋳物中に残ｒｊづる吊を１種又は
２種以」ニで０．２０％以下どりる。
不可避不純物は主としてＰ、Ｓであるが、各々０．３％
以下、０．０４％以下に抑えることが望ましい。
以下、０．０４％以下に抑えることが望ましい。
以上説明した如き化学成分よりなる本発明）１］−ティ
ングシールは鋳造されて後にシール面が再溶融冷加され
てデル組織６１が形成される。かかる再溶融手段には１
Ｑｗ ／ｃＭ〜１ Ｑｗ ／ａａの高密度］−ネルギ
熱源、具体的には電子ビーム、レーザビーム、ＴＩＧア
ーク、プラズマアークが用いられる。たたし１ ｏ７Ｗ
／ ｃｍを超えた高密度エネルギではシール面の再溶融
以前に表面が蒸発して、衝撃硬化を受りるものの充分な
再溶融層が４ＦＩられず、＋ １０Ｗ／ｃｍ未満の相対的に低密度な］−ネルギ加熱で
は再溶融されて冷却される速度が遅く、母材への熱影響
が多大であるばかりか、チル組織もモットル状どなり充
分な硬度と強度が得られない。
ングシールは鋳造されて後にシール面が再溶融冷加され
てデル組織６１が形成される。かかる再溶融手段には１
Ｑｗ ／ｃＭ〜１ Ｑｗ ／ａａの高密度］−ネルギ
熱源、具体的には電子ビーム、レーザビーム、ＴＩＧア
ーク、プラズマアークが用いられる。たたし１ ｏ７Ｗ
／ ｃｍを超えた高密度エネルギではシール面の再溶融
以前に表面が蒸発して、衝撃硬化を受りるものの充分な
再溶融層が４ＦＩられず、＋ １０Ｗ／ｃｍ未満の相対的に低密度な］−ネルギ加熱で
は再溶融されて冷却される速度が遅く、母材への熱影響
が多大であるばかりか、チル組織もモットル状どなり充
分な硬度と強度が得られない。
本発明に係る材料と従来材との強度を比較するためにシ
ャルピー衝撃試験を行なった。供試材は以下の通りであ
る。
ャルピー衝撃試験を行なった。供試材は以下の通りであ
る。
（本発明材）
化学成分がＴＣ：３．７％、Ｓｉ：２．４％、Ｍｇ ：
０．０３６％、Ｍｎ ：Ｑ、７％、Ｃｒ：０゜６％、Ｃ
１：０．５％、Ｎｉ ：０．５％、ＭＯ：０．４５％
、残Ｆｅのバーライ１〜基地球状黒鉛鋳鉄。
０．０３６％、Ｍｎ ：Ｑ、７％、Ｃｒ：０゜６％、Ｃ
１：０．５％、Ｎｉ ：０．５％、ＭＯ：０．４５％
、残Ｆｅのバーライ１〜基地球状黒鉛鋳鉄。
再溶融方法：電流６０Ａ、電圧２０Ｖ、相対速度： ４
ｒｎｍ／ ｓｅｃのＴｒＧアークによりフローティン
グシールのシール面を再溶融さゼた。
ｒｎｍ／ ｓｅｃのＴｒＧアークによりフローティン
グシールのシール面を再溶融さゼた。
チル深さ：１．Ｑｍｍ１表面硬ｆｆｌ ： １−ＩＲｃ
６３、母 オオ 硬・度 ： トＩＲｃ２５ 。
６３、母 オオ 硬・度 ： トＩＲｃ２５ 。
第２図に本発明材の母材部分の組織写真（２００（８〉
を、また第３図に母材と再溶融チルの境界部分の組織写
真（５０倍）を示す。
を、また第３図に母材と再溶融チルの境界部分の組織写
真（５０倍）を示す。
（比較材１）
化学成分がＴＣ：２．５８％、３ｉ ：０．２８％、
Ｍｎ：０．５５％、（：ｒ：１５．４％、Ｎｉ ：０゜
２０％、Ｍｏ：２．０％、入／：１．０５％、ＣＯ：２
、 ／ｌＯ％、残「ｅの高り［１ム鋳鉄。表面硬度：）
−Ｉ ＲＣ６８゜ （比較材２） 化学成分が丁Ｃ：３．０％、Ｓｉ：３．４％、Ｍｎ：０
．８％、ｃｒ：１．ｏ％、Ｃｕ：１．６％、ＭＯ： Ｏ
，、４５％、残「Ｃのパーラ−で１〜基地片状黒鉛鋳鉄
。
Ｍｎ：０．５５％、（：ｒ：１５．４％、Ｎｉ ：０゜
２０％、Ｍｏ：２．０％、入／：１．０５％、ＣＯ：２
、 ／ｌＯ％、残「ｅの高り［１ム鋳鉄。表面硬度：）
−Ｉ ＲＣ６８゜ （比較材２） 化学成分が丁Ｃ：３．０％、Ｓｉ：３．４％、Ｍｎ：０
．８％、ｃｒ：１．ｏ％、Ｃｕ：１．６％、ＭＯ： Ｏ
，、４５％、残「Ｃのパーラ−で１〜基地片状黒鉛鋳鉄
。
再溶融方法：本発明材と同一。
ｆ ／Ｌ／ ’Ｒさ°１． Ｑ ｍｍ、 、１血便度：
ＨＲＣ６５、母材硬度：１ＩＲＣ２９゜ 第４図に試験結果を示す。比較材（Ｊ従来の）［コーチ
インクシールに用いられ−Ｃぎた材料であるが、図示さ
れるように、本発明材は比較材より−し著しく高い靭性
を示し、強度にＪ３いて優れた材料である。さらに、表
面硬度の比較から明らかなように、耐、摩耗性において
も従来材に匹敵するものである。
ＨＲＣ６５、母材硬度：１ＩＲＣ２９゜ 第４図に試験結果を示す。比較材（Ｊ従来の）［コーチ
インクシールに用いられ−Ｃぎた材料であるが、図示さ
れるように、本発明材は比較材より−し著しく高い靭性
を示し、強度にＪ３いて優れた材料である。さらに、表
面硬度の比較から明らかなように、耐、摩耗性において
も従来材に匹敵するものである。
また、本発明に係る材料とチル形成の方法は、本発明フ
