JPS5822359A - 燃料供給ポンプの構造部材用Fe基焼結合金 - Google Patents

燃料供給ポンプの構造部材用Fe基焼結合金

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JPS5822359A
JPS5822359A JP11991081A JP11991081A JPS5822359A JP S5822359 A JPS5822359 A JP S5822359A JP 11991081 A JP11991081 A JP 11991081A JP 11991081 A JP11991081 A JP 11991081A JP S5822359 A JPS5822359 A JP S5822359A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、すぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食
性を有する燃料供給装置の構造部材用Fe基焼結合金に
関するものである。
従来、一般に燃料供給装置として、例えばダイヤフラム
ポンプやベーン型フィードポンプ表とが知られ、かつこ
れらの燃料供給装置の構造部材であるハウジングやロー
タ、さらに前記ロータの外周面に゛そって所定間隔に嵌
着されだローラやブレードなどが熱処理した軸受鋼にて
製造されていることも良く知られるところである。
ところで、近年、石油事情の悪化から、低質ガソリンや
アルコール含有ガソリン、さらにアルコールなどが燃料
として使用されるようになり、これに伴って、これら燃
料の供給に前記の燃料供給装置が使用されるようになっ
たが、この場合前記の軸受鋼製構造部材においては、相
互になじみ性が悪く、かつ耐摩耗性も悪く、さらにアル
コール中に含有する水分、あるいは低質ガソリンのPH
低下による酸性化に原因の腐食が発生するものであった
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、低質ガ
ソリンやアルコール含有ガソリン、さらにアルコールな
どの燃料の供給に用いても、すぐれた耐摩耗性、なじみ
性、および耐食性を示す燃料供給装置の構造部材な得べ
く研究を行なった結果、燃料供給装置の構造部材を、C
:0.5〜3.5%。
Cr:5〜35%、 Mn: 0.05〜3%、P、’
B、およびSlのうちの1種または2種以上:0.03
〜3チを含有し、さらに必要に応じて、MOおよびWの
うちの1種または2種:0.5〜lO%、Ni、Co。
およびCuのうちの1種まだは2種以上:0.5〜lO
%、 Nb 、Ta 、Ti 、およびZrのうちの1
種まだは2種以上ニー0.05〜10%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%)を有
するFe基焼結合金で構成すると、この結果の構造部材
は、上記組成によって、基本的にFe基合金素地中に炭
化物が分散析出し、かつCrが素地中に固溶した組織を
もつようになるので、耐摩耗性、なじみ性、および耐食
性のすぐれたものになるという知見を得るに至ったので
ある0 この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲を上記の通シに限定した理由を
説明する。
(a)C C成分には、素地に固溶して、これを強化すると共に、
Cr、さらに必要に応じて含有させたMo gW 、N
b 、Ta 、Ti 、およびZrと結合して炭化物を
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0.5%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方3.5%を越えて含有させると炭化物の析出量が
多くなりすぎて脆化するようになると共に、相手部材を
損傷するようになることから、その含有量を0.5〜3
.5%と定めた。
(b)  Cr Cr成分には、素地に固溶して耐食性を向上させると共
に、これを強化し、さらにCと結合して高硬一度を有す
るCr炭化物を形成し、もって耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量が5チ未満で、は前記作用に所
望の効果が得られず、一方35チを越えて含有させると
、素地が脆化し、かえって耐摩耗性の劣化をきたすよう
になることから、その含有量を5〜35チと定めた。
(c)P、B、およびSl これらの成分には、素地に固溶して、これを強化し、も
って耐摩耗性の向上をはかるばかりでなく、さらに焼結
時にFeと反応し液相を発生して焼結を活性化し、もっ
て焼結体の緻密化および炭化物の安定化をはかつて耐食
性を向上させる作用があるが、その含有量が0.03%
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方3%を
越えて含有させると、再び耐食性が劣化するようになる
と共に、脆化も著しくなることから、その含有量を0.
03〜3%と定めだ。
(d)  Mn M誠分には、素地に固溶して、靭性を向上させると共に
、なじみ性および耐食性をも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効果
・が得られず、一方3チを越えて含有させると、結晶粒
が粗大化するようになって強度の低下、並びに耐食性の
劣化をもたらすようになることから、その含有量を0.
05〜3係と定めた。
(e)  MoおよびW これらの成分には、素地に固溶し、これを強化するほか
、Cと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる
作用があるので、特に高い面圧のかかる条件下で使用す
る場合に必要に応じて含有させるが、その含有量が0.
