JPH06158217A - 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材Info
- Publication number
- JPH06158217A JPH06158217A JP33102292A JP33102292A JPH06158217A JP H06158217 A JPH06158217 A JP H06158217A JP 33102292 A JP33102292 A JP 33102292A JP 33102292 A JP33102292 A JP 33102292A JP H06158217 A JPH06158217 A JP H06158217A
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- Japan
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- based sintered
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブ
ガイド部材を提供する。 【構成】 内燃機関のバルブガイド部材が、重量％で、
Ｃ：１〜４％、Ｃｕ：１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．
８％、Ｃｒ：０．１〜４％、Ｍｏ：０．０５〜２％を含
有し、さらに必要に応じてＭｎ：０．２〜４％および
Ｓ：０．０５〜１％を含有し、残りがＦｅと不可避不純
物からなる組成、並びにパーライトを主体とする素地
に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、炭化物、および遊離
黒鉛、さらに必要に応じてＭｎＳが分散分布した組織を
有するＦｅ基焼結合金からなる。
ガイド部材を提供する。 【構成】 内燃機関のバルブガイド部材が、重量％で、
Ｃ：１〜４％、Ｃｕ：１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．
８％、Ｃｒ：０．１〜４％、Ｍｏ：０．０５〜２％を含
有し、さらに必要に応じてＭｎ：０．２〜４％および
Ｓ：０．０５〜１％を含有し、残りがＦｅと不可避不純
物からなる組成、並びにパーライトを主体とする素地
に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、炭化物、および遊離
黒鉛、さらに必要に応じてＭｎＳが分散分布した組織を
有するＦｅ基焼結合金からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐摩耗性を
発揮する内燃機関のＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材
に関するものである。
発揮する内燃機関のＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関のバルブガイド部材の製
造に、多くのＦｅ基焼結合金が適用されていることは良
く知られるところである。
造に、多くのＦｅ基焼結合金が適用されていることは良
く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の内燃機関
の高出力化および高速化はめざましく、これに伴ない、
これの構造部材の使用条件は一段と苛酷さを増し、特に
中心孔に挿通されて往復動するバルブステムとの間では
げしい摺動摩耗を受けるバルブガイド部材には、より一
層の耐摩耗性の向上が要求されるが、従来の多くのＦｅ
基焼結合金製バルブガイド部材はこれに対応できる十分
な耐摩耗性を示すものではなく、すぐれた耐摩耗性を安
定的に発揮するバルブガイド部材の開発が望まれてい
る。
の高出力化および高速化はめざましく、これに伴ない、
これの構造部材の使用条件は一段と苛酷さを増し、特に
中心孔に挿通されて往復動するバルブステムとの間では
げしい摺動摩耗を受けるバルブガイド部材には、より一
層の耐摩耗性の向上が要求されるが、従来の多くのＦｅ
基焼結合金製バルブガイド部材はこれに対応できる十分
な耐摩耗性を示すものではなく、すぐれた耐摩耗性を安
定的に発揮するバルブガイド部材の開発が望まれてい
る。
【０００４】
【課題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、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結
合金製バルブガイド部材を開発すべく研究を行なった結
果、内燃機関のバルブガイド部材を、重量％で（以下、
％は重量％を示す）、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：１．５
〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、 Ｃｒ：０．１〜４
％、Ｍｏ：０．０５〜２％、を含有し、さらに必要に応
じてＭｎ：０．２〜４％、 Ｓ：０．０５〜１％、を
含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並び
にパーライトを主体とする素地に、微細なＦｅ−Ｃ−Ｐ
系化合物、炭化物、および遊離黒鉛が分散分布し、さら
に加えてＭｎおよびＳを含有する場合には硫化マンガン
（以下、ＭｎＳで示す）が分散分布する組織を有するＦ
ｅ基焼結合金で構成すると、この結果のＦｅ基焼結合金
製バルブガイド部材は、素地に分散する微細な硬質のＦ
ｅ−Ｃ−Ｐ系化合物および炭化物による硬さ向上と、同
じく素地に分散する遊離黒鉛、さらにＭｎＳによる自己
潤滑性の向上とによってすぐれた耐摩耗性を発揮するよ
うになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結
合金製バルブガイド部材を開発すべく研究を行なった結
果、内燃機関のバルブガイド部材を、重量％で（以下、
％は重量％を示す）、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：１．５
〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、 Ｃｒ：０．１〜４
％、Ｍｏ：０．０５〜２％、を含有し、さらに必要に応
じてＭｎ：０．２〜４％、 Ｓ：０．０５〜１％、を
含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並び
にパーライトを主体とする素地に、微細なＦｅ−Ｃ−Ｐ
系化合物、炭化物、および遊離黒鉛が分散分布し、さら
に加えてＭｎおよびＳを含有する場合には硫化マンガン
（以下、ＭｎＳで示す）が分散分布する組織を有するＦ
ｅ基焼結合金で構成すると、この結果のＦｅ基焼結合金
製バルブガイド部材は、素地に分散する微細な硬質のＦ
