JPH076039B2 - Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リング - Google Patents
Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リングInfo
- Publication number
- JPH076039B2 JPH076039B2 JP5841587A JP5841587A JPH076039B2 JP H076039 B2 JPH076039 B2 JP H076039B2 JP 5841587 A JP5841587 A JP 5841587A JP 5841587 A JP5841587 A JP 5841587A JP H076039 B2 JPH076039 B2 JP H076039B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered alloy
- based sintered
- ring
- layer thickness
- porosity
- 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
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/025—Synchro rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高強度と、すぐれた耐摩耗性と相手部材と
のなじみ性を有するFe系焼結合金製変速機用同期リング
に関するものである。
のなじみ性を有するFe系焼結合金製変速機用同期リング
に関するものである。
従来、一般に、変速機用同期リングは、第１図に斜視図
で例示されるように、内面１が回転するテーパーコーン
との高面圧下での断続的面接触を受け、また外周面に、
その外縁にそつて所定間隔おきに設けたチヤンフア２が
ハブスリーブのチヤンフアとかみ合う機能をもつことか
ら、強度、耐摩耗性、および相手部材とのなじみ性を具
備することが要求され、したがつてその製造には、これ
らの特性をもつた高力黄銅が多用されている。なお、同
期リングには、この他にネジが外周側につき、この外周
側で相手テーパーコーンと摩擦する、通称ピンタイプの
ものがある。
で例示されるように、内面１が回転するテーパーコーン
との高面圧下での断続的面接触を受け、また外周面に、
その外縁にそつて所定間隔おきに設けたチヤンフア２が
ハブスリーブのチヤンフアとかみ合う機能をもつことか
ら、強度、耐摩耗性、および相手部材とのなじみ性を具
備することが要求され、したがつてその製造には、これ
らの特性をもつた高力黄銅が多用されている。なお、同
期リングには、この他にネジが外周側につき、この外周
側で相手テーパーコーンと摩擦する、通称ピンタイプの
ものがある。
しかし、近年の変速機に対する高出力化および軽量化に
対する要求は厳しく、これに伴つて同期リングに対して
も、より一段の強度、耐摩耗性、およびなじみ性が要求
されるようになつているが、従来の高力黄銅製のもので
は、これに十分対応することができないのが現状であ
る。
対する要求は厳しく、これに伴つて同期リングに対して
も、より一段の強度、耐摩耗性、およびなじみ性が要求
されるようになつているが、従来の高力黄銅製のもので
は、これに十分対応することができないのが現状であ
る。
そこで、本発明者等は、上記のような要求に十分対応す
ることができる変速機用同期リングを開発すべく研究を
行なつた結果、重量％で（以下、成分組成に関する％は
重量％を示す）、 Mn、Cr、およびMoのうちの１種または２種以上:0.1〜６
％、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに必要に応じて、 NiおよびCuのうちの１種または２種:0.1〜６％と、B:0.
02〜0.5％、 のいずれか、または両方を含有する組成、並びに0.05〜
５容量％の空孔率を有するFe系焼結合金本体の少なくと
もテーパーコーン摩擦面に、硬質のNi−Ｐ化合物層を３
〜80μｍの平均層厚で形成してなるFe系焼結合金製変速
機用同期リングは、高強度と、すぐれた耐摩耗性および
相手部材とのなじみ性を有し、したがつて変速機の高出
力化および軽量化に十分対応できるという知見を得たの
である。
ることができる変速機用同期リングを開発すべく研究を
行なつた結果、重量％で（以下、成分組成に関する％は
重量％を示す）、 Mn、Cr、およびMoのうちの１種または２種以上:0.1〜６
％、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに必要に応じて、 NiおよびCuのうちの１種または２種:0.1〜６％と、B:0.
