JPS62220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、少なくともパツト面部分が、すぐ
れた耐摩耗性を示すと共に、相手部材であるカム
を損傷しない特性を有するFe基焼結合金で構成
された内燃機関用ロツカアームに関するものであ
る。 〔従来の技術〕 一般に、内燃機関用ロツカアームとしては、材
料的に、チル鋳鉄製のものや、ロツカアーム本体
のパツト面にCrメツキや自溶合金の溶射肉盛な
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〕 一方、近年、内燃機関に対して、高速化、高出
力化、および燃費向上、さらには排気対策などの
各種の要求なされるようになつており、これに伴
つて内燃機関の動弁系摩耗が問題となりつつあ
り、特に動弁系のうち、ロツカアームのパツト面
に対する耐久性の要求はきわめて厳しくなりつつ
ある。 しかしながら、チル鋳鉄製ロツカアームには、
ピツチング損傷や耐摩耗性の点で問題があり、ま
たCrメツキのロツカアームには、スカツフイン
グやCrメツキ層の剥離などの問題があり、さら
に溶射肉盛ロツカアームには、スカツフイングや
相手部材のカムを著しく摩耗させるなどの問題点
があるなど、いずれのロツカアームも上記の要求
を満足する特性をもつものではない。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、耐摩耗性、耐ピツチング性、および耐スカツ
フイング性にすぐれ、しかも相手部材であるカム
を損傷させない特性、すなわちロツカアームのパ
ツト面に要求される特性をすべて備えた材料を粉
末冶金法により得べく研究を行なつた結果、還元
原料粉末として、それぞれビツカース硬さで600
〜1300の範囲内の硬さを有するFe―Cr粉末、Fe
―Ｗ粉末、Fe―Nb粉末、およびFe―Ｖ粉末のう
ちの１種または２種以上の硬質粒子と、酸化鉄粉
末と、炭素粉末と、Cr酸化物粉末と、Mo酸化物
粉末とを使用し、これらの還元原料粉末を所定の
最終成分組成をもつように配合し、粉砕し、混合
した後、真空中あるいは還元性雰囲気中で加熱還
元処理する、いわゆる共還元法によつて合金粉末
を製造し、この合金粉末より通常の粉末冶金法で
製造した、重量％で（以下％は重量％を示す）、 ビツカース硬さで600〜1300の範囲内の硬さを
有するFe―Cr、Fe―Ｗ、Fe―Nb、およびFe―
Ｖのうちの１種または２種以上からなる硬質粒
子：10〜50％、 Ｃ ：１〜６％、 Cr：５〜30％、 Mo：0.5〜10％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成、並びにマルテンサイトまたはベーナイトの素
地中に、CrおよびMoの複炭化物と上記硬質粒子
とが均一に分散した組織を有するFe基焼結合金
で、内燃機関用ロツカアームの少なくともパツト
面部分（ロツカアーム全体でもよい）を構成する
と、この結果のロツカアームは、前記Fe基焼結
合金における複炭化物によつてすぐれた耐摩耗性
と耐ピツチング性をもつようになり、さらに同じ
く未溶硬質粒子によつてすぐれた耐スカツフイン
グ性をもつようになると共に、相手部材であるカ
ムを損傷させないという特性をもつたものになる
という知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであり、以下に上記Fe基焼結合金の成分組成
を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) 硬質粒子 硬質粒子自身の硬さが、ビツカース硬さで600
未満では所望のすぐれた耐摩耗性を得ることが
できず、一方同1300を越えて硬くすると、相手
部材の損傷が著しくなることから、硬質粒子の
硬さをビツカース硬さで600〜1300と定めた。 また、その含有量が、10％未満では所望の耐
スカツフイング性向上効果および相手部材の損
傷低減効果を確保することができず、一方50％
を越えて含有させても、より一層の耐摩耗性向
上効果がないばかりでなく、靭性が低下し、ピ
ツチングが発生するようになることから、その
含有量を10〜50％と定めた。なお、好ましくは
20〜40％の含有が望ましい。 (b) Ｃ Ｃ成分には、CrおよびMoと結合して炭化物を
形成し、合金の耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、その含有量が１％未満では前記金属の炭
化物の析出量が少なすぎて所望の耐摩耗性を確
保することができず、一方６％を越えて含有さ
せると、炭化物の析出量が多くなりすぎて、高
硬度をもつようになるものの、相手部材のカム
の摩耗が著しくなり、しかも靭性も低下するよ
うになることから、その含有量を１〜６％と定
めた。 (c) CrおよびMo これらの成分には、Ｃと結合して高硬度を有す
るCrおよびMoの複炭化物を形成し、合金の耐
摩耗性を向上させると共に、一部が素地中に固
溶して合金の耐熱性および耐衝撃性を向上させ
る作用があるが、それぞれCr：５％未満およ
びMo：0.5％未満の含有では前記作用に所望の
効果が得られず、一方Cr：30％およびMo：10
％をそれぞれ越えて含有させると、相手部材の
損傷が著しくなると共に、強度低下をきたすよ
うになることから、それぞれCr：５〜30％、
Mo：0.5〜10％と定めた。 〔実施例〕 つぎに、この発明の内燃機関用ロツカアームを
実施例により説明する。 還元原料粉末として、ビツカース硬さ： 1050を有するFe―Cr粉末（Cr：65％含有）、
同1100を有するFe―Ｗ粉末（Ｗ：81％含有）、同
1000を有するFe―Nb粉末（Nb：65％含有）、同
1150を有するFe―Ｖ粉末（Ｖ：52％含有）、Crお
よびMoの酸化物粉末、炭素粉末、および酸化鉄
粉末を用意し、これら還元原料粉末を所定の最終
成分組成をもつように配合し、ボールミル中で粉
砕混合した後、水素雰囲気中、温度：1000℃に３
時間保持の加熱還元処理を施して合金粉末を製造
し、ついでこれらの合金粉末から5ton／cm²の圧力
で圧粉体を成形した後、この圧粉体を真空中、温
度：1160〜1200℃に１時間保持することによつ
て、それぞれ第１表に示される成分組成をもつた
本発明Fe基焼結合金製ロツカアームパツト面部
材（以下本発明パツト面部材という）１〜２０お
よび比較Fe基焼結合金製ロツカアームパツト面
部材（以下比較パツト面部材という）１〜８をそ
れぞれ製造した。 なお、比較パツト面部材１〜８は、これを構成
するFe基焼結合金の構成成分のうちのいずれか
の成分（第１表で※印を付したもの）がこの発明
の範囲から外れた組成をもつものである。 また、本発明パツト面部材１〜２０および比較
パツト面部材１〜８は焼結ままの状態としたが、
本発明パツト面部材１８，１９には、温度：1000
℃より焼入れした後、温度：550℃に