ｅ−Ｃ−Ｐ系化合物および炭化物による硬さ向上と、同
じく素地に分散する遊離黒鉛、さらにＭｎＳによる自己
潤滑性の向上とによってすぐれた耐摩耗性を発揮するよ
うになるという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：
１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜
４％、Ｍｏ：０．０５〜２％、を含有し、さらに必要に
応じて、Ｍｎ：０．２〜４％、 Ｓ：０．０５〜１％、
を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びにパーライトを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−
Ｐ系化合物、炭化物、および遊離黒鉛、さらに必要に応
じてＭｎＳが分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金
で構成してなる、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製
バルブガイド部材に特徴を有するものである。
なされたものであって、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：
１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜
４％、Ｍｏ：０．０５〜２％、を含有し、さらに必要に
応じて、Ｍｎ：０．２〜４％、 Ｓ：０．０５〜１％、
を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びにパーライトを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−
Ｐ系化合物、炭化物、および遊離黒鉛、さらに必要に応
じてＭｎＳが分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金
で構成してなる、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製
バルブガイド部材に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のバルブガイド部材にお
いて、これを構成するＦｅ基焼結合金の組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、素地のパーライトを形成して、これを強化
するほか、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物および炭化物を
形成して硬さを向上させ、さらに遊離黒鉛としても素地
に分布して自己潤滑性を改善し、もって部材の耐摩耗性
を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満では
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量
が４％を越えると、脆化し、所望の強度を得ることがで
きなくなることから、その含有量を１〜４％と定めた。
いて、これを構成するＦｅ基焼結合金の組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、素地のパーライトを形成して、これを強化
するほか、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物および炭化物を
形成して硬さを向上させ、さらに遊離黒鉛としても素地
に分布して自己潤滑性を改善し、もって部材の耐摩耗性
を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満では
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量
が４％を越えると、脆化し、所望の強度を得ることがで
きなくなることから、その含有量を１〜４％と定めた。
【０００７】（ｂ） Ｃｕ Ｃｕ成分には、素地に固溶して、これを強化すると共
に、パーライト素地を安定化する作用があるが、その含
有量が１．５％未満では前記作用に所望の改善効果が得
られず、一方その含有量が６％を越えても前記作用によ
り一層の向上効果は得られず、かえって脆化するように
なることから、その含有量を１．５〜６％と定めた。
に、パーライト素地を安定化する作用があるが、その含
有量が１．５％未満では前記作用に所望の改善効果が得
られず、一方その含有量が６％を越えても前記作用によ
り一層の向上効果は得られず、かえって脆化するように
なることから、その含有量を１．５〜６％と定めた。
【０００８】（ｃ） Ｐ Ｐ成分には、焼結性を向上させ、もって強度向上に寄与
するほか、上記の通りＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物を形成して
耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が０．
１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量が０．８％を越えると、素地が硬化しすぎると
共に、粗大なＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物が析出するようにな
って被削性が著しく悪化することから、その含有量を
０．１〜０．８％と定めた。
するほか、上記の通りＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物を形成して
耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が０．
１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量が０．８％を越えると、素地が硬化しすぎると
共に、粗大なＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物が析出するようにな
って被削性が著しく悪化することから、その含有量を
０．１〜０．８％と定めた。
【０００９】（ｄ） Ｃｒ Ｃｒ成分には、素地に固溶して耐熱性を向上させるほ
か、炭化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、
その含有量が０．１％未満では前記作用に所望の向上効
果が得られず、一方その含有量が４％を越えると急激に
靭性が低下するようになることから、その含有量を０．
１〜４％と定めた。
か、炭化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、
その含有量が０．１％未満では前記作用に所望の向上効
果が得られず、一方その含有量が４％を越えると急激に
