JPS62124258A - 耐摩耗性鉄系焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性鉄系焼結合金Info
- Publication number
- JPS62124258A JPS62124258A JP20499386A JP20499386A JPS62124258A JP S62124258 A JPS62124258 A JP S62124258A JP 20499386 A JP20499386 A JP 20499386A JP 20499386 A JP20499386 A JP 20499386A JP S62124258 A JPS62124258 A JP S62124258A
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- Japan
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- alloy
- sintered alloy
- powder
- sintered
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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〕
本発明は、耐摩耗性鉄系焼結合金、更に詳しくは比較的
高面圧で使用される摺動部で優れた＃摩耗性を示す鉄系
焼結合金に関するものである。
高面圧で使用される摺動部で優れた＃摩耗性を示す鉄系
焼結合金に関するものである。
従来１機械構成部品のうち比較的高血圧で使用される摺
動部分においては、一般に安定した潤滑油皮膜が得難い
ため、部品構成材料に対し高い耐摩耗性及び耐ピツチン
グ性が要求されている。該材料として現在では硬さが高
い焼入れ鋼やチル鋳鉄もしくは硬質クロムメッキや軟窒
化処理鋼等の表面処理材料等が使用されているが、これ
らの材料は必ずしも充分ではなく、摩耗やピッチング等
のトラブルが生じているものが少なくない、また一方で
、自動車部品においては近年ますます高性能化、長寿命
化の要求が大きく、特にこれらの部品の性ス敵向上が強
く望まれている。鉄系焼結合金は一般に＃摩耗性が優れ
ているとされており、これらは部品構成材料として比較
的低面圧の部分には有利に使用されている。
動部分においては、一般に安定した潤滑油皮膜が得難い
ため、部品構成材料に対し高い耐摩耗性及び耐ピツチン
グ性が要求されている。該材料として現在では硬さが高
い焼入れ鋼やチル鋳鉄もしくは硬質クロムメッキや軟窒
化処理鋼等の表面処理材料等が使用されているが、これ
らの材料は必ずしも充分ではなく、摩耗やピッチング等
のトラブルが生じているものが少なくない、また一方で
、自動車部品においては近年ますます高性能化、長寿命
化の要求が大きく、特にこれらの部品の性ス敵向上が強
く望まれている。鉄系焼結合金は一般に＃摩耗性が優れ
ているとされており、これらは部品構成材料として比較
的低面圧の部分には有利に使用されている。
しかしながら、高面圧部分に適用すると、焼結合金が一
般に多くの気孔を有しているため、潤滑油が焼結材料の
気孔中に逃げてしまい安定した油膜が得られず、その材
料強度も低いので高血圧による座屈や陥没現象が生じ易
いし、また表面部の局面的疲労現象であるピッチングが
生じ易い等の不具合が生じる。このため高面圧部分での
鉄系焼結合金の使用例はほとんどなかった。
般に多くの気孔を有しているため、潤滑油が焼結材料の
気孔中に逃げてしまい安定した油膜が得られず、その材
料強度も低いので高血圧による座屈や陥没現象が生じ易
いし、また表面部の局面的疲労現象であるピッチングが
生じ易い等の不具合が生じる。このため高面圧部分での
鉄系焼結合金の使用例はほとんどなかった。
本発明者らは、鉄系焼結合金のこれらの欠点を改良すべ
く種々検討を玉ねた結果、高密度、高硬度を有し上記の
ような欠点をすべて解消した鉄系焼結合金で、なおかつ
析出炭化物の形状分布をも改良され、自らの耐摩耗性耐
ピツチング性は勿論、相手材の摩耗についても良好な効
果を示す本発明焼結合金を完成した。
く種々検討を玉ねた結果、高密度、高硬度を有し上記の
ような欠点をすべて解消した鉄系焼結合金で、なおかつ
析出炭化物の形状分布をも改良され、自らの耐摩耗性耐
ピツチング性は勿論、相手材の摩耗についても良好な効
果を示す本発明焼結合金を完成した。
すなわち本発明の耐摩耗性鉄系焼結合金は、重量比でク
ロム（Ｃｒ） ： １５〜２５％、銅（Ｃｕ）：１〜５
％、燐（Ｐ） ： ０．３〜０．８％、炭素（Ｃ）
： ２．０〜４．０％、残部鉄および２％以下の不純
物よりなる金属粉末を密度７．３ ｇ／Ｃｍ’以上に焼
結したことを特徴とする。
ロム（Ｃｒ） ： １５〜２５％、銅（Ｃｕ）：１〜５
％、燐（Ｐ） ： ０．３〜０．８％、炭素（Ｃ）
