JPH0264211A - ロッカアーム - Google Patents
ロッカアームInfo
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- JPH0264211A JPH0264211A JP21584488A JP21584488A JPH0264211A JP H0264211 A JPH0264211 A JP H0264211A JP 21584488 A JP21584488 A JP 21584488A JP 21584488 A JP21584488 A JP 21584488A JP H0264211 A JPH0264211 A JP H0264211A
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Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は耐摩耗性と耐スカッフィング性の高い鋳鉄材を
用いたロッカアームに関する。
用いたロッカアームに関する。
[従来の技術]
カムシャフトやバルブと高面圧で当接するロッカアーム
は高い耐摩耗性を備えなければならないが、ロッカアー
ム本体又は当接部のチップとしては従来、チル鋳鉄、鋳
鋼、焼結合金などが用いられている。
は高い耐摩耗性を備えなければならないが、ロッカアー
ム本体又は当接部のチップとしては従来、チル鋳鉄、鋳
鋼、焼結合金などが用いられている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかるにこれらの材料で製造されたロッカアームは、焼
結合金の場合、冷間鍛造スチール本体に焼結チップをろ
う付は又は焼着したものであるが、製造コストが高くな
っていた。またチル鋳鉄や鋳鋼の場合、高性能、高負荷
となりつつある昨今のエンジンに用いたとき接触面圧の
増加により著しい摩耗が発生するようになり、これら従
来材程度の耐摩耗性では不十分となりつつある。
結合金の場合、冷間鍛造スチール本体に焼結チップをろ
う付は又は焼着したものであるが、製造コストが高くな
っていた。またチル鋳鉄や鋳鋼の場合、高性能、高負荷
となりつつある昨今のエンジンに用いたとき接触面圧の
増加により著しい摩耗が発生するようになり、これら従
来材程度の耐摩耗性では不十分となりつつある。
一方、(Cr−Fe)705などの硬質の炭化物を含む
ために優れた耐摩耗性を示すことで知られている25〜
35%Cr含有鋳鉄があるが、フェライトが析出する傾
向があるために高回転、高負荷のエンジンに用いた場合
はやはり耐摩耗性に乏しい。
ために優れた耐摩耗性を示すことで知られている25〜
35%Cr含有鋳鉄があるが、フェライトが析出する傾
向があるために高回転、高負荷のエンジンに用いた場合
はやはり耐摩耗性に乏しい。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7%
、Si : 2.1〜3.5%、)In : 1.1〜
1.5%、Cr:10〜20%、Ni :0.3〜0.
7%、P:0.3%以下、S:0.1%以下、および必
要に応じてW、)10、V、 Nb、 Ta、Ti、
13 : ’1種又は2種以上で1〜10%、残部Fe
と不可避的不純物からなり、パーライト及び/又はマル
テンサイト基地中にC「を主体とする炭化物が均一に析
出した鋳鉄材を少なくとも当接部に用いたロッカアーム
を提供し前記問題点を解決するものである。
、Si : 2.1〜3.5%、)In : 1.1〜
1.5%、Cr:10〜20%、Ni :0.3〜0.
