JPS63247337A

JPS63247337A - 耐摩耗性鉄基焼結合金

Info

Publication number: JPS63247337A
Application number: JP8053487A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ito; 嘉朗伊藤; Naoki Motooka; 直樹本岡; Yoshinobu Takeda; 義信武田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-14
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2787982B2

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、内燃機関の動弁系機構を構成する部ルプリフ
クー等を構成する部材等に応用される耐摩耗性鉄基焼結
合金に関する。

（従来技術）近年内燃機関に対する高速化、高出力化などの要求に伴
なって内燃機関の動弁系部材の摩耗が問題となりつつる
る。特にロッカーアームクベット、パルプリフターのカ
ムとの摺動部に対する耐久性等の摺動部は高い面圧を受
けるものであるため、すぐれた耐摩耗性、耐スカッフィ
ング性および耐ピツチング性を兼ね備え、かつ相手部材
であるカムシャフトを損傷しない特性を具備することが
要求される。

従来ロッカーアーム等にはチル鋳鉄製のものやロッカー
アーム等の摺動部にＣｒめっきや自溶性合金の溶射肉盛
などの表面処理を施したものなどが知られている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし乍ら、チル鋳Ｐ、製のロッカーアーム等にはピッ
チング損傷や耐摩耗性の点で問題があり、またＣｒめっ
）きのロッカーアームにはスカッフィングやＣｒめっき
層の剥離などの問題があり、さらに−溶射肉盛りロッカ
ーアーム等の部品にはスカッフィングや相手材のカムを
著しく摩耗させるなどの問題があるなど、いずれの部品
も上記の要求を満足する特性を備えるものがないのが現
状である。

そこで本発明者らは、上述のような観点からすぐれた耐
摩耗性、耐スカッフィング性および耐ピツチング性を有
し、しかも相手部材を損傷させない特性を具備した材料
を開発すべく検討した結果、本発明を完成した。

（問題点を解決するための手段）即ち本発明は、 ■）面積比率で１５％以上５０％以下のＦｅ、Ｃｒ炭化
物またはＷ　、　Ｍｏを固溶する複合Ｆｅ　、　Ｃｒ炭
化物、およびＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ
、Ｗの１種または２種以上の炭化物からなっており、そ
の粒径が０．５μｍ以上５０μｍ以下であり、さらに望
ましくはそれらの炭化物が１０００Ｈｖ以上２０００Ｈ
ｖ以下の硬度を有する硬質相と、Ｉｔ）　　同じく面積比率で１嘔以上２０％以下のさら
に望ましくはその粒径が２．０μｍ以上１５０μｍ　以
下の潤滑相を有し、ＩＩＩ）　　Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｎｉ
、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ。

Ｐ、Ｓｂ、Ｂ、Ｓｉ、’Ｃを有する鉄基合金で、それら
の硬質相、潤滑相が結合されており、さらにその合金の
＝チ＃硬さが５００Ｈｖ以上８６０１Ｈｖ以下でヤング
率が１．８　Ｘ　１０’　Ｋｇ　ｆ／ａｍ２以上である
ことを特徴とする鉄基焼結合金でるり、このような鉄動
部材に使用すればすぐれた耐ピツチング性、耐スカッフ
ィング性、なじみ性に優れた性能を発揮するという知見
を得た。

（作用）硬質相は２つにわけられる。その１つは鉄クロム炭化物
又はＷ　、　Ｍｏを固溶する鉄クロム炭化物と、他赤＃
ツはＴｉ　、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗか
ら選ばれた１種または２種以上の炭化物である。これら
の炭化物はいずれも耐摩耗性に寄与する。

特に前者の炭化物はその粒径が１０μｍ以上の比較的大
きな炭化物と　することによって本合金の耐摩性への寄
与は大きくなる。しかし５０μｍ以上では相手材を攻撃
するばかりでなく、耐スカッフィング性、耐ピツチング
性が劣化したものとなる。

後者の炭化物はその粒径は０．２μｍ以上５μｍ以下が
望ましい。０．２μｍ未満ではその炭化物による耐摩性
の向上がみられず、５μｍを超えれば耐ピツチング性、
耐スカッフィング性が悪くなるばかりでなく相手材を攻
撃してカムを摩耗させる。これらの炭化物は鉄クロム炭
化物又はＷ　、　Ｍｏを固溶する鉄クロム炭化物の針状
成長を抑制し、球状化を促進させる効果を有している。

これらの硬質相の硬さとしては１０００　Ｈｖ以上２０
００　Ｈｖ以下が好ましく、１０００未満では耐摩耗性
が劣り、２０００　Ｈｖを超えれば相手に対するかじり
が大きくなる。この場合さらには、Ｆｅ−Ｃｒを主体と
する炭化物は１３００Ｈｖ以上１７００Ｈｖ以下が望ま
しく、その炭化物の面積比率は１０幅以上４０％以下そ
の形状がなるべく球状に近いものがよく、全体としての
硬さは５００　Ｈｖ以上１２００Ｈｖ以下とするのが望
ましい。