： ２．０〜４．０％、残部鉄および２％以下の不純
物よりなる金属粉末を密度７．３ ｇ／Ｃｍ’以上に焼
結したことを特徴とする。
以下に本発明合金における各成分元素の使用目的及び限
定の理由について説明する。
定の理由について説明する。
Ｐは一般的にもＦｅ系焼結合金の焼結を促進する事が知
られているが本発明焼結合金中では著しい効果を示して
いる。後記実施例にも示す如く、１１００〜１２００°
Ｃの一般的な焼結温度で高密度焼結体が得られるのはＰ
の効果によるものである。このようなＰの効果は０．３
％以上で顕著であるが０．８％までで充分であるので０
．３〜０．８％とした。
られているが本発明焼結合金中では著しい効果を示して
いる。後記実施例にも示す如く、１１００〜１２００°
Ｃの一般的な焼結温度で高密度焼結体が得られるのはＰ
の効果によるものである。このようなＰの効果は０．３
％以上で顕著であるが０．８％までで充分であるので０
．３〜０．８％とした。
Ｃはその１部がＣ「と化合し、 （Ｆｅ、Ｃｒ）７
Ｇ３などの複合炭化物を形成して耐摩耗性を向ヒさせ又
その残部はマトリックスの硬さや強さを上昇させる有効
な元素としてその効力を発揮する０本発明焼結合金にお
いては２％未満のＣでは材料の硬さ、および炭化物の量
が不足するので、高面圧で充分な＃摩耗性を得るには２
％以上が必要である。しかし４％を越える場合には炭化
物粒子が成長し相手材料を摩耗させるため４％以下が好
ましい。
Ｇ３などの複合炭化物を形成して耐摩耗性を向ヒさせ又
その残部はマトリックスの硬さや強さを上昇させる有効
な元素としてその効力を発揮する０本発明焼結合金にお
いては２％未満のＣでは材料の硬さ、および炭化物の量
が不足するので、高面圧で充分な＃摩耗性を得るには２
％以上が必要である。しかし４％を越える場合には炭化
物粒子が成長し相手材料を摩耗させるため４％以下が好
ましい。
Ｃｒは一部マトリックス中に固溶析出しマトリックスを
強化するが、大半はＣと結合して炭化物粒子を形成する
。１５％未満ではＣｒｉに対するＣ燵が多くなり、炭化
物粒子が大きくなるため好ましくないので１５％以上と
した。またＣｒ量は多い程有効であるが２５％を越える
場合には増加の効果は少なくなり、しかも原料粉末中に
Ｆｅ−Ｃｒ系のγ相が多くなって粉末成形が困難となる
ため２５％以下とした。
強化するが、大半はＣと結合して炭化物粒子を形成する
。１５％未満ではＣｒｉに対するＣ燵が多くなり、炭化
物粒子が大きくなるため好ましくないので１５％以上と
した。またＣｒ量は多い程有効であるが２５％を越える
場合には増加の効果は少なくなり、しかも原料粉末中に
Ｆｅ−Ｃｒ系のγ相が多くなって粉末成形が困難となる
ため２５％以下とした。
Ｃｕは通常の鉄系焼結合金の場合と同様に、焼結後の冷
却中にマトリックス中に微細に析出し該合金を強化する
効果も有しているが、本発明焼結合金中における最も重
要な効果は炭化物を微細化、球状化する点である。Ｃｕ
ｆｆ１の好ましい範囲は１〜５％である。
却中にマトリックス中に微細に析出し該合金を強化する
効果も有しているが、本発明焼結合金中における最も重
要な効果は炭化物を微細化、球状化する点である。Ｃｕ
ｆｆ１の好ましい範囲は１〜５％である。
本発明の焼結合金は硬さくビッカース硬さＨマ）４００
〜７００を有する。またこの合金は、第１図の顕微鏡組
織（４００倍）の１例で示すように強固なＦｅ−Ｃｒ−
Ｃｕ−Ｐ−Ｃ系（α相＋γ相）マトリックス中に、非常
に硬く、微細粒状の（Ｆｅ、Ｃｒ）７Ｇ３などの複合炭
化物を均一に分布させたものである。この本発明焼結合
金は、通常の鉄系焼結合金とほぼ同一の製法により、上
記の如き高密度高硬度を有する焼結合金として得ること
ができ、その摩耗試験の結果もきわめて良好である。
〜７００を有する。またこの合金は、第１図の顕微鏡組
織（４００倍）の１例で示すように強固なＦｅ−Ｃｒ−
Ｃｕ−Ｐ−Ｃ系（α相＋γ相）マトリックス中に、非常
に硬く、微細粒状の（Ｆｅ、Ｃｒ）７Ｇ３などの複合炭
化物を均一に分布させたものである。この本発明焼結合
金は、通常の鉄系焼結合金とほぼ同一の製法により、上
記の如き高密度高硬度を有する焼結合金として得ること
ができ、その摩耗試験の結果もきわめて良好である。
以下の実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
重量比でＣｒ：１７％、Ｃｕ：２％、Ｐ ： ０．５
％、Ｇ ： ２．５％、残部Ｆｅ及び通常の鉄系焼結
合金に含まれる２％以下の不純物より成る合金組成から
炭素（Ｃ）を除いた組成を有する １００メー２シユ以
上の噴霧合金粉末を製造し、これに炭素源としての鱗片
状天然黒鉛粉末および潤滑剤としてステアリン酸亜鉛粉
末を添加し、混合機を用いて均一に混合した。その後、
金型中で６．５ｊａｎ／ｃｍ’の加圧力によりと記噴宵
合金粉末をプレス成形して密度６．２〜８．４ｇ／ｃｍ
’の成形体となし、この成形体を分解アンモニアガス雰