02〜0.5％、 のいずれか、または両方を含有する組成、並びに0.05〜
５容量％の空孔率を有するFe系焼結合金本体の少なくと
もテーパーコーン摩擦面に、硬質のNi−Ｐ化合物層を３
〜80μｍの平均層厚で形成してなるFe系焼結合金製変速
機用同期リングは、高強度と、すぐれた耐摩耗性および
相手部材とのなじみ性を有し、したがつて変速機の高出
力化および軽量化に十分対応できるという知見を得たの
である。
つぎに、この発明の同期リングにおいて、成分組成およ
び空孔率、並びにNi−Ｐ化合物層の平均層厚を上記の通
りに限定した理由を説明する。
び空孔率、並びにNi−Ｐ化合物層の平均層厚を上記の通
りに限定した理由を説明する。
A. 成分組成 （ａ） Mn、Cr、およびMo これらの成分には、強度および靭性を向上させるほか、
耐摩耗性を向上させ、さらにNi−Ｐ化合物層の一部と反
応して耐焼付性を向上させると共に、これらの成分は酸
化し易い成分なので、実用時のミクロ的な酸化現象によ
つて摩耗を正常化し、かつ焼付を防止する作用がある
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６％を越えてもより一層
の向上効果は現われないことから、経済性を考慮して、
その含有量を0.1〜６％と定めた。
耐摩耗性を向上させ、さらにNi−Ｐ化合物層の一部と反
応して耐焼付性を向上させると共に、これらの成分は酸
化し易い成分なので、実用時のミクロ的な酸化現象によ
つて摩耗を正常化し、かつ焼付を防止する作用がある
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６％を越えてもより一層
の向上効果は現われないことから、経済性を考慮して、
その含有量を0.1〜６％と定めた。
（ｂ） Ｃ Ｃ成分には、強度および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0.9％を越えると、靭
性が低下して、衝撃による割れが発生し易くなるほか、
相手攻撃性も増大するようになることから、その含有量
を0.1〜0.9％と定めた。
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0.9％を越えると、靭
性が低下して、衝撃による割れが発生し易くなるほか、
相手攻撃性も増大するようになることから、その含有量
を0.1〜0.9％と定めた。
（ｃ） NiおよびCu これらの成分には、強度、耐摩耗性、およびなじみ性を
向上させる作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量が0.1％未満では前記作用に所望の向上
効果が見られず、一方６％を越えて含有させてもより一
層の向上効果が得られないことから、その含有量を0.1
〜６％と定めた。
向上させる作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量が0.1％未満では前記作用に所望の向上
効果が見られず、一方６％を越えて含有させてもより一
層の向上効果が得られないことから、その含有量を0.1
〜６％と定めた。
（ｄ） Ｂ Ｂ成分には、焼結性を向上させるほか、靭性および強度
を向上させる作用があるので、必要に応じて含有させる
が、その含有量が0.02％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0.5％を越えると、
靭性が低下するようになることから、その含有量を0.02
〜0.5％と定めた。
を向上させる作用があるので、必要に応じて含有させる
が、その含有量が0.02％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0.5％を越えると、
靭性が低下するようになることから、その含有量を0.02
〜0.5％と定めた。
なお、不可避不純物として、Si、Ｓ、およびＰ成分を含
有するが、これらの成分は合量で0.5％を越えて含有す
るようになると、強度および靭性が低下するようになる
ので、合量で0.5％以下の含有にとどめなければならな
い。
有するが、これらの成分は合量で0.5％を越えて含有す
るようになると、強度および靭性が低下するようになる
ので、合量で0.5％以下の含有にとどめなければならな
い。
B. 空孔率 合金中の空孔には、実用時に油溜りとなつて、特にリン
グ内面の初期なじみ性を向上させ、かつこれの凝着摩耗
を防止するほか、Ni−Ｐ化合物層の浸透を促進して、こ
れの層厚を増大せしめ、もつて耐摩耗性を向上させ、さ
らに空孔面に薄い酸化膜を形成して摩耗を正常化する作
用があるが、その割合が0.05容量％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その割合が５容量％を越え
