JPS6196014A - 動弁系摺動部材とその製造方法 - Google Patents
動弁系摺動部材とその製造方法Info
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- JPS6196014A JPS6196014A JP21477084A JP21477084A JPS6196014A JP S6196014 A JPS6196014 A JP S6196014A JP 21477084 A JP21477084 A JP 21477084A JP 21477084 A JP21477084 A JP 21477084A JP S6196014 A JPS6196014 A JP S6196014A
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- JP
- Japan
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- base material
- wear
- liquid phase
- iron
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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】
産業上の利用分野
この発明は、摺動部位に耐摩耗材料を接合してなる動弁
系摺動部材に関するものである。
系摺動部材に関するものである。
従来の技術
例えばバルブリフター頂部、バルブフェース部及びパル
プチップ部、バルブシートフェース部、ロッカーアーム
パッド部等のような内燃機関の動弁系部材の摺動部位に
は極めて高い耐摩耗性が要求される。そのため従来は熱
処理によって硬度を高めた鋼材や、鋳鉄が用いられ、要
求特性が厳しくなるにつれ、動弁系部材の摺動部位のみ
に焼結合金を鋳包む等によって接合したものが用いられ
ている。
プチップ部、バルブシートフェース部、ロッカーアーム
パッド部等のような内燃機関の動弁系部材の摺動部位に
は極めて高い耐摩耗性が要求される。そのため従来は熱
処理によって硬度を高めた鋼材や、鋳鉄が用いられ、要
求特性が厳しくなるにつれ、動弁系部材の摺動部位のみ
に焼結合金を鋳包む等によって接合したものが用いられ
ている。
発明が解決しようとする問題点
しかし、以上の従来の動弁系摺動部材では、未だ耐摩耗
性が十分ではなく、更に厳しい使用条件に適合し得る動
弁系摺動部材が要望されていた。
性が十分ではなく、更に厳しい使用条件に適合し得る動
弁系摺動部材が要望されていた。
また、特に鋼材や鋳鉄を用いる場合、材料選定の・自由
度が小さく、他方焼結合金を用いる場合は製造工程が複
雑化し、高コストであるという問題もあった。
度が小さく、他方焼結合金を用いる場合は製造工程が複
雑化し、高コストであるという問題もあった。
この発明は以上の従来の事情に鑑みてなされたものであ
って、材料選定の自由度が高く、かつ高密度で十分な耐
摩耗性を有し、しかも製造コストの低い動弁系摺動部材
を提供することを目的とするものである。
って、材料選定の自由度が高く、かつ高密度で十分な耐
摩耗性を有し、しかも製造コストの低い動弁系摺動部材
を提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
すなわちこの出願の第1発明の動弁系摺動部材は、Ni
またはCo系マトリックスに平均粒径1〜50声で硬さ
がHv 600〜1800である硬質相が面積率5〜8
0%で均一に分散されてなるNiまたはCo系焼結合金
が、鉄系基材に一体に融接されていることを特徴とする
ものであり、この出願の第2発明の動弁系摺動部材の製
造方法は、NiまたはCo系合金粉末の圧粉体または予
備焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄系基材上に設置し、
その鉄系基材上に設置された耐摩耗部素材を液相率が2
0〜80%となるように液相発生温度以上まで局部加熱
し、その後急冷凝固させることを特徴とするものである
。
またはCo系マトリックスに平均粒径1〜50声で硬さ
がHv 600〜1800である硬質相が面積率5〜8
0%で均一に分散されてなるNiまたはCo系焼結合金
が、鉄系基材に一体に融接されていることを特徴とする
ものであり、この出願の第2発明の動弁系摺動部材の製
造方法は、NiまたはCo系合金粉末の圧粉体または予
備焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄系基材上に設置し、
その鉄系基材上に設置された耐摩耗部素材を液相率が2
0〜80%となるように液相発生温度以上まで局部加熱
し、その後急冷凝固させることを特徴とするものである
。
発明の詳細な説明
以下にこの発明をさらに具体的に説明する。
この出願の第1発明の動弁系摺動部材は、NiまたはC
o系マトリックスに平均粒径1〜50声で硬さがHv
600〜1800である硬質相が面積率5〜80%で均
一に分散されたNiまたはc。
o系マトリックスに平均粒径1〜50声で硬さがHv
600〜1800である硬質相が面積率5〜80%で均
一に分散されたNiまたはc。
系焼結合金が、鉄系基材に一体に融接されている。
NiまたはCo系マトリックスに硬質相が均一に分散さ
れたNiまたはCo系焼結合金とするのは、耐スカッフ
ィング性等の耐摩耗性を確保するためである。また、そ