7%、P:0.3%以下、S:0.1%以下、および必
要に応じてW、)10、V、 Nb、 Ta、Ti、
13 : ’1種又は2種以上で1〜10%、残部Fe
と不可避的不純物からなり、パーライト及び/又はマル
テンサイト基地中にC「を主体とする炭化物が均一に析
出した鋳鉄材を少なくとも当接部に用いたロッカアーム
を提供し前記問題点を解決するものである。
本発明のロッカアームはカムシャフトやバルブとの当接
部のチップを鋳鉄材で製造してスチール本体やアルミ本
体とろう付け、鋳ぐるみなどの手段により複合化するこ
ともできるが、望ましくは製造コストを低くするために
シェル型やロストワックス型などを使った鋳造により一
体成形される。
部のチップを鋳鉄材で製造してスチール本体やアルミ本
体とろう付け、鋳ぐるみなどの手段により複合化するこ
ともできるが、望ましくは製造コストを低くするために
シェル型やロストワックス型などを使った鋳造により一
体成形される。
また鋳鉄材は鋳放してパーライト基地の状態で十分に優
れた耐摩耗性を有するが、焼入れマルテンサイト基地や
パーライトとマルテンサイトの混合基地、あるいは鋳放
し俊や焼入後の窒化によって表面に高硬度の窒化化合物
層を形成すればさらに高い耐摩耗性が得られる。
れた耐摩耗性を有するが、焼入れマルテンサイト基地や
パーライトとマルテンサイトの混合基地、あるいは鋳放
し俊や焼入後の窒化によって表面に高硬度の窒化化合物
層を形成すればさらに高い耐摩耗性が得られる。
以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明する
。
。
C成分は基地に固溶してこれを強化し、かつ(Cr−F
e)703などCrを主体とする硬質の炭化物やその他
の炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる作用がある。
e)703などCrを主体とする硬質の炭化物やその他
の炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる作用がある。
2.5%未満では炭化物の析出量が不足して耐摩耗性が
得られず、3.7%を超えると炭化物の析出量が過多と
なり、相手材に対する攻撃性が過剰となり、ま、た加工
性も悪くなる。
得られず、3.7%を超えると炭化物の析出量が過多と
なり、相手材に対する攻撃性が過剰となり、ま、た加工
性も悪くなる。
Si成分は炭化物の析出を抑え、黒鉛化を促進する元素
として周知であるが、高Cr鋳鉄に添加した場合、炭化
物を粒状化する効果があることが判明した。2.1%未
満では炭化物粒状化の効果が得られず、3.5%を超え
ると基地がフェライト化して耐摩耗性が低下し、また材
料の脆化も招く。
として周知であるが、高Cr鋳鉄に添加した場合、炭化
物を粒状化する効果があることが判明した。2.1%未
満では炭化物粒状化の効果が得られず、3.5%を超え
ると基地がフェライト化して耐摩耗性が低下し、また材
料の脆化も招く。
)In成分は基地中に固溶してこれを強化し、材料を強
靭化させると同時に、セメンタイトとFe−Cr複合炭
化物の粒状化傾向を高める。1.1%未満ではこれらの
効果が得られず、1.5%を超えるとそれ以上添加して
も著しい効果の向上はなく経済的に不利となり、また焼
入時に材料の脆化を招く。
靭化させると同時に、セメンタイトとFe−Cr複合炭
化物の粒状化傾向を高める。1.1%未満ではこれらの
効果が得られず、1.5%を超えるとそれ以上添加して
も著しい効果の向上はなく経済的に不利となり、また焼
入時に材料の脆化を招く。
Cr成分は基地に固溶してこれを強化すると共に耐熱耐
食性を向上させる。また本発明の鋳鉄材は高Crである
ことが特徴であり、(Cr−Fe)703などのCrを
主体とする炭化物を形成してこれが高硬度であるために
優れた耐摩耗性を発揮する。10%未満では炭化物の析
出量が少なく耐摩耗性に劣る。
食性を向上させる。また本発明の鋳鉄材は高Crである
ことが特徴であり、(Cr−Fe)703などのCrを
主体とする炭化物を形成してこれが高硬度であるために
優れた耐摩耗性を発揮する。10%未満では炭化物の析
出量が少なく耐摩耗性に劣る。
また20%を超えると基地がフェライト化し易くなりや
はり耐摩耗性が低下する。
はり耐摩耗性が低下する。
旧成分は基地を緻密にして強化し、また焼入性を向上さ
せる作用がある。0.3%未満ではこれらの効果が得ら
れず、0.7%を超えると効果が飽和し、かえって経済
的に不利となる。
せる作用がある。0.3%未満ではこれらの効果が得ら
れず、0.7%を超えると効果が飽和し、かえって経済