ると、強度が低下し、実用に供することができなくなる
ことから、その割合を0.05〜５％と定めた。
グ内面の初期なじみ性を向上させ、かつこれの凝着摩耗
を防止するほか、Ni−Ｐ化合物層の浸透を促進して、こ
れの層厚を増大せしめ、もつて耐摩耗性を向上させ、さ
らに空孔面に薄い酸化膜を形成して摩耗を正常化する作
用があるが、その割合が0.05容量％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その割合が５容量％を越え
ると、強度が低下し、実用に供することができなくなる
ことから、その割合を0.05〜５％と定めた。
C. Ni−Ｐ化合物層の平均層厚 その平均層厚が３μｍ未満では、所望のすぐれた耐摩耗
性を長期に亘つて確保することができず、一方その平均
層厚が80μｍを越えると靭性が低下するようになること
から、その平均層厚を３〜80μｍと定めた。
性を長期に亘つて確保することができず、一方その平均
層厚が80μｍを越えると靭性が低下するようになること
から、その平均層厚を３〜80μｍと定めた。
つぎに、この発明の同期リングを実施例により具体的に
説明する。
説明する。
原料粉末として、いずれも200mesh以下の粒度を有す
る、黒鉛粉末、Cu粉末、Fe粉末、Mo粉末、Mn粉末、Ni粉
末、Fe−Ｂ合金（B:12％含有）粉末、Fe−Mn合金（Mn:3
0％含有）粉末、およびFe−Cr合金（Cr:15％含有）粉末
を用意し、これらの原料粉末をそれぞれ第１表に示され
る配合組成に配合し、通常の条件で混合した後、5.5ton
/cm2の圧力にて圧粉体にプレス成形し、これら圧粉体を
700〜900℃の範囲内の所定温度で仮焼結した後、これら
仮焼結体の一部には温間で、６〜8ton/cm2の範囲内の圧
力を用いて再加圧し（第１表の備考欄に再加圧の有無を
表示）、ついで、前記仮焼結体、並びにこれの再加圧仮
焼結体を、アンモニア分解ガス中、1000〜1200℃の範囲
内の所定温度に１時間保持の条件で焼結して実質的に配
合組成と同一の成分組成をもつた焼結体を成形し、さら
にこれら焼結体の一部には、800〜1000℃の範囲内の温
度で熱間鍛造を施し（第 １表の備考欄に熱間鍛造の有無を表示）、この結果とし
て同じく第１表に示される各種の空孔率とし、引続いて
90℃のメツキ液中に浸漬の無電解メツキを施して、その
内面だけに同じく第１表に示される平均層厚のNi−Ｐ化
合物層を形成し、最終的に350〜450℃の範囲内の温度に
0.5時間保持の条件で熱処理を施すことによつて、第１
図に示される形状および内径:58mmφ×厚さ:8mmの寸法
をもち、かつ外面チヤンフア:32本の本発明Fe系焼結合
金製変速機用同期リング（以下本発明焼結リングとい
う）１〜22および比較Fe系焼結合金製変速機用同期リン
グ（以下比較焼結リングという）１〜６をそれぞれ製造
した。
る、黒鉛粉末、Cu粉末、Fe粉末、Mo粉末、Mn粉末、Ni粉
末、Fe−Ｂ合金（B:12％含有）粉末、Fe−Mn合金（Mn:3
0％含有）粉末、およびFe−Cr合金（Cr:15％含有）粉末
を用意し、これらの原料粉末をそれぞれ第１表に示され
る配合組成に配合し、通常の条件で混合した後、5.5ton
/cm2の圧力にて圧粉体にプレス成形し、これら圧粉体を
700〜900℃の範囲内の所定温度で仮焼結した後、これら
仮焼結体の一部には温間で、６〜8ton/cm2の範囲内の圧
力を用いて再加圧し（第１表の備考欄に再加圧の有無を
表示）、ついで、前記仮焼結体、並びにこれの再加圧仮
焼結体を、アンモニア分解ガス中、1000〜1200℃の範囲
内の所定温度に１時間保持の条件で焼結して実質的に配
合組成と同一の成分組成をもつた焼結体を成形し、さら
にこれら焼結体の一部には、800〜1000℃の範囲内の温
度で熱間鍛造を施し（第 １表の備考欄に熱間鍛造の有無を表示）、この結果とし
て同じく第１表に示される各種の空孔率とし、引続いて
90℃のメツキ液中に浸漬の無電解メツキを施して、その
内面だけに同じく第１表に示される平均層厚のNi−Ｐ化
合物層を形成し、最終的に350〜450℃の範囲内の温度に
0.5時間保持の条件で熱処理を施すことによつて、第１
図に示される形状および内径:58mmφ×厚さ:8mmの寸法
をもち、かつ外面チヤンフア:32本の本発明Fe系焼結合
金製変速機用同期リング（以下本発明焼結リングとい
う）１〜22および比較Fe系焼結合金製変速機用同期リン
グ（以下比較焼結リングという）１〜６をそれぞれ製造
した。
なお、比較焼結リング１〜６は、成分組成、空孔率、お
よびNi−Ｐ化合物層の平均層厚のうちのいずれかの条件
（第１表に※印を付したもの）がこの発明の範囲から外