の硬質相の平均粒径は1〜50−とするのが好ましい。
れたNiまたはCo系焼結合金とするのは、耐スカッフ
ィング性等の耐摩耗性を確保するためである。また、そ
の硬質相の平均粒径は1〜50−とするのが好ましい。
IJJP1未満では耐摩耗性が不足し、50JJlを越
えると相手攻撃性が過大となるからである。しかし、更
に好ましくは10〜45371mとするのが良く、最も
望ましくは15〜40声とするのが良い。さらにそのI
i!質相の硬さはHv600〜1800とするのが好ま
しい。
えると相手攻撃性が過大となるからである。しかし、更
に好ましくは10〜45371mとするのが良く、最も
望ましくは15〜40声とするのが良い。さらにそのI
i!質相の硬さはHv600〜1800とするのが好ま
しい。
Hv 600未満では耐摩耗性が不足し、Hv18OO
を越えると相手攻撃性が急増するからである。
を越えると相手攻撃性が急増するからである。
加えて、その硬質相の分布量は面積率で5〜80%とす
るのが好ましい。面積率が5%未満では耐摩耗性が不足
し、80%を越えると相手攻撃性が急増するからである
。しかし、更に望ましくは面積率で15〜10%とする
のが良く、最も好ましくは25〜aθ%とするのが良い
。
るのが好ましい。面積率が5%未満では耐摩耗性が不足
し、80%を越えると相手攻撃性が急増するからである
。しかし、更に望ましくは面積率で15〜10%とする
のが良く、最も好ましくは25〜aθ%とするのが良い
。
尚、鉄系基材としては、普通炭素鋼や高炭素特殊鋼など
を用いることができる。
を用いることができる。
さて、以上の第1発明のNiまたはCo系焼結合金は、
残留気孔率が2%以下で、見掛硬さがHv450〜10
00であるのが好ましい。
残留気孔率が2%以下で、見掛硬さがHv450〜10
00であるのが好ましい。
N1またはCo系焼結合金の残留気孔率を2%以下とす
るのは、気孔率が2%を越えると、得られる動弁系摺動
部材の摺動部が動弁系の高面圧条件下にさらされた場合
、摺動部にピッチングを生じやすく不都合なためである
。しかし、更に好ましくは気孔率を1.8%以下とする
のが良く、最も望ましくは気孔率を1.5%以下とする
のが良い。
るのは、気孔率が2%を越えると、得られる動弁系摺動
部材の摺動部が動弁系の高面圧条件下にさらされた場合
、摺動部にピッチングを生じやすく不都合なためである
。しかし、更に好ましくは気孔率を1.8%以下とする
のが良く、最も望ましくは気孔率を1.5%以下とする
のが良い。
また、NiまたはCo系焼結合金の見!)硬さをHv4
50〜1000とするのは、Hv450未満では耐摩耗
性が不足し、Hvloooを越えると相手攻撃性が増す
だけでなく、被剛性が劣り、摺動部の仕上加工が困難に
なるからである。しかし更に好ましくは見掛硬さをHv
550=950とするのが良く、最も望ましくはHv
600〜950とするのが良い。
50〜1000とするのは、Hv450未満では耐摩耗
性が不足し、Hvloooを越えると相手攻撃性が増す
だけでなく、被剛性が劣り、摺動部の仕上加工が困難に
なるからである。しかし更に好ましくは見掛硬さをHv
550=950とするのが良く、最も望ましくはHv
600〜950とするのが良い。
以上のN1またはCo系焼結合金は、その成分について
第1の観点からは、Cr 1.0〜40%(Co系焼結
合金の場合、Cr2.0〜40%)を含み、かつMo0
.1〜5.0%、W0.5〜10%、■0.1〜6.0
%、Nb 0.05〜3.0%、Ta0005〜1.5
%のうちの1種もしくは2種以上を含み、残部がC00
3〜3.5%、NiまたはCoおよび2%以下の不純物
とされることが望ましい。
第1の観点からは、Cr 1.0〜40%(Co系焼結
合金の場合、Cr2.0〜40%)を含み、かつMo0
.1〜5.0%、W0.5〜10%、■0.1〜6.0
%、Nb 0.05〜3.0%、Ta0005〜1.5
%のうちの1種もしくは2種以上を含み、残部がC00
3〜3.5%、NiまたはCoおよび2%以下の不純物
とされることが望ましい。
以下にそのN1またはCo系焼結・合金の各成分の限定
理由を記す。
理由を記す。
CrはN1またはCo基地に固溶して強化する他、各種
形態のCr系炭化物を形成し、焼結合金の耐摩耗性を向
上することから1.0〜40%(C。
形態のCr系炭化物を形成し、焼結合金の耐摩耗性を向
上することから1.0〜40%(C。
系焼結合金の場合、2.0〜40%)添加するのが好ま
しい。Crが1.0%未満(Co系焼結合金の場合、2
%未満)ではCr炭化物が不足し、Crが40%を越え
ると粗大なC「炭化物が形成されて好ましくない。しか
し更に望ましくはCrを5.0〜35%とするのが良く
、最も望ましくはC「を1O−L30%とするのが良い
。
しい。Crが1.0%未満(Co系焼結合金の場合、2
%未満)ではCr炭化物が不足し、Crが40%を越え
ると粗大なC「炭化物が形成されて好ましくない。しか
し更に望ましくはCrを5.0〜35%とするのが良く
、最も望ましくはC「を1O−L30%とするのが良い
。
MoもCrと同様の効果を有し、0.1〜5.0%添加
するのが好ましい。0.1%未満では添加の効果はみら
れず、逆に5.0%を越えて添加すると、。
するのが好ましい。0.1%未満では添加の効果はみら
れず、逆に5.0%を越えて添加すると、。
crと相乗的に作用して炭化物の粗大化が著しく、好ま
しくない。しかし、更に望ましくはMoを0.5〜4.