的に不利となる。
P成分は0.3%以下、S成分は0.1%以下とするが
、ともにこれらの範囲を超えると材料を脆化させる。
、ともにこれらの範囲を超えると材料を脆化させる。
本発明の鋳鉄材は以上の成分と残部Fe及び鋳鉄として
通常含まれる不可避的成分からロッカアームあるいはロ
ッカアームのチップとして製造すれば鋳放しの状態でパ
ーライト基地となり、さらに焼入れによるマルテンサイ
ト基地あるいは窒化処理による表面硬化によってカムや
バルブとの良好な摺動性が得られる。しかし、これら相
手材との摺動環境によってざらに高い耐摩耗性が必要と
なれば、WSNo、V、Ni)、 ra、 Ti、 3
などの炭化物形成元素を任意に1種又は2種以上で1〜
10%含有させる。1%以下では耐摩耗性向上の効果が
なく、10%を超えると経済的に不利となる。
通常含まれる不可避的成分からロッカアームあるいはロ
ッカアームのチップとして製造すれば鋳放しの状態でパ
ーライト基地となり、さらに焼入れによるマルテンサイ
ト基地あるいは窒化処理による表面硬化によってカムや
バルブとの良好な摺動性が得られる。しかし、これら相
手材との摺動環境によってざらに高い耐摩耗性が必要と
なれば、WSNo、V、Ni)、 ra、 Ti、 3
などの炭化物形成元素を任意に1種又は2種以上で1〜
10%含有させる。1%以下では耐摩耗性向上の効果が
なく、10%を超えると経済的に不利となる。
[実施例]
以下、本発明を実施例により説明する。
(試験方法)
配合組成を変えた1450〜1550℃の溶湯をロスト
ワックス型に鋳込んで第1表に示すNα1〜12の組成
の本発明鋳鉄材とNα13〜16の組成の比較鋳鉄材か
らなるロッカシャフト式のロッカアームを製造した。(
比較材においてはX印を付した部分で本発明の成分組成
範囲から外れている。)これらについて、鋳放しのちの
、全面に900℃x60分で油焼入れしたもの、焼入れ
後に580℃×90分で塩浴軟窒化したものを用意し、
基地組織観察、硬度の測定、実機耐久試験を行った。耐
久試験は各々のロッカアームを4気筒OHCエンジンに
、ノーズ部をチル化した鋳鉄カムシャフト(C:3.3
、Si : 2.2 、Mn : 0.75、P:0
.18、S:0゜06、Cu:0.21、Cr : 0
.85.80 : 0.19、[3:0.04、Fe:
残り、以上重量%)とともに組込み、使用オイル:5A
E10W、回転数: 11000rp 、試験時間:
200時間の条件で運転を行ない、供試材でおるロッカ
アームのパッド面の摩耗Rおよび相手材であるカムシャ
フトのノーズ面の摩耗量を測定した。
ワックス型に鋳込んで第1表に示すNα1〜12の組成
の本発明鋳鉄材とNα13〜16の組成の比較鋳鉄材か
らなるロッカシャフト式のロッカアームを製造した。(
比較材においてはX印を付した部分で本発明の成分組成
範囲から外れている。)これらについて、鋳放しのちの
、全面に900℃x60分で油焼入れしたもの、焼入れ
後に580℃×90分で塩浴軟窒化したものを用意し、
基地組織観察、硬度の測定、実機耐久試験を行った。耐
久試験は各々のロッカアームを4気筒OHCエンジンに
、ノーズ部をチル化した鋳鉄カムシャフト(C:3.3
、Si : 2.2 、Mn : 0.75、P:0
.18、S:0゜06、Cu:0.21、Cr : 0
.85.80 : 0.19、[3:0.04、Fe:
残り、以上重量%)とともに組込み、使用オイル:5A
E10W、回転数: 11000rp 、試験時間:
200時間の条件で運転を行ない、供試材でおるロッカ
アームのパッド面の摩耗Rおよび相手材であるカムシャ
フトのノーズ面の摩耗量を測定した。
(試験結果)
第1表に示す測定結果かられかるように、比較材におい
てはロッカアーム自体と相手材であるカムシャフトのう
ちいずれか一方あるいは両者の摩純量が多く、スカッフ
ィングを発生したものもあるのに対して、本発明材にお
いてはロッカアームの摩耗量が少なく、またカムシャフ
トの摩耗量も比較的少ない。
てはロッカアーム自体と相手材であるカムシャフトのう
ちいずれか一方あるいは両者の摩純量が多く、スカッフ
ィングを発生したものもあるのに対して、本発明材にお
いてはロッカアームの摩耗量が少なく、またカムシャフ
トの摩耗量も比較的少ない。
また基地硬さについては本発明材で焼入れを行なったも
のはHRC62以上を示し、焼入れ後の窒化により焼戻
しされたものは基地が軟化するが、表面の窒化層は周知
の如く著しく硬くなる。
のはHRC62以上を示し、焼入れ後の窒化により焼戻
しされたものは基地が軟化するが、表面の窒化層は周知
の如く著しく硬くなる。
なお第1表の基地組織についてはパーライトはP、マル
