JPS63259049A - 耐摩耗性および耐ピツチング性に優れた合金鋳鉄部材 - Google Patents
耐摩耗性および耐ピツチング性に優れた合金鋳鉄部材Info
- Publication number
- JPS63259049A JPS63259049A JP9162687A JP9162687A JPS63259049A JP S63259049 A JPS63259049 A JP S63259049A JP 9162687 A JP9162687 A JP 9162687A JP 9162687 A JP9162687 A JP 9162687A JP S63259049 A JPS63259049 A JP S63259049A
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- Japan
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- cast iron
- wear resistance
- alloy cast
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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、耐摩耗性および耐ピッチング性に優れた合
金鋳鉄部材に関するものである。
金鋳鉄部材に関するものである。
（従来技術）
従来、エンジンのカムシャフトとして、普通ねずみ鋳鉄
および低合金鋳鉄が知られている。前者ではカム部の硬
化方法として冷し金によってチル化する方法が採用され
、この方法では製品を安価に製作できるとともに、耐摩
耗性も良いが、耐ピッチング性が充分ではない。これは
摺動部に硬い炭化物が多量に存在するために焼付は限界
が高く、その結果耐摩耗性は優れることになるが、耐ピ
ッチング性は劣るために、この方法によるものでは製品
の許容面圧が低く抑えられていた。
および低合金鋳鉄が知られている。前者ではカム部の硬
化方法として冷し金によってチル化する方法が採用され
、この方法では製品を安価に製作できるとともに、耐摩
耗性も良いが、耐ピッチング性が充分ではない。これは
摺動部に硬い炭化物が多量に存在するために焼付は限界
が高く、その結果耐摩耗性は優れることになるが、耐ピ
ッチング性は劣るために、この方法によるものでは製品
の許容面圧が低く抑えられていた。
この耐ピッチング性が低い原因を追及したところ、チル
部の炭化物の周囲に軟質のフェライトが析出しており、
これが耐ピッチング性を大きく損っていることが判明し
た。さらにこのフェライトの析出はＡ１変態点付近の冷
却速度が遅くなる場合にとく１こ著しく、量産において
一定の品質のものを確保するのが困難である。
部の炭化物の周囲に軟質のフェライトが析出しており、
これが耐ピッチング性を大きく損っていることが判明し
た。さらにこのフェライトの析出はＡ１変態点付近の冷
却速度が遅くなる場合にとく１こ著しく、量産において
一定の品質のものを確保するのが困難である。
また上記低合金鋳鉄としては、例えばＣｒ：０゜８〜１
．２％、Ｍｏ：０．４〜０．６％、Ｎｉ：０．２〜０．
５％の材料が用いられ、カム部の硬化方法としては高周
波焼入を採用しており、この方法では耐ピッチング性は
高いが耐摩耗性が低く、しかも熱処理により製品がコス
トアップになるという欠点がある。
．２％、Ｍｏ：０．４〜０．６％、Ｎｉ：０．２〜０．
５％の材料が用いられ、カム部の硬化方法としては高周
波焼入を採用しており、この方法では耐ピッチング性は
高いが耐摩耗性が低く、しかも熱処理により製品がコス
トアップになるという欠点がある。
さらに、例えば特開昭５９−３８３２５号公報において
耐ピッチング性の優れた鋳鉄の製造方法が提案されてい
るが、この方法でも加熱炉による熱処理を行なうために
コストアップになるという点は変らず、また熱処理によ
る変形は避けることができないために、製品が長尺物で
ある場合には採用することができない。
耐ピッチング性の優れた鋳鉄の製造方法が提案されてい
るが、この方法でも加熱炉による熱処理を行なうために
コストアップになるという点は変らず、また熱処理によ
る変形は避けることができないために、製品が長尺物で
ある場合には採用することができない。
したがって、カムシャフトなどに使用される材料として
、耐摩耗性および耐ピッチング性に優れ、しかも安価に
製造することができる材料の開発が望まれていた。
、耐摩耗性および耐ピッチング性に優れ、しかも安価に
製造することができる材料の開発が望まれていた。
（発明の目的）
この発明は、このような従来の課題の解決のためになさ
れたものであり、耐ピッチング性および耐摩耗性が優れ
、しかも安価に製造することができる耐摩耗性および耐
ピッチング性に優れた合金鋳鉄部材を提供するものであ
る。
れたものであり、耐ピッチング性および耐摩耗性が優れ