囲気中（８２＋ ８２ ）で１１００〜１２００℃ｘｅ
ｏ分加熱焼結を行ない、まったく通常の鉄系焼結合金と
同様にして本発明による焼結合金を得た。得られた焼結
合金の密度及び硬さを測定し、またこれらに摩耗試験を
行ってバット摩耗量及びカム摩耗にを求めた。この摩耗
試験は、得られた本発明による焼結合金で０．）１．Ｃ
，（オーバーへラドカム）動弁機構を有する排気量２２
００ｃｃのディーゼルエンジンの第２図に示すようなロ
ッカーアームパッドｌを製作し、これをロッカーアーム
２にロー付して合金チル鋳鉄製カム３（図中の矢印は回
転方向を示す）との組合せで実機運転して行なった。こ
の実＠運転はエンジン単体で行ない、４．４０Ｏｒ、ｐ
、ｍＸ全負荷×５０時間＋２．００Ｏｒ、ｐ、ｍ Ｘ無
負荷×１５０時間のサイクルパターンを５回合計 １，
０００時間の試験として行ない、摩耗Ｉ４はバー２ド、
カムともに最大摩耗深さを測定した。
％、Ｇ ： ２．５％、残部Ｆｅ及び通常の鉄系焼結
合金に含まれる２％以下の不純物より成る合金組成から
炭素（Ｃ）を除いた組成を有する １００メー２シユ以
上の噴霧合金粉末を製造し、これに炭素源としての鱗片
状天然黒鉛粉末および潤滑剤としてステアリン酸亜鉛粉
末を添加し、混合機を用いて均一に混合した。その後、
金型中で６．５ｊａｎ／ｃｍ’の加圧力によりと記噴宵
合金粉末をプレス成形して密度６．２〜８．４ｇ／ｃｍ
’の成形体となし、この成形体を分解アンモニアガス雰
囲気中（８２＋ ８２ ）で１１００〜１２００℃ｘｅ
ｏ分加熱焼結を行ない、まったく通常の鉄系焼結合金と
同様にして本発明による焼結合金を得た。得られた焼結
合金の密度及び硬さを測定し、またこれらに摩耗試験を
行ってバット摩耗量及びカム摩耗にを求めた。この摩耗
試験は、得られた本発明による焼結合金で０．）１．Ｃ
，（オーバーへラドカム）動弁機構を有する排気量２２
００ｃｃのディーゼルエンジンの第２図に示すようなロ
ッカーアームパッドｌを製作し、これをロッカーアーム
２にロー付して合金チル鋳鉄製カム３（図中の矢印は回
転方向を示す）との組合せで実機運転して行なった。こ
の実＠運転はエンジン単体で行ない、４．４０Ｏｒ、ｐ
、ｍＸ全負荷×５０時間＋２．００Ｏｒ、ｐ、ｍ Ｘ無
負荷×１５０時間のサイクルパターンを５回合計 １，
０００時間の試験として行ない、摩耗Ｉ４はバー２ド、
カムともに最大摩耗深さを測定した。
以下、実施例１と同様にして合金組成の異なる本発明及
び従来の焼結合金を製作し、同様に密度及び硬さの測定
及び摩耗試験を行った。これらの実施例及び比較例にお
ける合金Ｍ１成、密度と硬さ、並びに摩耗試験結果を、
−）１述した実施例１の結果をも含めて以下の表にまと
めた。
び従来の焼結合金を製作し、同様に密度及び硬さの測定
及び摩耗試験を行った。これらの実施例及び比較例にお
ける合金Ｍ１成、密度と硬さ、並びに摩耗試験結果を、
−）１述した実施例１の結果をも含めて以下の表にまと
めた。
なお、比較例は従来の合金５Ｃｒ２を焼き入れ焼きもど
したものの表面に硬質クロムメッキを施したものである
。
したものの表面に硬質クロムメッキを施したものである
。
表
上記結果かられかるように、この摩耗試験にはディーゼ
ルエンジンを使用したため、試験中に燃焼ガス中の微細
なススが潤滑油中に混入し、このためきわめて厳しい摩
耗試験となり従来一般にロッカーアームに使用されてい
る硬質クロムメッキでも著しい摩耗が発生したにもかか
わらず、本発明焼結合金では強固な（α＋γ）相よりな
るマトリックス中に微細な粒状の炭化物を均一に分布さ
せたことによって、良好な耐摩耗性を有しているため、
バット、カムともにきわめて有利な結果を示しており２
相手材料をも摩耗させない効果がある。また密度及び硬
度についても本発明焼結合金は高密度（７，３ｚ／ｃｍ
”以上）高硬度（ビッカー不硬さ４００〜７００）であ
り、高面圧に耐える材料強度を有している。
ルエンジンを使用したため、試験中に燃焼ガス中の微細
なススが潤滑油中に混入し、このためきわめて厳しい摩
耗試験となり従来一般にロッカーアームに使用されてい
る硬質クロムメッキでも著しい摩耗が発生したにもかか
わらず、本発明焼結合金では強固な（α＋γ）相よりな
るマトリックス中に微細な粒状の炭化物を均一に分布さ
せたことによって、良好な耐摩耗性を有しているため、
バット、カムともにきわめて有利な結果を示しており２
相手材料をも摩耗させない効果がある。また密度及び硬
度についても本発明焼結合金は高密度（７，３ｚ／ｃｍ
”以上）高硬度（ビッカー不硬さ４００〜７００）であ
り、高面圧に耐える材料強度を有している。
以上のように、本発明による組成を用いた鉄系焼結合金
は、機械構成部品として比較的高面圧で使用される摺動
部に適用しても、その高密、高強度及び耐摩耗性によっ
て従来からのトラブルが全て解消され、良好に作用する
ので、今日望まれている自動車等の高性能化及び長寿命