本発明材において空孔は耐ピツチング性に影響する。空
孔の耐ピツチング性への影響は第１にはまずその量で、
さらにｌ−を第２には形状であり、量が少ないほどまた
形状がまるいものほど耐ピツチング性に優れたものとな
る。これらの２つの因子を総合的にあられす指標として
その材料のヤング率か耐ピツチング性と密接な関係にあ
ることを本発明者らは見い出し、良好な耐ピツチング性
を得るためにはヤング率として１．８Ｘ１０’以上が必
要であるという知見を得た。

なお相手カムとのなじみ性、摺動特性の向上は潤滑成分
によって達成される。この潤滑相としてＬｉ　ＣａＦ、
、　、　ＢａＦ２等の弗化物またはＣｕ２Ｓ等の硫化物
が好ましい。量的には０．２重量％以上瑚宇５重旦％以
下の範囲か望ましく、０，２重ｆ％未満でるると潤滑の
効果が得られず、５重量％超えて含むと耐ピツチング性
、強度を著しく損なう。粒径として２．０μｍ以上１！
５０μｍ以下とした理由も同様で２．０μｍ未満である
となじみ性、摺動特性の向上の効果が得られず、ｉ５Ｑ
μｍを超えれば、耐ピツチング性、強度等の劣化が著し
くなる。

（実施例）以下に本発明の実施例を述べる。

実施例水アトマイズ法によって作製したＦｅ　−Ｃｒ　−Ｍｏ
−Ｎｂ−Ｖ−Ｈｆ−Ｃｏ　　Ｃの母合金粉末にフェロシ
リコン、カーボン粉末、弗化カルシウム粉末ヲ混合し、
この混合粉末を７　ｔｏｎＡで２０Ｘ２０Ｘ３覗型押し
た。これを真空中で１１５０℃〜１３００℃でＩｈｒ焼
結したのち１０００℃から油焼入れし、５６０℃で１ｈ
ｒ焼戻しを行なった。これらの合金の特性を第１表に示
す。

このようにして得られた焼結合金を第１図に示すような
内燃機関の動弁系部品にパッドに加工してロッカーアー
ムに固定させエンジンテストを行なった。

ロッカーアームにパッドを固定させる方法としては、焼
結接合、ろう付け、かしめ、鋳ぐるみ等があるが、ここ
ではろう付けを採用した。

エンジンテストは上記動弁系部品を排気量２０００ｃｃ
、６気筒のガソリンエンジンに装着して回転数１００　
Ｏｒ、ｐ、ｍ、の無負荷にて２００時間の耐久テストを
行なった。テスト後パッドとカムの摩耗量を測定し、そ
の結果を第１表にあわせて示した。

（発明の効果）以上のように本発明によれば耐摩耗性が高く、相手への
攻撃が小さくかつ耐ピツチング性に優れた動弁系部材を
提供することができ、カム等の相手製品の寿命を長くす
るこ゛とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動弁系部材の１例を示す模式％式％（１Ａ）・・・基体部、（１Ｂ）・・・パッド部、（２
〕・・・パルプ、（３）・・・ラッシュアジャスク、（
４）・・・カム。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）面積比率で１５％以上５０％以下の硬質相と、同
じく面積比率で１％以上２０％以下の潤滑相と、残部結
合相とから形成され、前記硬質相が鉄クロム炭化物又は
Ｗ、Ｍｏを固溶する複合鉄クロム炭化物およびＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの１種または２種
以上の炭化物からなり、前記結合相がＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒ
、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ
、Ｐ、Ｓｂ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃの１種または２種を含有する
鉄基合金からなり、かつ前記硬質相が０．５μｍ以上５
０μｍ以下の平均粒径を有して分散するとともにその焼
結合金の硬さが５００Ｈｖ以上８６０Ｈｖ以下、ヤング
率が１．８×１０＾４Ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上であること
を特徴とする耐摩耗性鉄基焼結合金。
（２）硬質相の硬さが１０００Ｈｖ以上２０００Ｈｖ以
下である特許請求の範囲第（１）項記載の耐摩耗性鉄基
焼結合金。
（３）潤滑相が２．０μｍ以上１５０μｍ以下の平均粒
径を有し分散している特許請求の範囲第（１）項又は第
（２）項記載の耐摩耗性鉄基焼結合金。
（４）複合鉄クロム炭化物の平均粒径が３μｍ以上４０
μｍ以下であり、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｍｏ、Ｗの１種または２種以上の炭化物の平均粒径が０
．２μｍ以上５μｍ以下である特許請求の範囲第（１）
項、第（２）項又は第（３）項記載の耐摩耗性鉄基焼結
合金。