本发明专利技术提供阀导承用烧结合金，所述烧结合金的整体组成如下构成：按质量比计，C：1.3～3％、Cu：1～4％、P：0.01～0.08％、Sn：0.05～0.5％，并且余量为Fe和不可避免的杂质，在由气孔和除气孔外的基质组织构成的同时，上述基质组织由珠光体相、铁素体相、铁-磷-碳化合物相以及铜锡合金相或者铜相与铜锡合金相的混合组织构成，呈现出石墨在气孔的一部分中分散的金属组织，按观察截面金属组织时的相对于金属组织的面积比计，铁-磷-碳化合物相为3～25％，铜锡合金相或者铜相与铜锡合金相为0.5～3.5％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机所使用的，特别是涉及进一步提高耐磨损性的技术。
技术介绍
内燃机所使用的阀导承为圆管状部件，在其内表面支持吸入排向内燃机燃烧室的燃料混合气的吸气阀和从燃烧室排出燃烧气的排气阀的杆(杆部)，需要长期维持自身的耐磨损性以及不磨损阀杆的光滑的滑动状态。作为这样的阀导承，目前一直使用铸铁制部件，但烧结合金由于可获得熔制材料无法获得的特殊金属组织合金，赋予耐磨损性，如果制备一次模具，则可大量制备相同形状的制品，实现大量生产，可成形为近终型，机械加工中的材料成品率高等理由，而逐渐多使用烧结合金制(例如日本特公昭55-34858号公报、日本专利第沈80927号公报、日本专利第4323069号公报、日本专利第4323467号公报等)部件。日本特公昭55-34858号公报的烧结阀导承材料为由按重量比计碳(C)占1. 5 4%、铜(Cu)占1 5%、锡(Sn)占0. 1 2%、磷(P)占0. 1 不足0. 3%和余量为铁 (Fe)的铁类烧结合金构成的烧结阀导承材料。该日本特公昭55-34858号公报的烧结阀导承材料的金属组织照片及其示意图如图3A和:3B所示。如图3A和:3B所示，在日本特公昭 55-34858号公报的烧结阀导承材料中，在添加铜和锡进行基质强化的珠光体基质中析出铁-磷-碳化合物相。另外，铁-磷-碳化合物从周围的基质吸收C成长为板状，结果铁素体相分散于铁-磷-碳化合物相所连接的部分。另外，在烧结时的高温下超出常温下的固溶限暂且溶入基质中的Cu在冷却时分散成在基质中析出的铜合金相。需要说明的是，在图 3A的金属组织照片中，石墨相在为观察金属组织而研磨供试品时脱落，无法观察，但如图 3B的示意图所示，石墨残留于大的气孔内部，分散成为石墨相。该日本特公昭55-34858号公报的烧结阀导承材料由于上述铁-磷-碳化合物相而发挥优异的耐磨损性，因此作为四轮汽车内燃机用阀导承的标准材料而在国内外的汽车制造中搭载进入实际应用。另外，日本专利第沈80927号公报的烧结阀导承材料为改善日本特公昭55-34858 号公报的烧结阀导承材料的切削性，在日本特公昭55-34858号公报的烧结阀导承材料的金属基质中分散有偏硅酸镁类矿物或正硅酸镁类矿物等作为粒间包含物，与日本特公昭 55-34858号公报的烧结阀导承材料相同，在国内外的汽车制造中搭载进入实际应用。日本专利第4323069号公报、日本专利第4323467号公报中公开的烧结阀导承材料进一步实现切削性的改善，通过降低磷量使硬质铁-磷-碳化合物相的分散量减少至仅为维持阀导承耐磨损性所必需的量，改善了切削性，在国内外的汽车制造中搭载开始实际应用。近年来，在各种产业用机械部件中低成本化的要求日益提高，对于汽车部件，低成本化的要求也日益提高。其中，作为内燃机用烧结阀导承材料，低成本化的要求也日益提尚ο另一方面，随着最近汽车用内燃机等的高性能化和燃料消耗量的提高，使得在内燃机运转过程中阀导承进一步暴露于高温和高接触压力下，此外在最近环境意识的提高中供给阀导承和阀杆交界面的润滑油的供给量有减少的趋势，对于阀导承而言，造成更为苛刻的滑动环境。在这样的背景下，要求与如日本特公昭55-34858号公报、日本专利第沈80927号公报的烧结阀导承材料相当的耐磨损性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供具有与现有烧结阀导承材料，即上述日本特公昭 55-34858号公报、日本专利第沈80927号公报等同等的耐磨损性以及低成本的阀导承材料及其制备方法。