5%添加するのが良く、最も望ましくはMOを1.0〜
4.0%添加するのが良い。
しくない。しかし、更に望ましくはMoを0.5〜4.
5%添加するのが良く、最も望ましくはMOを1.0〜
4.0%添加するのが良い。
また、WもCrやMOと同様の効果を有し、0.5〜1
0%添加するのが好ましい。0.5%未満では添加の効
果はみられず、10%を越えて添加すると粗大炭化物が
生じ好ましくない。しかし、更に好ましくはWを1.0
〜8.0%添加するのが良く、最も望ましくは1.5〜
1.5%添加するのが良い。
0%添加するのが好ましい。0.5%未満では添加の効
果はみられず、10%を越えて添加すると粗大炭化物が
生じ好ましくない。しかし、更に好ましくはWを1.0
〜8.0%添加するのが良く、最も望ましくは1.5〜
1.5%添加するのが良い。
さらに■も耐摩耗性向上に寄与し、0.1〜6.0%添
加するのが好ましい。0.1%未満では添加の効果はな
く、6.0%を越えて添加すると粗大炭化物が生じ好ま
しくない。しかし、更に好ましくは0.5〜5.0%添
加するのが良く、最も好ましくは1.0〜4.5%添加
するのが良い。
加するのが好ましい。0.1%未満では添加の効果はな
く、6.0%を越えて添加すると粗大炭化物が生じ好ま
しくない。しかし、更に好ましくは0.5〜5.0%添
加するのが良く、最も好ましくは1.0〜4.5%添加
するのが良い。
加えて、Nbも耐摩耗性の向上に寄与し、0.05〜3
.0%添加するのが好ましい。0.05%未満では添加
の効果はなく、3.0%を越えると粗大炭化物が生゛じ
好ましくない。
.0%添加するのが好ましい。0.05%未満では添加
の効果はなく、3.0%を越えると粗大炭化物が生゛じ
好ましくない。
さらにまた、Taも耐摩耗性の向上に寄与し、0.05
〜1.5%添加するのが好ましい。0.05%未満では
添加の効果はなく、1.5%を越えると粗大炭化物が生
じ好ましくない。しかし、更に好ましくは0.1〜1.
3%添加するのが良く、最も好ましくは0.2〜1.0
%添加するのが良い。
〜1.5%添加するのが好ましい。0.05%未満では
添加の効果はなく、1.5%を越えると粗大炭化物が生
じ好ましくない。しかし、更に好ましくは0.1〜1.
3%添加するのが良く、最も好ましくは0.2〜1.0
%添加するのが良い。
以上のOr 、Mo 、W1V%Nb 1Taはすべて
同時に添加される必要はなく、動弁系MTo部材の仕様
に応じて1種又は2種以上添加されれば良い。
同時に添加される必要はなく、動弁系MTo部材の仕様
に応じて1種又は2種以上添加されれば良い。
Cはマトリックスを強化し、また他の合金元素の炭化物
形成による耐摩耗性の向上に寄与する。
形成による耐摩耗性の向上に寄与する。
さらに、焼結前の鉄系合金粉末の融点を下げて、焼結時
の低融点液相を確保するのに適当量必要とされ、以上の
理由から0.3〜3.5%添加される。
の低融点液相を確保するのに適当量必要とされ、以上の
理由から0.3〜3.5%添加される。
0.3%未満では添加による効果が充分得られず、3.
5%を越えると炭化物が粗大化するのみならず、焼結合
金のマトリックスに黒鉛が必要以上に残留し、その残留
した黒鉛が細長く連なり、耐ピツチング性および耐摩耗
性に悪影響を及ぼし好ましくない。しかし、さらに好ま
しくは0.7〜3.0%添加するのが良く、最も望まし
くは1.0〜2.5%添加するのが良い。
5%を越えると炭化物が粗大化するのみならず、焼結合
金のマトリックスに黒鉛が必要以上に残留し、その残留
した黒鉛が細長く連なり、耐ピツチング性および耐摩耗
性に悪影響を及ぼし好ましくない。しかし、さらに好ま
しくは0.7〜3.0%添加するのが良く、最も望まし
くは1.0〜2.5%添加するのが良い。
さらに以上のNiまたはCo系焼結合金のうちN+系焼
結合金については、その成分について第2の観点からは
、Cu1.0〜5.0%、Fe1.0〜20%、Co1
,0〜20%、S i 0.1〜1.5%、Mn001
〜1.5%、P0.1〜0.8%、B 0.01〜0.
5%のうち1種もしくは2種以上を含むのが望ましい。
結合金については、その成分について第2の観点からは
、Cu1.0〜5.0%、Fe1.0〜20%、Co1
,0〜20%、S i 0.1〜1.5%、Mn001
〜1.5%、P0.1〜0.8%、B 0.01〜0.