ローティングシールのシール面と摺動づる面を有する一
般的な他のシールリングにも適用できるものである。
ローティングシールのシール面と摺動づる面を有する一
般的な他のシールリングにも適用できるものである。
第１図は本発明フローティングシールの使用状態を示づ
°断面図、第２図は本弁明フローティングシールの母材
部分の拡大顕微鏡写真、第３図は同じく母材と再溶融デ
ルの境界部分の拡大顕微鏡写真、第４図はシトルビー衝
撃試験の結果を示づグラフである。 １・・・回転軸、４・・・７０−ティングシール、５・
・・Ｏリング、６・・・シール面、６１・・・チル組織
形成部分。
°断面図、第２図は本弁明フローティングシールの母材
部分の拡大顕微鏡写真、第３図は同じく母材と再溶融デ
ルの境界部分の拡大顕微鏡写真、第４図はシトルビー衝
撃試験の結果を示づグラフである。 １・・・回転軸、４・・・７０−ティングシール、５・
・・Ｏリング、６・・・シール面、６１・・・チル組織
形成部分。
Claims (2)
- （１）、球状黒鉛鋳鉄を母材とし、かつシール面は再溶
融冷却チル組織を有することを特徴とするフローティン
グシール。 - （２）、球状黒鉛鋳鉄を母材とし、かつシール面は再溶
融冷却チル組織を有するフローティングシールであって
、化学成分が重量％にて、Ｃ：３．０〜４．０％、Ｓｉ
：２．０〜３．０％、Ｍｎ：０．４〜１．０％、Ｃｒ：
０．０５〜１．５％、ＣｕとＮｉのうち１種又は２種で
０．５〜４．０％、Ｍｏ：０．１〜１．５％、球状黒鉛
化処理元素であるＭｇ、Ｃａ、Ｃｏ等希土類元素の１種
又は２種以上を０．０１〜０．２０％、残部不可避不純
物とＦｅから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のフローティングシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12651384A JPS616464A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | フロ−テイングシ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12651384A JPS616464A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | フロ−テイングシ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616464A true JPS616464A (ja) | 1986-01-13 |
| JPH0139512B2 JPH0139512B2 (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=14937064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12651384A Granted JPS616464A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | フロ−テイングシ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616464A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190186632A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-20 | Caterpillar Inc. | Integrated debris barrier on metal face seals |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12651384A patent/JPS616464A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190186632A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-20 | Caterpillar Inc. | Integrated debris barrier on metal face seals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0139512B2 (ja) | 1989-08-22 |
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