靭性が低下するようになることから、その含有量を０．
１〜４％と定めた。
【００１０】（ｅ） Ｍｏ Ｍｏ成分には、素地に固溶して、これを強化するほか、
炭化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、その
含有量が０．０５％未満では前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方その含有量が２％を越えると被削性が
低下するようになることから、その含有量を０．０５〜
２％と定めた。
炭化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、その
含有量が０．０５％未満では前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方その含有量が２％を越えると被削性が
低下するようになることから、その含有量を０．０５〜
２％と定めた。
【００１１】（ｆ） ＭｎおよびＳ これら両成分は、主として素地に分散分布するＭｎＳと
して存在して自己潤滑性を高め、もって部材の耐摩耗性
向上に寄与するほか、被削性を改善する作用をもつの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量がそれぞれ
Ｍｎ：０．２％未満およびＳ：０．０５％未満では、素
地への僅かな固溶は避けられないので、ＭｎＳとしての
割合が０．２％未満となってしまい、前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量がそれぞれＭｎ：４％
およびＳ：１％を越えると、ＭｎＳの分布割合が多くな
りすぎてしまい、この結果部材の強度が低下するように
なることから、その含有量をＭｎ：０．２〜４％、Ｓ：
０．０５〜１％と定めた。
して存在して自己潤滑性を高め、もって部材の耐摩耗性
向上に寄与するほか、被削性を改善する作用をもつの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量がそれぞれ
Ｍｎ：０．２％未満およびＳ：０．０５％未満では、素
地への僅かな固溶は避けられないので、ＭｎＳとしての
割合が０．２％未満となってしまい、前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量がそれぞれＭｎ：４％
およびＳ：１％を越えると、ＭｎＳの分布割合が多くな
りすぎてしまい、この結果部材の強度が低下するように
なることから、その含有量をＭｎ：０．２〜４％、Ｓ：
０．０５〜１％と定めた。
【００１２】
【実施例】つぎに、この発明のバルブガイド部材を実施
例により具体的に説明する。原料粉末として、粒度：−
８０meshのＦｅ粉末、同−１５０meshの炭素粉末、同−
１００meshのＣｕ粉末、同−１５０meshのＦｅ−２７％
Ｐ合金粉末、同−２００meshのＣｕ−８％Ｐ合金粉末、
いずれも−１００meshの粒度をもち、ＣｒおよびＭｏの
含有量を種々変化させた各種のアトマイズＦｅ−Ｃｒ−
Ｍｏ合金粉末、さらに−１５０meshのＭｎＳ粉末を用意
し、これら原料粉末を、表１，２に示される配合組成に
配合し、１％のステアリン酸亜鉛を加えてＶ型ミキサに
て３０分間混合した後、６ton ／cm2 の圧力で圧粉体に
プレス成形し、この圧粉体を、天然ガスの分解ガス雰囲
気中、温度：６５０℃に２０分間保持して脱脂し、引続
いて１０５０〜１１５０℃の範囲内の所定温度に昇温
し、この温度に６０分間保持して焼結し、焼結後、仕上
切削加工を施すことにより、実質的に配合組成と同じ成
分組成を有すると共に、パーライトを主体とする素地
に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、炭化物、および遊離
黒鉛が分散分布し、さらに必要に応じてこれに加えてＭ
ｎＳが分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成
され、かつ長さ：５０mm×外径：１２mm×内径：６．６
mmの寸法をもった本発明Ｆｅ基焼結合金製バルブガイド
部材（以下、本発明焼結バルブガイドという）１〜１
７、並びに構成成分のうちのいずれかの成分含有量（表
２に＊印を付す）がこの発明の範囲から外れたＦｅ基焼
結合金で構成された比較Ｆｅ基焼結合金製バルブガイド
部材（以下、比較焼結バルブガイドという）１〜５をそ
れぞれ製造した。
例により具体的に説明する。原料粉末として、粒度：−
８０meshのＦｅ粉末、同−１５０meshの炭素粉末、同−
１００meshのＣｕ粉末、同−１５０meshのＦｅ−２７％
Ｐ合金粉末、同−２００meshのＣｕ−８％Ｐ合金粉末、
いずれも−１００meshの粒度をもち、ＣｒおよびＭｏの
含有量を種々変化させた各種のアトマイズＦｅ−Ｃｒ−
Ｍｏ合金粉末、さらに−１５０meshのＭｎＳ粉末を用意
し、これら原料粉末を、表１，２に示される配合組成に
配合し、１％のステアリン酸亜鉛を加えてＶ型ミキサに
て３０分間混合した後、６ton ／cm2 の圧力で圧粉体に
プレス成形し、この圧粉体を、天然ガスの分解ガス雰囲
気中、温度：６５０℃に２０分間保持して脱脂し、引続
いて１０５０〜１１５０℃の範囲内の所定温度に昇温
し、この温度に６０分間保持して焼結し、焼結後、仕上
切削加工を施すことにより、実質的に配合組成と同じ成
分組成を有すると共に、パーライトを主体とする素地
に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、炭化物、および遊離
黒鉛が分散分布し、さらに必要に応じてこれに加えてＭ
ｎＳが分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成
され、かつ長さ：５０mm×外径：１２mm×内径：６．６
mmの寸法をもった本発明Ｆｅ基焼結合金製バルブガイド
部材（以下、本発明焼結バルブガイドという）１〜１
７、並びに構成成分のうちのいずれかの成分含有量（表
２に＊印を付す）がこの発明の範囲から外れたＦｅ基焼
結合金で構成された比較Ｆｅ基焼結合金製バルブガイド
部材（以下、比較焼結バルブガイドという）１〜５をそ
れぞれ製造した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】ついで、この結果得られた各種の焼結バル
ブガイドを、排気量：２０００ccのＤＯＨＣ型エンジン
のＡｌ鋳物製シリンダヘッドに圧入取付けし、燃料とし
て無鉛ガソリンを用い、回転数：６０００r.p.m.で２５
０時間運転の実機試験を行ない、バルブシート側の端縁
から長さ方向５mmの内面位置での内径を測定し、試験前
の内径に対する試験後の内径変化量を摩耗量として測定
した。これらの測定結果を表１，２に示した。
ブガイドを、排気量：２０００ccのＤＯＨＣ型エンジン
のＡｌ鋳物製シリンダヘッドに圧入取付けし、燃料とし