5%のうち1種もしくは2種以上を含むのが望ましい。
以下に、以上の第2の観点から添加される成分の限定理
由を記す。
由を記す。
Cu 、 Fg 1Coは各々マトリックスに固溶して
、マトリックスを強化する。また、Fe 、 C。
、マトリックスを強化する。また、Fe 、 C。
は特にマトリックスの靭性を高め、その一部はマトリッ
クスに分散する硬質相を形成する炭化物中にも固溶して
、炭化物のマトリックスに対する固着力を高める。その
理由から、C(+は1.0〜5.0%、Feは1.0〜
20%、Coは1.0〜20%添加される。すなわち、
それぞれ下限値未満では添加の効果はなく、上限値を越
えて添加しても、効果の向上は見られない。しかし、さ
らに望ましくはQuは1.2〜4.5%、Feは2.0
〜8.0%、G。
クスに分散する硬質相を形成する炭化物中にも固溶して
、炭化物のマトリックスに対する固着力を高める。その
理由から、C(+は1.0〜5.0%、Feは1.0〜
20%、Coは1.0〜20%添加される。すなわち、
それぞれ下限値未満では添加の効果はなく、上限値を越
えて添加しても、効果の向上は見られない。しかし、さ
らに望ましくはQuは1.2〜4.5%、Feは2.0
〜8.0%、G。
は3.0〜18%添加されるのが良く、最も好ましくは
Cuは2へ4%、f−eは2.5〜7.0%、coは4
.0〜15%添加されるのが良い。
Cuは2へ4%、f−eは2.5〜7.0%、coは4
.0〜15%添加されるのが良い。
3iはマトリックスに固溶させてマトリックスを強化す
るために0.1〜・1.5%添加される。0.1%未満
では添加の効果は認められず、1.5%を越えて添加し
ても、効果の向上はない。しかし、ざらに好ましくは0
.2〜1.3%添加するのが良く、最も望ましくは0.
5〜1.0%添加するのが良い。
るために0.1〜・1.5%添加される。0.1%未満
では添加の効果は認められず、1.5%を越えて添加し
ても、効果の向上はない。しかし、ざらに好ましくは0
.2〜1.3%添加するのが良く、最も望ましくは0.
5〜1.0%添加するのが良い。
Mnも同様にマトリックスに固溶してマトリックスを強
化し、その目的で0.1〜1.5%添加される。0.1
%未満では添加の効果はなく、1.5%を越えて添加し
てもそれ以上の効果の向上はみられず好ましくない。し
かし、さらに好ましくは0.2〜1.3%添加するのが
良く、最も好ましくは0.5〜1.0%添加するのが良
い。
化し、その目的で0.1〜1.5%添加される。0.1
%未満では添加の効果はなく、1.5%を越えて添加し
てもそれ以上の効果の向上はみられず好ましくない。し
かし、さらに好ましくは0.2〜1.3%添加するのが
良く、最も好ましくは0.5〜1.0%添加するのが良
い。
尚、以上の81およびMnは、Nl系焼結合金の原料と
なるNi系合金粉末に含まれることにより、焼結時の液
相中の脱酸効果を示し、また原料粉末の融点を下げて低
融点の液相を形成する効果も示す。
なるNi系合金粉末に含まれることにより、焼結時の液
相中の脱酸効果を示し、また原料粉末の融点を下げて低
融点の液相を形成する効果も示す。
Pは主として低融点液相形成効果を勾らりて添加され、
またマトリックスに固溶してマトリックスを強化する効
果もあり、0.1〜0.8%添加される。0.1%未満
では添加の効果がなく、0.8%を越えて添加すると逆
にマトリックスが脆化して好ましくない。
またマトリックスに固溶してマトリックスを強化する効
果もあり、0.1〜0.8%添加される。0.1%未満
では添加の効果がなく、0.8%を越えて添加すると逆
にマトリックスが脆化して好ましくない。
BもPと同様の理由で0.01〜0.5%添加される。
0.01%未満では添加の効果がなく、0.5%を越え
て添加しても効果の向上は望めない。
て添加しても効果の向上は望めない。
以上のCu 、Fe 、cd、Si 、Mn 、P、B
の各元素は、それぞれ草体で添加してもいいが、1種ま
たは2種以上の合金粉末、例えば炭化物粉末等として用
いるか、あるいはその様な合金粉末と混合して用いる方
が、得られる組織の均一化に効果的であり、また分散さ
れる硬質相の粗大化防止に効果的である。しかし、Cに
ついてはグラファイト等の形で別に添加することによっ
て原料粉末の加熱焼結時における還元に役立ち、また低
舷点液相の形成を助長する効果も認められる。
の各元素は、それぞれ草体で添加してもいいが、1種ま
たは2種以上の合金粉末、例えば炭化物粉末等として用
いるか、あるいはその様な合金粉末と混合して用いる方
が、得られる組織の均一化に効果的であり、また分散さ
れる硬質相の粗大化防止に効果的である。しかし、Cに
ついてはグラファイト等の形で別に添加することによっ
て原料粉末の加熱焼結時における還元に役立ち、また低
舷点液相の形成を助長する効果も認められる。
次に、この出願の第2発明の動弁系摺動部材の製造方法
について、さらに詳細に説明する。
について、さらに詳細に説明する。
先ずこの発明の製造方法では、NiまたはC0系合金粉
末の圧粉体または予備焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄
系基材上に設置する。NiまたはCo系合金粉末として
はOr、M0.WlV。
末の圧粉体または予備焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄
系基材上に設置する。NiまたはCo系合金粉末として
はOr、M0.WlV。