达成上述目的的本专利技术烧结阀导承材料的特征在于整体组成如下构成按质量比计，C :1. 3 3%, Cu 1 4%、P 0. 01 0. 08%, Sn :0. 05 0. 5%，并且余量为 Fe 和不可避免的杂质，在由气孔和除气孔外的基质组织构成的同时，上述基质组织由珠光体相、 铁素体相、铁-磷-碳化合物相以及铜锡合金相或者铜相与铜锡合金相的混合组织构成，呈现出石墨在上述气孔的一部分中分散的金属组织，按观察截面金属组织时的相对于金属组织的面积比计，上述铁-磷-碳化合物相为3 25%，上述铜锡合金相为0. 5 3. 5%。在上述本专利技术的烧结阀导承材料中，在放大倍数为200倍的截面组织的视野中， 铁-磷-碳化合物相可识别为相对于所述视野的面积率在0. 05%以上的板状铁-磷-碳化合物。此时，若相对于上述视野的面积率在0. 15%以上的板状铁-磷-碳化合物的总面积为上述板状铁-磷-碳化合物总面积的3 50%，则可提高耐磨损性。需要说明的是，在本专利技术中除铁-磷-碳化合物以外还析出铁碳化合物，但由于难以在金属组织上区别铁碳化合物和铁-磷-碳化合物，所以在以下说明中“铁-磷-碳化合物”中也包含铁碳化合物。 就此情况而言，权利要求项的记载也相同。另外，优选2质量％以下的硫化锰粒子、硅酸镁类矿物粒子、氟化钙粒子中的至少 1种在基质组织的颗粒边界(粉末粒界particle boundary)和上述气孔中分散。本专利技术烧结阀导承材料的制备方法的特征在于，所述制备方法具有以下工序原料粉末制备工序，其中，向铁粉末中添加石墨粉末，P量为15 21%的铁磷合金粉末，和铜粉末与锡粉末、铜锡合金粉末以及铜粉末与铜锡合金粉末中的任一种，进行混合，以使原料粉末的整体组成如下构成按质量比计，C :1. 3 3%、Cu 1 4%、Sn :0. 05 0. 5%、P 0. 01 0. 08 %，并且余量为！^和不可避免的杂质；向成形模的圆管状模腔中填充上述原料粉末，加压压缩，使所述原料粉末成形为圆管状生压坯(压粉体green compact)的工序；和将上述生压坯在非氧化性气氛中于940 1040°C的加热温度下烧结的工序。在上述烧结阀导承材料的制备方法中，以上述加热温度下的保持时间为10 90 分钟为优选的方式，在从上述加热温度至室温为止的冷却过程中，以由850°C冷却至600°C 时的冷却速度为5 25°C /分为优选的方式，或在从上述加热温度至室温为止的冷却过程中，以在850°C至600°C之间的范围内恒温保持10 90分钟的时间后冷却为优选的方式。 另外，在上述原料粉末的制备工序中，以如下方式为优选的方式进一步添加选自硫化锰粉末、硅酸镁矿物粉末、氟化钙粉末的至少1种粉末，使之达到上述原料粉末的2质量％以下。本专利技术的烧结阀导承材料降低了 P量，由此在降低费用的同时，以与现有产品相同的形态、量分散铁-磷-碳化合物相，维持耐磨损性，兼顾低价和耐磨性的维持。另外，本专利技术的烧结阀导承材料的制备方法起到可以与现有方法同等简便的方法制备上述本专利技术烧结阀导承材料的效果。附图说明图IA和IB为用硝醇液蚀刻本专利技术烧结阀导承材料时的金属组织照片及其示意图，图IA为金属组织照片，图IB为图IA的金属组织照片的示意图。图2A和2B为用村上试剂蚀刻本专利技术烧结阀导承材料时的金属组织照片及示出图像处理结果的示意图，图2A为金属组织照片，图2B为对图2A的金属组织写真进行图像处理，示出提取铁-磷-碳化合物相的结果的示意图。图3A和;3B为现有烧结阀导承材料的金属组织照片及其示意图，图3A为金属组织照片，图:3B为图3A的金属组织照片的示意图。实施专利技术的最佳方式在日本特公昭55-348本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤塚裕树，河田英昭，
申请(专利权)人：日立粉末冶金株式会社，
类型：发明
国别省市：
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