化に対し、大いに有利である。また本発明の焼結合金は
、特に適している内燃機関のカム、ロッカーアームパッ
ド、バルブリフターやバルブチップ等高面圧がかかる摩
耗部の他、一般的な耐摩耗性材料としても使用できる等
、応用範囲も広く、工業的にきわめて価値のあるもので
ある。
は、機械構成部品として比較的高面圧で使用される摺動
部に適用しても、その高密、高強度及び耐摩耗性によっ
て従来からのトラブルが全て解消され、良好に作用する
ので、今日望まれている自動車等の高性能化及び長寿命
化に対し、大いに有利である。また本発明の焼結合金は
、特に適している内燃機関のカム、ロッカーアームパッ
ド、バルブリフターやバルブチップ等高面圧がかかる摩
耗部の他、一般的な耐摩耗性材料としても使用できる等
、応用範囲も広く、工業的にきわめて価値のあるもので
ある。
第１図は本発明の耐摩耗性鉄系焼結合金の一実施例の金
属組織のＷ４微鏡写真（倍率４００倍）、 第２図は摩耗試験を行うための装置の一部分の側面図を
示す。 図中、 １・・・ロッカーハツト ２・・・ロッカーアーム３
・・・カム 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 （ほか２名）
属組織のＷ４微鏡写真（倍率４００倍）、 第２図は摩耗試験を行うための装置の一部分の側面図を
示す。 図中、 １・・・ロッカーハツト ２・・・ロッカーアーム３
・・・カム 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 （ほか２名）
Claims (1)
- 重量比でクロム（Ｃｒ）：１５〜２５％、銅（Ｃｕ）：
１〜５％、燐（Ｐ）：０．３〜０．８％、炭素（Ｃ）：
２．０〜４．０％、残部鉄および２％以下の不純物より
なる金属粉末を密度７．３ｇ／ｃｍ＾２以上に焼結した
ことを特徴とする耐摩耗性鉄系焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20499386A JPS62124258A (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 耐摩耗性鉄系焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20499386A JPS62124258A (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 耐摩耗性鉄系焼結合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53076107A Division JPS609587B2 (ja) | 1978-06-23 | 1978-06-23 | 耐摩耗性焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124258A true JPS62124258A (ja) | 1987-06-05 |
| JPH0142345B2 JPH0142345B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=16499688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20499386A Granted JPS62124258A (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 耐摩耗性鉄系焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124258A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS552777A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-10 | Toyota Motor Corp | Wear resistant, sintered alloy |
-
1986
- 1986-08-30 JP JP20499386A patent/JPS62124258A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS552777A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-10 | Toyota Motor Corp | Wear resistant, sintered alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0142345B2 (ja) | 1989-09-12 |
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