Nb 、Ta 、C,Cu 、Fe 、Si 、Mn
、P。
、P。
Bのうち1種もしくは28以上を含む、噴霧合金粉末や
その他還元粉、電解粉を用いることができる。また鉄系
基材としては、普通炭素鋼、高炭素鋼、チルド鋳鉄その
他を用いることができる。耐摩耗部素材を鉄系基材上に
設置するにあたっては、予め所定の形状に成形した耐摩
耗部素材を、鉄系基材の所要の位置に耐摩耗部素材の形
状に応じて形成した凹所に嵌合する等の手段を用いるこ
とができる。
その他還元粉、電解粉を用いることができる。また鉄系
基材としては、普通炭素鋼、高炭素鋼、チルド鋳鉄その
他を用いることができる。耐摩耗部素材を鉄系基材上に
設置するにあたっては、予め所定の形状に成形した耐摩
耗部素材を、鉄系基材の所要の位置に耐摩耗部素材の形
状に応じて形成した凹所に嵌合する等の手段を用いるこ
とができる。
次にこの発明では、鉄系基材上に設置された耐摩耗部素
材を液相率が20〜80%となるように液相発生温度以
上まで局部加熱する。液相率が20?6以上となるよう
にするのは、液相率が20%未満では、得られる焼結体
の残留気孔率を2%以下にするのが困難であり、製造さ
れた動弁系摺動部材の摺動・部が動弁系の高面圧条件下
にさらされた場合、摺動部にピッチングを生じやすく不
都合なためである。また液相率が80%以下となるよう
にするのは、液相率が80%を越えると、融液の中で偏
析が生じ易くなり、何等かの撹拌効果を加える必要が生
じるからである。しかし、更に好ましくは液相率を35
〜65%とするのが良く、最も望ましくは40〜55%
とするのが良い。
材を液相率が20〜80%となるように液相発生温度以
上まで局部加熱する。液相率が20?6以上となるよう
にするのは、液相率が20%未満では、得られる焼結体
の残留気孔率を2%以下にするのが困難であり、製造さ
れた動弁系摺動部材の摺動・部が動弁系の高面圧条件下
にさらされた場合、摺動部にピッチングを生じやすく不
都合なためである。また液相率が80%以下となるよう
にするのは、液相率が80%を越えると、融液の中で偏
析が生じ易くなり、何等かの撹拌効果を加える必要が生
じるからである。しかし、更に好ましくは液相率を35
〜65%とするのが良く、最も望ましくは40〜55%
とするのが良い。
以上の場合、液相発生温度は用いられる合金粉末の種類
で異なり、添加元素で適当に調整することができる。
で異なり、添加元素で適当に調整することができる。
局部加熱の手段としては、目的とする動弁系摺動部材の
2動部の大きさ、その他の仕様等に応じて、必要な程度
に高密度にエネルギーを集中することができる熱源を用
いることができ、例えばレーザビームのff1l、プラ
ズマアークもしくはプラズマジェットによる加熱、ある
いはTIG溶接トーチの応用その他の手段を適用するこ
とができる。
2動部の大きさ、その他の仕様等に応じて、必要な程度
に高密度にエネルギーを集中することができる熱源を用
いることができ、例えばレーザビームのff1l、プラ
ズマアークもしくはプラズマジェットによる加熱、ある
いはTIG溶接トーチの応用その他の手段を適用するこ
とができる。
最後にこの発明の方法によれば、局部加熱された耐摩耗
部素材を急冷して凝固させる。冷却にあたっては、耐摩
耗部の成分および目的とする動弁系摺動部材の仕様に応
じて種々の熱処理を設計することができる。例えば、単
なる空中放冷、エアブ0−1空中放冷後油もしくは水焼
入れその他の冷却方法が可能である。また、場合によっ
てはその他の公知の熱処理法の適用も可能であり、さら
に冷却後に必要に応じて耐摩耗部に加えられる切削、研
削その他の機械加工を冷却過程で行ない、いわゆる加工
熱処理を施してもよい。
部素材を急冷して凝固させる。冷却にあたっては、耐摩
耗部の成分および目的とする動弁系摺動部材の仕様に応
じて種々の熱処理を設計することができる。例えば、単
なる空中放冷、エアブ0−1空中放冷後油もしくは水焼
入れその他の冷却方法が可能である。また、場合によっ
てはその他の公知の熱処理法の適用も可能であり、さら
に冷却後に必要に応じて耐摩耗部に加えられる切削、研
削その他の機械加工を冷却過程で行ない、いわゆる加工
熱処理を施してもよい。
発明の実施例
以下にこの発明の実施例を記す。
実施例 1
・第1図に示す様に、普通炭素鋼S45を切削加工して
バルブリフト形状基材1を得た。そのバルブリフト形状
基材1の図示しないカムと接触する摺動面部2に、第2
因に示す耐摩耗部素材3と対応する形状の凹部4を形成
した。
バルブリフト形状基材1を得た。そのバルブリフト形状
基材1の図示しないカムと接触する摺動面部2に、第2
因に示す耐摩耗部素材3と対応する形状の凹部4を形成
した。
一方第2図に示す形状の耐摩耗部素材3を次のようにし
て作成した。
て作成した。
Or5%、Mo1%、W 0.1%、Cu 3%、P
0.3%、残部Niおよび2%以下の不純物からなる噴
霧合金粉末(−100メツシユ)に、天然黒
“□鉛粉末(平均粒径10μ)を自沈で2.8%加え、
ざらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を終沈で0.8%
添加混合した。その混合粉末を金型プレスで20φX5
+amの形状で、密度が6.Oa/cs3 トなるよう
に成形し、それによって耐摩耗部素材3を得た。
0.3%、残部Niおよび2%以下の不純物からなる噴
霧合金粉末(−100メツシユ)に、天然黒
“□鉛粉末(平均粒径10μ)を自沈で2.8%加え、
ざらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を終沈で0.8%
添加混合した。その混合粉末を金型プレスで20φX5
+amの形状で、密度が6.Oa/cs3 トなるよう
に成形し、それによって耐摩耗部素材3を得た。
次に、13図に示すように、前記FA摩耗部素材3を前
記バルブリフト形状基材1の凹部4に嵌合した。その状
態で、耐摩耗部素材3を、図示しないT I GW接ト
ーチを用いて保護雰囲気下で局部的に加熱した。加熱温
度は用いた原料粉末の液相発生温度以上である約120
0℃とした。
記バルブリフト形状基材1の凹部4に嵌合した。その状
態で、耐摩耗部素材3を、図示しないT I GW接ト
ーチを用いて保護雰囲気下で局部的に加熱した。加熱温
度は用いた原料粉末の液相発生温度以上である約120
0℃とした。
その後加熱部をエアーブローで急冷して、第4図に示す
ように、バルブリフト形状基材1の摺動面部2にNi系
焼結合金3aを融接したバルブリフタ粗材5を得た。そ
のバルブリフタ粗材5のバルブリフト形状5toi部分
に熱処理を施し、全体を機械加工して第5図に示すバル
ブリフタ完成品5aを得た。
ように、バルブリフト形状基材1の摺動面部2にNi系
焼結合金3aを融接したバルブリフタ粗材5を得た。そ
のバルブリフタ粗材5のバルブリフト形状5toi部分
に熱処理を施し、全体を機械加工して第5図に示すバル
ブリフタ完成品5aを得た。
以上により得られたバルブリフタ完成品5aを214気
筒OHVエンジンに装着し、加速条件で1000rpm
x500hrの耐ピツチング性評価試験を行なった。
筒OHVエンジンに装着し、加速条件で1000rpm
x500hrの耐ピツチング性評価試験を行なった。
実施例 2
第6図および第7図に示すように、SCr 20鋼材を
鍛造して、ロッカーアーム形状基材6を得た。そのロッ
カーアーム形状基材6の図示しないカムと接触する情動
面部7に、第8図に示すM*粍郡部素材8対応する形状
の凹部9を形成した。
鍛造して、ロッカーアーム形状基材6を得た。そのロッ
カーアーム形状基材6の図示しないカムと接触する情動
面部7に、第8図に示すM*粍郡部素材8対応する形状
の凹部9を形成した。
一方、第8図に示す形状の耐摩耗部素材8を次のように
して作成した。
して作成した。
Or5%、Mo5%、wio%、■5%、Nb0.S%
、0010%、Ta0.1%、B 001%、C1,5
%、Fe 3%、Si1%、Mrl0.4%、残部N
iおよび2%以下の不純物からなる噴霧合金粉末(−
100メツシユ)に、グラフ7イト1%とn8I剤を終
沈で1.0%添加混合した。その混合粉末を実施例1と
同様にして成形し、それによって耐摩耗部素材8を作成
した。
、0010%、Ta0.1%、B 001%、C1,5
%、Fe 3%、Si1%、Mrl0.4%、残部N
iおよび2%以下の不純物からなる噴霧合金粉末(−
100メツシユ)に、グラフ7イト1%とn8I剤を終
沈で1.0%添加混合した。その混合粉末を実施例1と
同様にして成形し、それによって耐摩耗部素材8を作成
した。
次に、前記耐摩耗部素材8を前記ロッカーアーム形状基
材6の凹部9に嵌合した。その状態で耐摩耗部素材10
を、レーザービームによって保護雰囲気下で局部的に1
220℃まで加熱した。
材6の凹部9に嵌合した。その状態で耐摩耗部素材10
を、レーザービームによって保護雰囲気下で局部的に1
220℃まで加熱した。
その後加熱部をエアーブローで急冷して、ロッカーアー
ム形状基材6の摺動面部7に耐摩耗部素材8が焼結して
なる鉄系焼結合金を融接したロッカーアーム粗材を得た
。そのロッカーアーム粗材のロッカーアーム形状基材6
部分に必要な熱処理を施し、全体の必要部分に機械加工
を施して第9図に示すロッカーアーム完成品11を得た
。
ム形状基材6の摺動面部7に耐摩耗部素材8が焼結して
なる鉄系焼結合金を融接したロッカーアーム粗材を得た
。そのロッカーアーム粗材のロッカーアーム形状基材6
部分に必要な熱処理を施し、全体の必要部分に機械加工
を施して第9図に示すロッカーアーム完成品11を得た
。
以上により得られたロッカーアーム完成品11を214
気筒OHCエンジンに装着して加速条件で2000rp
m x500Hrの耐スカツフイング性評価試験を行な
った。
気筒OHCエンジンに装着して加速条件で2000rp
m x500Hrの耐スカツフイング性評価試験を行な
った。
実施例 3
第1図に示す様に、普通炭素!14345を切削加工し
てバルブリフト形状基材1を得た。そのバルブリフト形
状基材1の図示しないカムと接触する摺動面部2に、第
2図に示す耐摩耗部素材3と対応する形状の凹部4を形
成した。一方、第2図に示す形状の耐摩耗部素材3を次
のようにして作成した。
てバルブリフト形状基材1を得た。そのバルブリフト形
状基材1の図示しないカムと接触する摺動面部2に、第
2図に示す耐摩耗部素材3と対応する形状の凹部4を形
成した。一方、第2図に示す形状の耐摩耗部素材3を次
のようにして作成した。
Cr2O%、MOl %、■ 8%、W 5%、l”e
3%、C1,5%、残部Coからなる噴霧合金粉末(−
100メツシユ)に、天然黒鉛幼木(平均粒径10声)
を自沈で2.8%加え、さらに潤滑剤としてステアリン
酸亜鉛を終沈で0.8%添加混合した。その混合粉末を
金型プレスで20φx5mmの形状で、密度が6.Og
/cm3となるように成形し、それによって耐摩耗部素
材3を得た。
3%、C1,5%、残部Coからなる噴霧合金粉末(−