れたものである。
よびNi−Ｐ化合物層の平均層厚のうちのいずれかの条件
（第１表に※印を付したもの）がこの発明の範囲から外
れたものである。
つぎに、この結果得られた各種の焼結リングについて、
強度を評価する目的で抵抗力を測定し、さらに、 相手材たるテーパーコーンの回転数:1000r.p.m.、 同テーパーコーンの材質:SCM21の浸炭焼入れ材、 押付け荷重:100kg、 油:90番ミツシヨンオイル、 油温:120℃、 テーパーコーンの作動態様:1秒押し付けて２秒引離し、 サイクル:6000サイクル、 の条件での単体摩耗試験、並びに、 テーパーコーンの回転数:1200r.p.m.、 テーパーコーンの押付け荷重:50kg、 相手材たるテーパーコーンおよびハブスリーブの材質:S
CM−21の浸炭焼入れ材、 同期時間:0.3秒〜0.4秒（回数:5万回）、 油:90番ミツシヨンオイル、 油温:70℃、 の条件でのベンチ試験を行ない、前者の単体摩耗試験で
は、リングにおける割れの有無、リングのテーパーコー
ン摩擦面（以下内面という）の最大摩耗量、相手材の最
大摩耗量（なお、前記の最大摩耗量は、いずれも落ち込
み量測定用標準品を準備し、その落ち込み量をもつて示
した。）、リング内面の焼付きの有無、リング内面の初
期（500回まで）および後期（安定期）の摩擦係数、お
よびリング内面の初期摩耗の有無を観察し、また後者の
ベンチ試験では、チヤンフアの異常摩耗の有無、および
同期時の異常音の有無をそれぞれ測定した。これらの結
果を第２表に示した。
強度を評価する目的で抵抗力を測定し、さらに、 相手材たるテーパーコーンの回転数:1000r.p.m.、 同テーパーコーンの材質:SCM21の浸炭焼入れ材、 押付け荷重:100kg、 油:90番ミツシヨンオイル、 油温:120℃、 テーパーコーンの作動態様:1秒押し付けて２秒引離し、 サイクル:6000サイクル、 の条件での単体摩耗試験、並びに、 テーパーコーンの回転数:1200r.p.m.、 テーパーコーンの押付け荷重:50kg、 相手材たるテーパーコーンおよびハブスリーブの材質:S
CM−21の浸炭焼入れ材、 同期時間:0.3秒〜0.4秒（回数:5万回）、 油:90番ミツシヨンオイル、 油温:70℃、 の条件でのベンチ試験を行ない、前者の単体摩耗試験で
は、リングにおける割れの有無、リングのテーパーコー
ン摩擦面（以下内面という）の最大摩耗量、相手材の最
大摩耗量（なお、前記の最大摩耗量は、いずれも落ち込
み量測定用標準品を準備し、その落ち込み量をもつて示
した。）、リング内面の焼付きの有無、リング内面の初
期（500回まで）および後期（安定期）の摩擦係数、お
よびリング内面の初期摩耗の有無を観察し、また後者の
ベンチ試験では、チヤンフアの異常摩耗の有無、および
同期時の異常音の有無をそれぞれ測定した。これらの結
果を第２表に示した。
第２表に示される結果から、本発明焼結リング１〜22
は、いずれも高強度を有し、かつ耐摩耗性およびなじみ
性にもすぐれているのに対して、比較焼結リング１〜６
に見られるように、構成要件のうちのいずれかの要件で
もこの発明の範囲から外れると、前記特性のうちの少な
くともいずれかの特性が劣つたものになることが明らか
である。なお、ピンタイプの同期リングでも同様な結果
が得られることは勿論である。
は、いずれも高強度を有し、かつ耐摩耗性およびなじみ
性にもすぐれているのに対して、比較焼結リング１〜６
に見られるように、構成要件のうちのいずれかの要件で
もこの発明の範囲から外れると、前記特性のうちの少な
くともいずれかの特性が劣つたものになることが明らか
である。なお、ピンタイプの同期リングでも同様な結果
が得られることは勿論である。
上述のように、この発明のFe系焼結合金製変速機用同期
リングは、高強度と、すぐれた耐摩耗性および相手部材
とのなじみ性を有するので、変速機の高出力化および軽
量化に伴う薄肉化および小型化に十分満足して対応する
ことができるのである。
リングは、高強度と、すぐれた耐摩耗性および相手部材
とのなじみ性を有するので、変速機の高出力化および軽
量化に伴う薄肉化および小型化に十分満足して対応する
ことができるのである。
第１図は変速機用同期リングを例示する斜視図である。 １……テーパーコーン摩擦面（内面）、 ２……チヤンフア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｄ 23/06 Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】Mn、Cr、およびMoのうちの１種または２種
以上:0.1〜６％、 C:0.1〜0.9％、 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0.05〜５容量％の空孔率を有するFe系