テンサイトはM1フェライトはFで表わした。P+Fは
パーライトとフェライトの混合である。
テンサイトはM1フェライトはFで表わした。P+Fは
パーライトとフェライトの混合である。
(組織写真)
第1表におけるNα3の供試材の顕微鏡組織写真(ナイ
タール液腐食、400倍、以下同様)を第1図に示す。
タール液腐食、400倍、以下同様)を第1図に示す。
マルテンサイト基地(黒色部)中に炭化物(白色部)が
分布している。
分布している。
第2図はNα4の組織写真である。表面に窒化化合物層
(厚さ約13μ■)とその下に網目状の窒化拡散層が形
成されている。拡散層の下の母材部分で焼戻しマルテン
サイト基地(黒色部)中に炭化物(白色部)が認められ
る。
(厚さ約13μ■)とその下に網目状の窒化拡散層が形
成されている。拡散層の下の母材部分で焼戻しマルテン
サイト基地(黒色部)中に炭化物(白色部)が認められ
る。
第3図はNn1Oの組織写真である。マルテンサイト基
地(黒色部)中に炭化物(白色部)が分布している。N
α2に比べてW、 )lo、 3の影響によって炭化物
が微細粒状となっている。
地(黒色部)中に炭化物(白色部)が分布している。N
α2に比べてW、 )lo、 3の影響によって炭化物
が微細粒状となっている。
[発明の効果]
上述のように本発明のロッカアームは優れた耐摩耗性、
耐スカッフィング性を有し、特に高負荷のかかるエンジ
ンに使用した場合に優れた性能を発揮する。
耐スカッフィング性を有し、特に高負荷のかかるエンジ
ンに使用した場合に優れた性能を発揮する。
第1図、第2図、第3図は本発明ロッカアームに用いる
鋳鉄材の顕微鏡金属組織写真である。
鋳鉄材の顕微鏡金属組織写真である。
Claims (2)
- (1)成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7%、S
i:2.1〜3.5%、Mn:1.1〜1.5%、Cr
:10〜20%、Ni:0.3〜0.7%、P:0.3
%以下、S:0.1%以下、残部Feと不可避的不純物
からなり、パーライト及び/又はマルテンサイト基地中
にCrを主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少
なくとも当接部に用いたロッカアーム。 - (2)成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7%、S
i:2.1〜3.5%、Mn:1.1〜1.5%、Cr
:10〜20%、Ni:0.3〜0.7%、及びW、M
o、V、Nb、Ta、Ti、B:1種又は2種以上で1
〜10%、P:0.3%以下、S:0.1%以下、残部
Feと不可避的不純物からなり、パーライト及び/又は
マルテンサイト基地中にCrを主体とする炭化物が均一
に析出した鋳鉄材を少なくとも当接部に用いたロッカア
ーム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21584488A JPH0264211A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ロッカアーム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21584488A JPH0264211A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ロッカアーム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0264211A true JPH0264211A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16679207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21584488A Pending JPH0264211A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ロッカアーム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0264211A (ja) |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP21584488A patent/JPH0264211A/ja active Pending
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