5%未満では、前記作用に所望の改善効果が得られず、
一方10%を越えて含有させると、相手部材の損傷が大
きくなることから、その含有量を0.5〜10%と定め
た。
(f)  Ni、−、Co 、およびCuこれらの成分
には、一段と素地を強化し、かつ相手材とのなじみ性を
一層改善するほか、使用燃料に対する耐食性をより向上
させる作用があるので、特にこれらの特性が要求される
場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が0.5
%未満では前記特性に所望の改善効果が得られず、一方
10チを越えて含有させてもより一層の改善効果は現わ
れず、経済性を考慮し、その含有量を0.5〜l。
係と定めた。
(g)  Nb 、Ta 、Ti 、およびZrこれら
の成分は、Cと強い親和力をもつため、これと結合して
高硬度を有する炭化物を形成するほか、Crをはじめと
する炭化物形成成分とともに複炭化物を形成して、分散
相たる炭化物と結合相たる素地との結合を一段と強固に
し、もって耐摩耗性をより一層向上させ、さらに低質燃
料に対する耐食性を一段と改善する作用をもつので、こ
れらの特性が要求される場合に必要に応じて含有される
が、その含有量が0.05%未満では前記特性に所望の
改善効果がみられず、一方10%を越えて含有させると
相手部材の損傷が大きくなることから、その含有量を0
.05〜10%と定めた。
なお、この発明のFe基焼結合金においては、85係以
上の理論密度比をもつことが望ましく、これは、85%
未満の理論密度比では劣化ガソリンやアルコールなどの
燃料の供給に用いた場合、耐食性およびなじみ性の劣化
がみられるようになるという理由からである。
つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例により比較
例と対比しながら説明する。
実施例 原料粉末として、いずれも水噴射法によシ形成した粒度
: −100meshのFe粉末、同Fe−Cr合金(
Cr:3B%含有)粉末、同Fe−Cr−Ta合金(C
r:21%、Ta:11%含有)粉末、同Fe−Cr−
Zr合金(Cr:21%、’Zr:11%含有)粉末、
同Fe−Cr合金(Cr:66%含有)粉末、同Fe−
Mn合金(Mnニア5%含有)粉末、同Fe−3i金(
P:27チ含有)粉末、同Fe−B合金(B : 20
%含有)粉末、同Fe−3i合金(Si:42%含有)
粉末、同Fe−Nb合金(Nb:6s%含有)粉末、同
Fe−Ta合金(Ta:67%含有)粉末、同Fe−T
i合金(T1ニア2%含有)粉末、同Fe−Zr合金(
Zr:’i’o%含有)粉末を用意し、さらに粒度ニー
100meshのりん片状黒鉛粉末1粒度: −100
meshの電解Cu粉末、それぞれ平均粒径:3μmを
有するMO粉末。
W粉末、Ni粉末、およびC○粉末を用意し、これら原
料粉末を第1表に示される配合組成に配合し、潤滑剤と
して0.7%のステアリン酸亜鉛を加えて混合し、この
混合粉末を5ton/caの圧力にて圧粉体に成形し、
ついで前記圧粉体を、真空中、温度: 1100〜12
20℃の所定温度に60分間保持の条件で焼結し、焼結
後950〜1000℃の温度から焼入れした後、温度:
500〜540℃の温度に60分間保持の条件で焼戻し
処理を行なうことによって、実質的に配合組成と同一の
最終成分組成をもった本発明焼結合金1〜45および比
較焼結合金1〜1oをそれぞれ製造した。
なお、比較焼結合金1−10は、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量(第1表には※印を付して表
示)がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである
ついで、この結果得られた本発明焼結材料1〜45およ
び比較焼結材料1〜10について、理論密度屁および硬
さくビッカース硬さ)を測定すると共に、耐摩耗試験お
よび耐食試験を行なった。
耐摩耗試験は、上記の各焼結合金から、直径;28mm
φ×長さ:5+++mの寸法を有し、かつ外周面にそっ
て軸線方向に平行に一定間隔ごとに形成した6本の溝を
有するモータ式燃料ポンプのロータを作成し、このロー
タを硬さT(RC:’ 54を有するJIS−3US 
430製のハウジング内に組込んだ状態で、H2O: 
2.0%、アルコール;12%含有のガソリン中に浸漬
し、面圧:4に9/cd、 回転数: 300 Or、
p、m、の条件で500時間運転し、運転後、前記ロー
タおよびハウジング(相手部材)のそれぞれの摺動面に
おける平均摩耗深さを測定することによシ行なった。
また、耐食試験は、それぞれ10%H2o含有のアルコ
ール中に100時間浸漬、および劣化ガソリン中に50
時間浸漬の条件で行ない、前者のアルコール浸漬試験で
は、錆発生状況を観察し、錆発生が全くない場合を○印
、錆発生がわずかにある場合をΔ印、錆発生が著しい場
合をX印で評価し、さらに後者のガソリン浸漬試験では
変色状況を観察し、変色なしを0印、わずかに変色あシ
をΔ印、変色が著しい場合をX印で評価した。これらの
結果を第1表に合せて示した。
第1表に示される結果から、構成成分のうちのいずれか
の成分含有量がこの発明の範囲から外れても、比較焼結
合金1〜1oに見られるように耐摩耗性、なじみ性、お
よび耐食性のうちの少なくとも1つの特性が劣ったもの