100メツシユ)に、天然黒鉛幼木(平均粒径10声)
を自沈で2.8%加え、さらに潤滑剤としてステアリン
酸亜鉛を終沈で0.8%添加混合した。その混合粉末を
金型プレスで20φx5mmの形状で、密度が6.Og
/cm3となるように成形し、それによって耐摩耗部素
材3を得た。
次に、第3図に示すように、前記耐摩耗部素材3を前記
バルブリフト形状基材1の凹部4に嵌合した。その状態
で、耐摩耗部素材3を、プラズマビームによって保護雰
囲気下で局部的に加熱した。
バルブリフト形状基材1の凹部4に嵌合した。その状態
で、耐摩耗部素材3を、プラズマビームによって保護雰
囲気下で局部的に加熱した。
加熱濃度は用いた原料粉末の液相発生温度以上である1
230℃とした。
230℃とした。
その後加熱部をエアプ〇−で急冷して、第4図に示すよ
うに、バルブリフト形状基材1の摺動面部2に鉄系焼結
合金3aを融接したバルブリフタ粗材5を得た。そのバ
ルブリフタ粗材5の!ヘルプリフト形状基材1部分に熱
処理を施し、全体を機械加工して第5図に示すバルブリ
フタ完成品5aを得た。
うに、バルブリフト形状基材1の摺動面部2に鉄系焼結
合金3aを融接したバルブリフタ粗材5を得た。そのバ
ルブリフタ粗材5の!ヘルプリフト形状基材1部分に熱
処理を施し、全体を機械加工して第5図に示すバルブリ
フタ完成品5aを得た。
以上により得られたバルブリフタ完成品5aを214気
筒OHVエンジンに装着し、加速条件で1 ooorp
m X500hrの耐ピツチング性評価試験を行なった
。
筒OHVエンジンに装着し、加速条件で1 ooorp
m X500hrの耐ピツチング性評価試験を行なった
。
以上の各実施例の評価試験の結果によると、実施例1と
実施例3のバルブリフタについては、極めて高い耐ピツ
チング性が確認された。また実施例2のロッカーアーム
については、極めて高い耐スカッフィング性が確認され
た。
実施例3のバルブリフタについては、極めて高い耐ピツ
チング性が確認された。また実施例2のロッカーアーム
については、極めて高い耐スカッフィング性が確認され
た。
発明の効果
以上のようにこの出願の第1発明の動弁系摺動部材によ
れば、N1または00県マトリックスに平均粒径1〜5
0JJllで硬さHv 600〜1800の硬質相が5
〜80%の面積率で均一に分数されてなるNiまたはC
o系焼結合金が鉄系基材に一体に融接されているので、
極めて高密度で′##摩耗性の浸れた動弁系摺動部材を
得ることができる。またこの出願の第2発明の動弁系摺
動部材の製造方法によれば、N1またはCo系合金桧末
の圧粉体または予備焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄系
基材上で焼結して鉄系基材に接合するので、第1発明の
動弁系摺動部材を効率的にかつ低コストに製造すること
ができ、特に合金粉末として用いられる材料の選択の幅
が非常に広いという利点がある。
れば、N1または00県マトリックスに平均粒径1〜5
0JJllで硬さHv 600〜1800の硬質相が5
〜80%の面積率で均一に分数されてなるNiまたはC
o系焼結合金が鉄系基材に一体に融接されているので、
極めて高密度で′##摩耗性の浸れた動弁系摺動部材を
得ることができる。またこの出願の第2発明の動弁系摺
動部材の製造方法によれば、N1またはCo系合金桧末
の圧粉体または予備焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄系
基材上で焼結して鉄系基材に接合するので、第1発明の
動弁系摺動部材を効率的にかつ低コストに製造すること
ができ、特に合金粉末として用いられる材料の選択の幅
が非常に広いという利点がある。
第1図〜第5図はこの出題第2発明の一実施例の工程を
示す図であり、第1図はバルブリフト形状基材の断面図
、第2図は耐摩耗部素材の断面図、第3図は耐摩耗部素
材をバルブリフト形状基材に組付けた状態を示す断面図
、第4図は耐摩耗部素材をバルブリフト形状基材上で焼
結させた状態を示す断面図、第5因はバルブリフト完成
品の断面図である。第6図〜第9図はこの出願の第2発
明の他の実施例の工程を示す図であり、第6図はロッカ
ーアーム形状基材の断面図、第7図は第6図■−■断面
図、第8図は耐摩耗部素材の斜視図、第9図はロッカー
アーム完成品の斜視図である。 1・・・バルブリフタ形状素材、 3・・・耐摩耗部素
材、3a・・・鉄系焼結合金、 5a・・・バルブリフ
タ完成品、 6・・・ロッカーアーム形状素材、 8・
・・耐摩耗部素材、 11・・・ロッカーアーム完成品
。 出願人 トヨタ自am株式会社 代理人 弁理士 豊 1)武 久 (ほか1名) 第1図 第2図 第3図 第4図
示す図であり、第1図はバルブリフト形状基材の断面図
、第2図は耐摩耗部素材の断面図、第3図は耐摩耗部素
材をバルブリフト形状基材に組付けた状態を示す断面図
、第4図は耐摩耗部素材をバルブリフト形状基材上で焼
結させた状態を示す断面図、第5因はバルブリフト完成
品の断面図である。第6図〜第9図はこの出願の第2発
明の他の実施例の工程を示す図であり、第6図はロッカ
ーアーム形状基材の断面図、第7図は第6図■−■断面
図、第8図は耐摩耗部素材の斜視図、第9図はロッカー
アーム完成品の斜視図である。 1・・・バルブリフタ形状素材、 3・・・耐摩耗部素
材、3a・・・鉄系焼結合金、 5a・・・バルブリフ
タ完成品、 6・・・ロッカーアーム形状素材、 8・
・・耐摩耗部素材、 11・・・ロッカーアーム完成品