、しかも安価に製造することができる耐摩耗性および耐
ピッチング性に優れた合金鋳鉄部材を提供するものであ
る。
（発明の構成）
この発明の第１の要旨は、重量比でＣ：３．３〜３，７
％、Ｓ ｉ ： １． ３〜２．４％、Ｍｎ ： ０゜
５〜０．９％、Ｃｒ：０．１〜１．２％、ＭＯ＝０．１
〜０．５％、Ｃｕ：０．２〜１．０％、ＳｎおよびＳｂ
のうちの少なくとも一方：０，０１〜０．１５％、残部
がＦｅからなる組織であって、摺動面は炭化物が分散し
たチル組織であり、基地が微細パーライト組織からなる
ものである。
％、Ｓ ｉ ： １． ３〜２．４％、Ｍｎ ： ０゜
５〜０．９％、Ｃｒ：０．１〜１．２％、ＭＯ＝０．１
〜０．５％、Ｃｕ：０．２〜１．０％、ＳｎおよびＳｂ
のうちの少なくとも一方：０，０１〜０．１５％、残部
がＦｅからなる組織であって、摺動面は炭化物が分散し
たチル組織であり、基地が微細パーライト組織からなる
ものである。
この発明の第２の要旨は、重量比でＣ：３．３〜３．７
％、Ｓ ｉ ： １． ３〜２．４％、Ｍｎ：０゜５〜
０．９％、 Ｃｒ：０． １〜１． ２％、ＭＯ：０．
１ 〜０．５ ％ 、 Ｃｕ 二 ０． ２
〜１． ０ ％ 、 ＳｎおよびＳｂのうちの
少なくとも一方：０．０１〜０．１５％、残部がＦｅか
らなる組織であって、摺動面は炭化物が分散したチル組
織であり、基地が微細パーライト組織からなるものであ
る。
％、Ｓ ｉ ： １． ３〜２．４％、Ｍｎ：０゜５〜
０．９％、 Ｃｒ：０． １〜１． ２％、ＭＯ：０．
１ 〜０．５ ％ 、 Ｃｕ 二 ０． ２
〜１． ０ ％ 、 ＳｎおよびＳｂのうちの
少なくとも一方：０．０１〜０．１５％、残部がＦｅか
らなる組織であって、摺動面は炭化物が分散したチル組
織であり、基地が微細パーライト組織からなるものであ
る。
上記各成分の配合量の範囲は、つぎの理由により決定さ
れる。
れる。
Ｃ：３．３％未満ではチル部の炭化物量が少なくなって
耐摩耗性が低くなる。また３、７％を超えるとチル部に
遊離黒鉛が晶出し、耐摩耗性が低下することになる。し
たがって、Ｃは３．３〜３．７％にする必要がある。
耐摩耗性が低くなる。また３、７％を超えるとチル部に
遊離黒鉛が晶出し、耐摩耗性が低下することになる。し
たがって、Ｃは３．３〜３．７％にする必要がある。
Ｓｉ：１．３％未満ではチル化の傾向ガく強くなり、軸
部に多量の炭化物が晶出して加工性が悪化し、また鋳造
性も悪化する。一方、２．４％を超えると黒鉛化傾向が
強くなってチル部に遊離黒鉛が晶出し、耐摩耗性が悪化
する。したがってＳｔは１．３〜２．４％にする必要が
ある。
部に多量の炭化物が晶出して加工性が悪化し、また鋳造
性も悪化する。一方、２．４％を超えると黒鉛化傾向が
強くなってチル部に遊離黒鉛が晶出し、耐摩耗性が悪化
する。したがってＳｔは１．３〜２．４％にする必要が
ある。
Ｍｎ：これは不純物元素のＳとＭｎＳの形で結合し、Ｓ
による鋳造性の低下およびチル化傾向の増大を抑制する
効果があるが、０．５％未満ではこの効果が充分に発揮
されない。また０、９％を超えると、過剰のＭｎが共晶
セルの境界に偏析し、加工性を悪化させる。したがって
Ｍｎは０．５〜０．９％にする必要がある。
による鋳造性の低下およびチル化傾向の増大を抑制する
効果があるが、０．５％未満ではこの効果が充分に発揮
されない。また０、９％を超えると、過剰のＭｎが共晶
セルの境界に偏析し、加工性を悪化させる。したがって
Ｍｎは０．５〜０．９％にする必要がある。
Ｃｒ：これは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる機
能があるが、０．１％未満ではその機能が充分に発揮さ
れない。一方、１．２％を超えるとチル化傾向が増大し
、軸部へのチル晶出により加工性が悪化することになる
。したがって、Ｃｒは０．１〜１，２％にする必要があ
る。
能があるが、０．１％未満ではその機能が充分に発揮さ
れない。一方、１．２％を超えるとチル化傾向が増大し
、軸部へのチル晶出により加工性が悪化することになる
。したがって、Ｃｒは０．１〜１，２％にする必要があ
る。
ＭＯ二これは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる機
能があるが、０．１％未満ではその機能が充分に発揮さ
れない。一方、０．５％を超えると軸部のベイナイト化
が進み、加工性が悪化することになる。したがってＭｏ
は０゜１〜０．５％の範囲にする必要がある。
能があるが、０．１％未満ではその機能が充分に発揮さ
れない。一方、０．５％を超えると軸部のベイナイト化
が進み、加工性が悪化することになる。したがってＭｏ
は０゜１〜０．５％の範囲にする必要がある。
Ｃｕ：これはチル化傾向を減じ、軸部へのチル晶出を抑
制して加工性を改善させる機能を有するものであり、こ
の発明の目的を達成させるためには必須ではないが、上
記効果を発揮させるために添加することが好ましい。そ
してその添加量は上記機能を充分に発揮させるために０