て無鉛ガソリンを用い、回転数：６０００r.p.m.で２５
０時間運転の実機試験を行ない、バルブシート側の端縁
から長さ方向５mmの内面位置での内径を測定し、試験前
の内径に対する試験後の内径変化量を摩耗量として測定
した。これらの測定結果を表１，２に示した。
【００１６】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明焼
結バルブガイド１〜１７は、いずれも著しく高速にして
長時間の連続運転にもかかわらず、すぐれた耐摩耗性を
示すのに対して、比較焼結バルブガイド１〜５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
うちのいずかの成分含有量がこの発明の範囲から外れる
と所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができないこ
とが明らかである。上述のように、この発明のＦｅ基焼
結合金製バルブガイド部材は、苛酷な条件下での使用に
際してもすぐれた耐摩耗性を発揮し、内燃機関の高性能
化および高速化に十分対応できる特性をもつものであ
る。
結バルブガイド１〜１７は、いずれも著しく高速にして
長時間の連続運転にもかかわらず、すぐれた耐摩耗性を
示すのに対して、比較焼結バルブガイド１〜５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
うちのいずかの成分含有量がこの発明の範囲から外れる
と所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができないこ
とが明らかである。上述のように、この発明のＦｅ基焼
結合金製バルブガイド部材は、苛酷な条件下での使用に
際してもすぐれた耐摩耗性を発揮し、内燃機関の高性能
化および高速化に十分対応できる特性をもつものであ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：１．５〜６％、 Ｐ：０．１〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜４％、 Ｍｏ：０．０５〜２％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びにパーライトを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−
Ｐ系化合物、炭化物および遊離黒鉛が分散分布した組織
を有するＦｅ基焼結合金で構成したことを特徴とする耐
摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材。 - 【請求項２】 重量％で Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：１．５〜６％、 Ｐ：０．１〜０．８％、 Ｃｒ：０．１〜４％、 Ｍｏ：０．０５〜２％、 Ｍｎ：０．２〜４％、 Ｓ：０．０５〜１％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びにパーライトを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−
Ｐ系化合物、炭化物、遊離黒鉛、および硫化マンガンが
分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成したこ
とを特徴とする耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バ
ルブガイド部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33102292A JPH06158217A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33102292A JPH06158217A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158217A true JPH06158217A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18238953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33102292A Pending JPH06158217A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06158217A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010057554A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-04 | 이계안 | 밸브 가이드용 소결합금재 조성물 |
| KR20020056055A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 이계안 | 자동차 밸브 가이드용 소결재 조성물 |
| EP3296418A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of wear-resistant iron-based sintered alloy and wear-resistant iron-based sintered alloy |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP33102292A patent/JPH06158217A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010057554A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-04 | 이계안 | 밸브 가이드용 소결합금재 조성물 |
| KR20020056055A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 이계안 | 자동차 밸브 가이드용 소결재 조성물 |
| EP3296418A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of wear-resistant iron-based sintered alloy and wear-resistant iron-based sintered alloy |
| CN107829015A (zh) * | 2016-09-16 | 2018-03-23 | 丰田自动车株式会社 | 耐磨性铁基烧结合金的制造方法和耐磨性铁基烧结合金 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010605 |