JPS63169351A

JPS63169351A - Ａｌ合金セラミツクス複合カムシヤフト

Info

Publication number: JPS63169351A
Application number: JP31197886A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Yoshino; 吉野　彰一
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-13

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】（産業上の利用分野）本発明は、高強度かつ耐摩耗性に冨んだ軽量カムシャフ
トに関する。

（従来の技術）近年、エネルギ効率を改善するために、自動車や自動二
輪車等の輸送手段の各部品の軽量化が推進されており、
高強度のアルミ合金製部品の使用が著しい。

（発明が解決しようとする問題点）軽量化が望まれている部品のひとつに内燃機関に使用さ
れるカムシャフトがある。

しかしながら、カムシャフトには優れた強度と特にその
カム部外周面に優れた耐摩耗性とが要求されるために、
現在のところＮ合金による代替は不可能とされているの
が実情である。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、優れた強
度と必要とされる耐摩耗性とを兼備した軽量カムシャフ
トを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）叙上の目的を達成するためになされた本発明のカムシャ
フトは、カム部とシャフト部がＮ合金材によって一体的
に成形されると共にカム部外周面にセラミックス層が接
合され、前記Ｎ合金材は重量％でＦｅ：４〜１０％、　　Ｚｎ：２〜１２％Ｔｉ：３％以
下、　　希土類金属：３％以以下部実質的にＮで形成さ
れ、かつＮ基地中に酸化アルミニウムの微細片が均一に
分散されると共に、２μｍ以下のＡｔ−Ｆｅ金属間化合
物が均一に分散されていることを構成とするものである
。

（作　用）本発明のカムシャフトは、特定組成、組織の高強度アル
ミ合金材で一体的に成形されているので、カムシャフト
に要求される所期の強度を満足することができる。

また、前記Ｎ合金材には、Ｎ基地中に２μｍ以下のＡＩ
　−Ｆ　ｅ金属間化合物が均一に分散されているので、
カム部外周面にもこの金属間化合物の一部が微細かつ均
一に突出し、セラミックス層を強固にカム部外周面に接
合させることができ、所期の耐摩耗性を具備せしめるこ
とができる。

（実施例）まず、本発明のカムシャフトを形成するＮ合金材につい
て説明する。

Ｎ合金材の組成（重量％）およびその成分限定理由は下
記の通りである。

Ｆｅ　：　４〜１０％４％未満では強度が不足し、一方、１０％を越えると靭
性が不足するからである。

Ｚｎ　：　２〜１２％ＺｎはＮ中におけるＦｅの固溶の均一化（Ｆｅ元素の分
布の均一化）に寄与するが、２％未満ではこの効果がほ
とんど期待できず、一方１２％を越えると靭性を劣化さ
せるためである。

Ｔｉ、希土類金属：共に３％以下両者は／Ｖ−Ｆｅ金属間化合物の析出肥大化の防止に寄
与するが、３％を越えると材質劣化を招来する。

本発明に係るＮ合金材は、以上の成分のほかに残部実質
的にＮで形成される。

Ｎ合金材の組織は、Ｎ基地中にＮ２Ｏ３やＡＩ　（ＯＨ
）３等の緻密な酸化アルミニウムの微細片が均一に分散
されると共に２μｍ以下のＡｊ−Ｆｅ金属間化合物が均
一に分散されている。

このような組織を得る−には、前記組成のＮ合金を溶製
し、これを１０３〜ｂ冷凝固粉末を押出し成形することにより得られる。

急冷凝固粉末の表面には５０〜１００久程度の不活性、
緻密な酸化アルミニウム被膜が形成されているが、押出
成形時に、この被膜並びにＡｊ−Ｆｅ金属間化合物に強
力なせん新作用が及ぼされ、これらがＮ基地中に微細分
散される。Ａｆ−Ｐｅ金属間化合物は、被膜寸法に比べ
てかなり大きな析出物であるため、押出成形によって２
μｍ以下とされる。

これらの被膜や析出物が基地中に微細分散される結果、
本発明に係るＮ合金材は、引張強さ６５ｋｇｆ　／　１
２以上、伸び５〜ｌＯ％を確保することができる。

また、本発明に係るカムシャフトのカム部外周面には、
第１図および第２図のように、負荷が激しく作用する凸
状外周面にセラミックス層３，３ａが接合されている。

カム部ｌ外周面には、２μｍ以下のＮ−Ｆｅ金属間化合
物の一部が３〜５μｍの間隔で突出しているため、セラ
ミックス層３，３ａが極めて強力に接合され、所期の耐
摩耗性が有効に確保される。

尚、第１図は、カム部１の凸状外周面にセラミックス層
３をコーティングしたもの、第２図は、半月状セラミッ
クス層３ａを固相接合したものである。セラミックスと
しては、Ｎ２Ｏ３やＣｒｚＣ，、等自由に選択すること
ができる。また、２はシャフト部であり、通常、カム部
の断面形状を有する押出材から削り出される。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明の複合カムシャフトは特定組
成、組織のＮ合金材を用いているので、高強度であり、
セラミックス層の接合性にも優れ、カム部外周面に耐摩
耗性に冨んだセラミックス層を強固に接合させることが
でき、高強度と耐摩耗性とを兼備させることができる。

従って、カムシャフトの機能を損なうことな（その軽量
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明実施例に係る複合カムシャ
フトの正面図である。１・−カム部、２−シャフト部、３，３ａ・−セラミッ
クス層。特　許　出　願　人　　久保田鉄工株式会社第　ノ　図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カム部とシャフト部がＮ合金材によって一体的に
成形されると共にカム部外周面にセラミックス層が接合
され、前記Ｎ合金材は重量％でＦｅ：４〜１０％、Ｚｎ
：２〜１２％Ｔｉ：３％以下、希土類金属：３％以下残部実質的にＮで形成され、かつＮ基地中に酸化アルミ
ニウムの微細片が均一に分散されると共に、２μｍ以下
のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物が均一に分散されていること
を特徴とするＮ合金セラミックス複合カムシャフト。