。 出願人 トヨタ自am株式会社 代理人 弁理士 豊 1)武 久 (ほか1名) 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (6)
- (1)NiまたはCo系マトリックスに平均粒径1〜5
0μmで硬さがHv600〜1800である硬質相が面
積率5〜80%で均一に分散されてなるNiまたはCo
系焼結合金が、鉄系基材に一体に融接されていることを
特徴とする動弁系摺動部材。 - (2)Ni系またはCo系合金粉末の圧粉体または予備
焼結体からなる耐摩耗部素材を鉄系基材上に設置し、そ
の鉄系基材上に設置された耐摩耗部素材を液相率が20
〜80%となるように液相発生温度以上まで局部加熱し
、その後急冷凝固させることを特徴とする動弁系摺動部
材の製造方法。 - (3)前記NiまたはCo系焼結合金が、残留気孔率が
2%以下で、見掛硬さがHv450〜1000とされて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の動弁
系摺動部材。 - (4)前記Ni系焼結合金が、Cr1.0〜40%(重
量比、以下同様)を含み、かつMo0.1〜5.0%、
W0.5〜10%、V0.1〜6.0%、Nb0.05
〜3.0%、Ta0.05〜1.5%のうちの1種もし
くは2種以上を含み、残部がC0.3〜3.5%、Ni
及び2%以下の不純物とされていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項または第3項記載の動弁系摺動部材
。 - (5)前記Ni系焼結合金が、Cu1.0〜5.0%、
Fe1.0〜20%、Co1.0〜20%、Si0.1
〜1.5%、Mn0.1〜1.5%、P0.1〜0.8
%、B0.01〜0.5%のうち1種もしくは2種以上
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項もしくは
第3項あるいは第4項記載の動弁系摺動部材。 - (6)前記Co系焼結合金が、Cr2.0〜40%を含
み、かつMo0.1〜5.0%、W0.5〜10%、V
0.1〜6.0%、Nb0.05〜3.0%、Ta0.
05〜1.5%のうちの1種もしくは2種以上を含み、
残部がC0.3〜3.5%、Co及び2%以下の不純物
とされていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは第3項記載の動弁系摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21477084A JPS6196014A (ja) | 1984-10-13 | 1984-10-13 | 動弁系摺動部材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21477084A JPS6196014A (ja) | 1984-10-13 | 1984-10-13 | 動弁系摺動部材とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196014A true JPS6196014A (ja) | 1986-05-14 |
Family
ID=16661245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21477084A Pending JPS6196014A (ja) | 1984-10-13 | 1984-10-13 | 動弁系摺動部材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6196014A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517839A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Daido Metal Co Ltd | 高温用軸受合金およびその製造方法 |
| JP2004043969A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-02-12 | Eaton Corp | 粉末金属弁座インサート |
| CN101912969A (zh) * | 2010-08-03 | 2010-12-15 | 哈尔滨工业大学 | 复合填充层的制备方法及其电子束焊接钛金属材料与不锈钢的方法 |
-
1984
- 1984-10-13 JP JP21477084A patent/JPS6196014A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517839A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Daido Metal Co Ltd | 高温用軸受合金およびその製造方法 |
| JP2004043969A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-02-12 | Eaton Corp | 粉末金属弁座インサート |
| CN101912969A (zh) * | 2010-08-03 | 2010-12-15 | 哈尔滨工业大学 | 复合填充层的制备方法及其电子束焊接钛金属材料与不锈钢的方法 |
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