焼結合金本体の少なくともテーパーコーン摩擦面に、硬
質のNi−Ｐ化合物層を３〜80μｍの平均層厚で形成して
なるFe系焼結合金製変速機用同期リング。 - 【請求項２】Mn、Cr、およびMoのうちの１種または２種
以上:0.1〜６％、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに、 NiおよびCuのうちの１種または２種:0.1〜６％、 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0.05〜５容量％の空孔率を有するFe系
焼結合金本体の少なくともテーパーコーン摩擦面に、硬
質のNi−Ｐ化合物層を３〜80μｍの平均層厚で形成して
なるFe系焼結合金製変速機用同期リング。 - 【請求項３】Mn、Cr、およびMoのうちの１種または２種
以上:0.1〜６％、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに、 B:0.02〜0.5％、 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0.05〜５容量％の空孔率を有するFe系
焼結合金本体の少なくともテーパーコーン摩擦面に、硬
質のNi−Ｐ化合物層を３〜80μｍの平均層厚で形成して
なるFe系焼結合金製変速機用同期リング。 - 【請求項４】Mn、Cr、およびMoのうちの１種または２種
以上:0.1〜６％、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに、 NiおよびCuのうちの１種または２種:0.1〜６％、 B:0.02〜0.5％、 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0.05〜５容量％の空孔率を有するFe系
焼結合金本体の少なくともテーパーコーン摩擦面に、硬
質のNi−Ｐ化合物層を３〜80μｍの平均層厚で形成して
なるFe系焼結合金製変速機用同期リング。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5841587A JPH076039B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リング |
| KR1019880002322A KR910002918B1 (ko) | 1987-03-13 | 1988-03-05 | Fe계 소결합금제 변속기용 동기링 |
| US07/164,534 US4943321A (en) | 1987-03-13 | 1988-03-07 | Synchronizer ring in speed variator made of iron-base sintered alloy |
| DE3808460A DE3808460A1 (de) | 1987-03-13 | 1988-03-14 | Verschleissfeste sinterlegierung auf eisen-basis und aus dieser legierung bestehender synchronring fuer einen geschwindigkeitsregler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5841587A JPH076039B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63227749A JPS63227749A (ja) | 1988-09-22 |
| JPH076039B2 true JPH076039B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=13083745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5841587A Expired - Lifetime JPH076039B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076039B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5841587A patent/JPH076039B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63227749A (ja) | 1988-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |