JP2787982B2 - 耐摩耗性鉄基焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性鉄基焼結合金Info
- Publication number
- JP2787982B2 JP2787982B2 JP62080534A JP8053487A JP2787982B2 JP 2787982 B2 JP2787982 B2 JP 2787982B2 JP 62080534 A JP62080534 A JP 62080534A JP 8053487 A JP8053487 A JP 8053487A JP 2787982 B2 JP2787982 B2 JP 2787982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- sintered alloy
- iron
- based sintered
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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材等、
より詳しくはカム及びカムと摺接するために高硬度を必
要とするロッカーアームのパッド、タペット、バルブリ
フタ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
ある。特にロッカーアームタペット、バルブリフターの
カムとの摺動部に対する耐久性の要求はきわめて厳しく
なりつつある。 一般にロッカーアームのパッド、タペット、バルブリ
フター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ッチ
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、チル鋳鉄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ッチング性を
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、 Ｉ） 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2000Hv以下の硬
度を有する硬質相と、 CaF2,BaF2,Cu2Sの少なくとも１種からなり面積比率で
１％以上20％以下のさらに望ましくはその粒径が2.0μ
ｍ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,S
i,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、さらにその合金の硬さが530Hv以上860Hv
以下でヤング率が1.8×104Kgf/mm2以上であることを特
徴とする鉄基焼結合金であり、このような鉄基焼結合金
がすぐれた耐摩耗性を示し、特にロッカーアームのパッ
ド、タペット、バルブリフター等の摺動部材に使用すれ
ばすぐれた耐ピッチング性、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、耐ピッチング性が
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を超えれば耐ピッチング性、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1000Hv以上2000Hv以下
が好ましく、1000未満では耐摩耗性が劣り、2000Hvを超
えれば相手に対するかじりが大きくなる。この場合はさ
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％以上40％
以下その形状がなくべく球状に近いものがよく、全体と
しての硬さは500Hv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ッチング性に影響する。
空孔の耐ピッチング性への影響は第１にはまずその量
で、さらには第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ッ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わす指標として
その材料のヤング率が耐ピッ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、良好な耐ピッチング性
を得るためにはヤング率として1.8×104以上が必要であ
るという知見を得た。 なお相手カムのなじみ性、摺動特性の向上は潤滑成分
によって達成される。この潤滑相としてはCaF2,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５重量％以下の範囲が望ましく、0.2重量％
未満であると潤滑の効果が得られず、５重量％を超えて
含むと耐ピッチング性、強度を著しく損なう。粒径とし
て2.0μｍ以上150μｍ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、150μｍを超えれば、耐ピッチング性、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、弗化カルシゥム粉末を混合し、この混合粉末を7t
on/cm2で20×20×3mm型押した。これを真空中で1150℃
〜1300℃で1hr焼結したのち1000℃から油焼入れし、560
℃で1hr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1000r.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ッ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。
より詳しくはカム及びカムと摺接するために高硬度を必
要とするロッカーアームのパッド、タペット、バルブリ
フタ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
ある。特にロッカーアームタペット、バルブリフターの
カムとの摺動部に対する耐久性の要求はきわめて厳しく
なりつつある。 一般にロッカーアームのパッド、タペット、バルブリ
フター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ッチ
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、チル鋳鉄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ッチング性を
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、 Ｉ） 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2000Hv以下の硬
度を有する硬質相と、 CaF2,BaF2,Cu2Sの少なくとも１種からなり面積比率で
１％以上20％以下のさらに望ましくはその粒径が2.0μ
ｍ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,S
i,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、さらにその合金の硬さが530Hv以上860Hv
以下でヤング率が1.8×104Kgf/mm2以上であることを特
徴とする鉄基焼結合金であり、このような鉄基焼結合金
がすぐれた耐摩耗性を示し、特にロッカーアームのパッ
ド、タペット、バルブリフター等の摺動部材に使用すれ
ばすぐれた耐ピッチング性、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、耐ピッチング性が
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を超えれば耐ピッチング性、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1000Hv以上2000Hv以下
が好ましく、1000未満では耐摩耗性が劣り、2000Hvを超
えれば相手に対するかじりが大きくなる。この場合はさ
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％以上40％
以下その形状がなくべく球状に近いものがよく、全体と
しての硬さは500Hv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ッチング性に影響する。
空孔の耐ピッチング性への影響は第１にはまずその量
で、さらには第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ッ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わす指標として
その材料のヤング率が耐ピッ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、良好な耐ピッチング性
を得るためにはヤング率として1.8×104以上が必要であ
るという知見を得た。 なお相手カムのなじみ性、摺動特性の向上は潤滑成分
によって達成される。この潤滑相としてはCaF2,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５重量％以下の範囲が望ましく、0.2重量％
未満であると潤滑の効果が得られず、５重量％を超えて
含むと耐ピッチング性、強度を著しく損なう。粒径とし
て2.0μｍ以上150μｍ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、150μｍを超えれば、耐ピッチング性、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、弗化カルシゥム粉末を混合し、この混合粉末を7t
on/cm2で20×20×3mm型押した。これを真空中で1150℃
〜1300℃で1hr焼結したのち1000℃から油焼入れし、560
℃で1hr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1000r.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ッ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例を示す模式図であ
る。 （１）……ロッカーアーム、 （1A）……基体部、（1B）……パッド部、（２）……バ
ルブ、（３）……ラッシュアジャスタ、（４）……カ
ム。
る。 （１）……ロッカーアーム、 （1A）……基体部、（1B）……パッド部、（２）……バ
ルブ、（３）……ラッシュアジャスタ、（４）……カ
ム。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 武田 義信
伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住友電気
工業株式会社伊丹製作所内
(56)参考文献 特開 昭62−207847（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−223142（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−61508（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−119309（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−183448（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−179856（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．面積比率で15％以上50％以下の硬質相と、CaF2,BaF
2,Cu2Sの少なくとも１種からなり面積比率で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、平均粒径が３μｍ以上40μｍ以下である鉄クロ
ム炭化物又はW,Moを固溶する複合鉄クロム炭化物、およ
び平均粒径が0.2μｍ以上５μｍ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、
その焼結合金の硬さ530Hv以上860Hv以下、ヤング率が1.
8×104Kgf/mm2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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080534A JP2787982B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 耐摩耗性鉄基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080534A JP2787982B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 耐摩耗性鉄基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63247337A JPS63247337A (ja) | 1988-10-14 |
| JP2787982B2 true JP2787982B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=13721011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080534A Expired - Lifetime JP2787982B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 耐摩耗性鉄基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787982B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6229277B2 (ja) * | 2013-03-01 | 2017-11-15 | 日立化成株式会社 | 焼結合金およびその製造方法 |
| CN116426860B (zh) * | 2023-06-12 | 2023-09-26 | 四川大学 | 基于hBN的硬密封控制阀用宽温域自润滑涂层制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3981062A (en) * | 1973-10-01 | 1976-09-21 | Ford Motor Company | Apex seal composition for rotary engines |
| JPS51119309A (en) * | 1975-04-14 | 1976-10-19 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Sintered ferrous alloy piston ring |
| JPS61179856A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-12 | Toyota Motor Corp | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
| JPS61183448A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Toyota Motor Corp | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
| JPS62207847A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-12 | Toyota Motor Corp | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
| JP2773747B2 (ja) * | 1987-03-12 | 1998-07-09 | 三菱マテリアル株式会社 | Ｆｅ基焼結合金製バルブシート |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62080534A patent/JP2787982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63247337A (ja) | 1988-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3298634B2 (ja) | 摺動材料 | |
| JP2506333B2 (ja) | 耐摩耗性鉄基焼結合金 | |
| JP2001050020A (ja) | 内燃機関用の弁装置 | |
| JP2018529015A (ja) | 弁座リングおよび弁を含むトライボロジーシステム | |
| JPS6034624B2 (ja) | 内燃機関の動弁機構部材 | |
| JPH1037962A (ja) | すべり軸受 | |
| JPH07113141B2 (ja) | 耐摩耗性鉄基焼結合金 | |
| JP2787982B2 (ja) | 耐摩耗性鉄基焼結合金 | |
| JP2732512B2 (ja) | アルミニウム合金製バルブリフタ | |
| JP3542160B2 (ja) | カムシャフト | |
| JP4725229B2 (ja) | 組合せ摺動部材、及びこれを用いた内燃機関及びすべり軸受機構 | |
| JP3777079B2 (ja) | カムシャフト | |
| JPS5941451A (ja) | 自己潤滑性を有する耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金 | |
| JP2001234305A (ja) | 焼結部材 | |
| JP2611758B2 (ja) | アルミニウム合金製カムシヤフト | |
| CN101068641B (zh) | 用于凸轮凸角和其它高磨损制品的烧结合金 | |
| JPS60255958A (ja) | 耐摩耗性焼結合金 | |
| JP3988972B2 (ja) | カムシャフト | |
| JP2637500B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JPS6063350A (ja) | 内燃機関の動弁系部材 | |
| JPH076027B2 (ja) | 耐摩耗性鉄基焼結合金の製造方法 | |
| JPS597003B2 (ja) | 内燃機関用動弁機構 | |
| JPS62167860A (ja) | カムノーズとロッカーパッドの組合せ | |
| JPH0663054B2 (ja) | 耐摩耗性鉄基焼結合金の製造方法 | |
| JPS59229009A (ja) | 内燃機関の動弁系部材 |