【表】

〔発明の効果〕

第１表に示された結果から明らかなように、従
来部材１，２は、ロツカアームおよびカムの摩耗
量ともきわめて多く、しかもスカツフイングおよ
びピツチングの発生状況も著しく悪いものである
のに対して、本発明パツト面部材１〜２０は、い
ずれもすぐれた耐摩耗性を示すばかりでなく、相
手部材のカムを損傷させることもほとんどなく、
さらに耐スカツフイング製および耐ピツチング性
のきわめてすぐれたものになつている。また、本
発明パツト面部材１８〜２０においては、熱処理
によつて硬さが上昇したものになつており、一段
とすぐれた耐摩耗性を示している。 一方、比較パツト面部材１〜８に見られるよう
に、これを構成するFe基焼結合金の構成成分の
いずれかでもこの発明の範囲から外れると、耐摩
耗性、相手部材たるカムに対する耐攻撃性（耐相
手攻撃性）、耐スカツフイング性、および耐ピツ
チング性のうちの少なくともいずれかの特性が劣
るようになり、ロツカアームに要求される特性を
全べて具備しないようになることが明らかであ
る。上述のように、この発明の内燃機関用ロツカ
アームは、その少なくともパツト面部分が、マル
テンサイトまたはベーナイトの素地中に、硬質粒
子と、CrおよびMoの複炭化物が均一に分散した
組織を有するFe基焼結合金によつて構成されて
いるので、すぐれた耐摩耗性、耐相手攻撃性、耐
スカツフイング性、および耐ピツチング性を具備
し、著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮する
のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともロツカアームのパツト面部分が、
   ビツカース硬さで600〜1300の範囲内の硬さを有
   するFe―Cr、Fe―Ｗ、Fe―Nb、およびFe―Ｖ
   のうちの１種または２種以上からなる硬質粒子：
   10〜50％、 Ｃ ：１〜６％、 Cr：５〜30％、 Mo：0.5〜10％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
   成（以上重量％）、並びにマルテンサイトまたは
   ベーナイトの素地中に、CrおよびMoの複炭化物
   と上記硬質粒子とが均一に分散した組織を有する
   Fe基焼結合金で構成されたことを特徴とする内
   燃機関用ロツカアーム。