，２〜１，０％の範囲が好ましい。０゜２％未満では上
記効果は充分に発揮されず、１．０％を超えると上記効
果が飽和する。
制して加工性を改善させる機能を有するものであり、こ
の発明の目的を達成させるためには必須ではないが、上
記効果を発揮させるために添加することが好ましい。そ
してその添加量は上記機能を充分に発揮させるために０
，２〜１，０％の範囲が好ましい。０゜２％未満では上
記効果は充分に発揮されず、１．０％を超えると上記効
果が飽和する。
Ｓｎ：これはチル組織の炭化物の周囲に偏析し、フェラ
イトの析出を抑制して耐摩耗性および耐ピッチング性を
改善する機能を有するが、０．０１％未満ではその機能
は充分に発揮されない。また０、１５％を超えるとその
効果が飽和するとともに、チル化傾向が増大するため軸
部のチル晶出により加工性を悪化することになる。した
がって、Ｓｎは０．０１〜０．１５％の範囲する必要が
ある。
イトの析出を抑制して耐摩耗性および耐ピッチング性を
改善する機能を有するが、０．０１％未満ではその機能
は充分に発揮されない。また０、１５％を超えるとその
効果が飽和するとともに、チル化傾向が増大するため軸
部のチル晶出により加工性を悪化することになる。した
がって、Ｓｎは０．０１〜０．１５％の範囲する必要が
ある。
Ｓｂ；これもＳｎと同じ機能を有し、したがってＳｎの
代りにｓｂを用い、あるいはＳｎとともに用いてもよい
。ｓｂはＳｎより上記機能が大きいため、Ｓｎの代りに
ｓｂを用いた場合には、その範囲は０．０１〜０．１０
％でよい。
代りにｓｂを用い、あるいはＳｎとともに用いてもよい
。ｓｂはＳｎより上記機能が大きいため、Ｓｎの代りに
ｓｂを用いた場合には、その範囲は０．０１〜０．１０
％でよい。
（実施例）
第１表に示す組成の材料を用いてカムシャフトを製作し
、後述のテストを行なった。カム部は冷し金でチル化を
行なった。同表中の試料番号１〜６はこの発明による組
成、試料番号７〜１０は従来の材料組成であり、試料６
はＪＩＳ−Ｆｅ１２、試料番号７は従来のレシプロエン
ジンのカムシャフトとして使用されているもの、試料番
号８および９はディーゼルエンジンに使用されているク
ロムモリブテン鋼である。
、後述のテストを行なった。カム部は冷し金でチル化を
行なった。同表中の試料番号１〜６はこの発明による組
成、試料番号７〜１０は従来の材料組成であり、試料６
はＪＩＳ−Ｆｅ１２、試料番号７は従来のレシプロエン
ジンのカムシャフトとして使用されているもの、試料番
号８および９はディーゼルエンジンに使用されているク
ロムモリブテン鋼である。
上記試料１〜１０を用いて以下の条件でモータリングエ
ンジンテストを行なった。
ンジンテストを行なった。
エンジン： ３． ５ｊｌ！、直噴式４気筒デイ
ーゼルエンジン エンジン回転数： １５０Ｏｒ、ｐ、ｍ。
ーゼルエンジン エンジン回転数： １５０Ｏｒ、ｐ、ｍ。
運転時間＝ ２００時間
潤滑油： １’０Ｗ−３０
潤滑油温度二 ３６〜４２℃
スプリング荷重＋ １２０ｋｇ
相手カム（タペッ
トフォロアー）二合金鋳鉄、チル化後焼入焼戻し処理（
摺動部硬さＨＲｃ ５８〜６２） （以下余白） 上記テストの結果、カムの摩耗量（カムの長径寸法を計
測）およびピッチング面積率によって評価した。なお、
ピッチング面積率はカム頂上を中心に５ｍ１１１の幅に
ついて求めた。
摺動部硬さＨＲｃ ５８〜６２） （以下余白） 上記テストの結果、カムの摩耗量（カムの長径寸法を計
測）およびピッチング面積率によって評価した。なお、
ピッチング面積率はカム頂上を中心に５ｍ１１１の幅に
ついて求めた。
その結果は、第２表に示すように、この発明による試料
１〜６では摩耗量は１３〜３５と小さく、ピッチング面
積率は何れも１％以下と良好であった。これに対し、試
料７〜９ではカム摩耗量は８１〜５２０と大きく、かつ
ピッチング面積率も１１〜２９％で大きい。また試料１
０では摩耗量は３０と小さいが、ピッチング面積率が１
２％と大きい。
１〜６では摩耗量は１３〜３５と小さく、ピッチング面
積率は何れも１％以下と良好であった。これに対し、試
料７〜９ではカム摩耗量は８１〜５２０と大きく、かつ
ピッチング面積率も１１〜２９％で大きい。また試料１
０では摩耗量は３０と小さいが、ピッチング面積率が１
２％と大きい。
すなわち、この発明のものでは耐摩耗性および耐ピッチ
ング性の両方とも良好であるが、従来の材料では両方と
も良好なものはない。なお、上記表の数値は８箇所の計
測点の平均値を示している。
ング性の両方とも良好であるが、従来の材料では両方と
も良好なものはない。なお、上記表の数値は８箇所の計
測点の平均値を示している。
（以下余白）
第２表
図面は上記試料１のカム頂面の組織を示し、炭化物（白
色部）と微細パーライト（黒色部）とが均一に分布して
いることが示されている。
色部）と微細パーライト（黒色部）とが均一に分布して
いることが示されている。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明によれば、カム摺動面に
は炭化物が分散し、基地が微細パーライト組織となって
いるために、耐摩耗性および耐ピッチング性が優れてい
るとともに加工性もよく、しかも熱処理を必要としない
ために製品を安価に製造することができ、カムシャフト
やロッカアームなどの材料として優れたものである。
は炭化物が分散し、基地が微細パーライト組織となって
いるために、耐摩耗性および耐ピッチング性が優れてい
るとともに加工性もよく、しかも熱処理を必要としない
ために製品を安価に製造することができ、カムシャフト
やロッカアームなどの材料として優れたものである。
図面はこの発明の実施例であるカム頂面の金属組織写真
である。
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比でＣ：３．３〜３．７％、Ｓｉ：１．３〜２
．４％、Ｍｎ：０．５〜０．９％、Ｃｒ：０．１〜１．
２％、Ｍｏ：０．１〜０．５％、ＳｎおよびＳｂのうち
の少なくとも一方：０．０１〜０．１５％、残部がＦｅ
からなる組織であって、摺動面は炭化物が分散したチル
組織であり、基地が微細パーライト組織からなることを
特徴とする耐摩耗性および耐ピッチング性に優れた合金
鋳鉄部材。 ２、重量比でＣ：３．３〜３．７％、Ｓｉ：１．３〜２
．４％、Ｍｎ：０．５〜０．９％、Ｃｒ：０．１〜１．
２％、Ｍｏ：０．１〜０．５％、Ｃｕ：０．２〜１．０
％、ＳｎおよびＳｂのうちの少なくとも一方：０．０１
〜０．１５％、残部がＦｅからなる組織であって、摺動
面は炭化物が分散したチル組織であり、基地が微細パー
ライト組織からなることを特徴とする耐摩耗性および耐
ピッチング性に優れた合金鋳鉄部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162687A JPS63259049A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 耐摩耗性および耐ピツチング性に優れた合金鋳鉄部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162687A JPS63259049A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 耐摩耗性および耐ピツチング性に優れた合金鋳鉄部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259049A true JPS63259049A (ja) | 1988-10-26 |
Family
ID=14031764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162687A Pending JPS63259049A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 耐摩耗性および耐ピツチング性に優れた合金鋳鉄部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63259049A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006297428A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nkktubes Kk | 継目無管製造用リーラープラグ |
| JP2013538940A (ja) * | 2010-08-16 | 2013-10-17 | エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド | トルースタイトの基礎微細構造を有する、機械用のねずみ鋳鉄製部品又はコンポーネント、及びそれらを製造するための方法 |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP9162687A patent/JPS63259049A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006297428A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nkktubes Kk | 継目無管製造用リーラープラグ |
| JP2013538940A (ja) * | 2010-08-16 | 2013-10-17 | エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド | トルースタイトの基礎微細構造を有する、機械用のねずみ鋳鉄製部品又はコンポーネント、及びそれらを製造するための方法 |
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