になるのに対して、本発明焼結材料1〜45は、いずれ
もすぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食性を具備し
ていることが明らかである。
上述のように、この発明の焼結合金は、すぐれた耐摩耗
性、なじみ性、および耐食性を有しているので、通゛常
のガソリンや軽油などの燃料は勿論のこと、劣化ガソリ
ンやH20含有ガソリン、さらにアルコール含有ガソリ
ンやアルコールなどの燃料の供給装置の構造部材の製造
に用いた場合にもきわめて長期に亘ってすぐれた性能を
発揮するなど工業上有用な特性を有するのである。
出願人  三菱金属株式会社 代理人  富  1)和 夫

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  C: 0.5〜3.5%、Cr:5〜35%
    、Mn:0.05〜3%、P、B、 およびSiのうち
    の1種または2種以上:0.03〜3係を含有し、残り
    がFe、と不可避不純物からなる組成(以上重量%)を
    有することを特徴とする燃料供給装置の構造部材用Fe
    基焼結合金。
  2. (2)  C: 0.5〜3.5%、Cr:5〜35%
    、 Mn :0.05〜3%、P、B、 およびSiの
    うちの1種または2種以上:0.03〜3チを含有し、
    さらにM。 およびWのうちの1種または2種: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%)を有することを特徴とする燃料供給装置の構造部
    材用Fe基焼結合金。
  3. (3)   C:  0.5−3.5 %、  Cr:
      5〜35 %、 Mn:0.05〜3チ、P、B、
     およびSiのうちの1種または2種以上:0.03〜
    3%を含有し、さらにNi。 Co、およびCuのうちの1種または2種以上口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%)を有することを特徴とする燃料供給
    装置の構造部材用Fe基焼結合金。
  4. (4)  C: 0.5−、−3.5%、Cr:5〜3
    5%、Mn:0.05〜3%、P、B、  およびSl
    のうちの1種または2種以上:0.03〜3%を含有し
    、さらにNb。 Ta、Ti、およびZrのうちの1種または2種以上:
    0.05〜10%を含有し、残りがFeと不可避不純物
    からなる組成(以上重量ヂ)を有することを特徴とする
    燃料供給装置の構造部材用Fe基焼結合金。
  5. (5)  C: 0.5〜3.5 ’%、 Cr: 5
    〜35%、 Mn:0.05〜3%、P、B、およびS
    lのうちの1種または2種以上:0.03〜3チを含有
    し、さらにM。 およびWのうちの1種または2種:0.5〜10チと、
    Ni、Co、およびCuのうちの1種まだは2種以上口
    0.5〜10%を含有し、残シがFeと不可避不純物か
    らなる組成(以上重量%)を有することを特徴とする燃
    料供給装置の構造部材用Fe基焼結合金。
  6. (6)  C: 0.5〜3.5 %、 Cr: 5〜
    35%、Mn:0.05〜3%、P、B、およびSlの
    うちの1種または2種以上:0.03〜3%を含有し、
    さらにM。 およびWのうちの1種または2種:0.5〜10%と、
    Nb、Ta、Ti、およびZrのうちの1種または2種
    以上:0.05〜10%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%)を有することを特徴
    とする燃料供給装置の構造部材用Fe基焼結合金。
  7. (7)  C: 0.5〜3.5 %、 Cr: 5〜
    35 %、 Mn:0.05〜3%、P、B、およびS
    iのうちの1種または2種以上:0.03〜3チを含有
    し、さらにNi。 Co、およびCuのうちの1種または2種以上二0.5
    〜10%と、 Nb 、Ta 、Ti 、およびZrの
    うちの1種または2種以上:0.05〜10%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%
    )を有することを特徴とする燃料供給装置の構造部材用
    Fe基焼結合金。
  8. (8)  C: 0.5〜3.5%、 Cr−5〜35
     %、 Mn:0.05〜3チ、P、B、およびSlの
    うちの1種または2種以上:0.03〜3チを含有し、
    さらにM。 およびWのうちの1種または2種−0,5〜lO%と、
    Ni、Co、およびCuのうちの1種または2種以上:
    0.5〜10%と、 Nb 、Ta 、Ti 、および
    Zrのうちの1種または2種以上:0.05〜lo%を
    含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以上
    重量係)を有することを特徴とする燃料供給装置の構造
    部材用Fe基焼結合金。
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