[发明专利]烧结阀导承材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机所使用的烧结阀导承材料及其制备方法，特别是涉及进一步提高耐磨损性的技术。

背景技术

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2680927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2680927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高。

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2680927号公报的烧结阀导承材料相当的耐磨损性。

发明内容

因此，本发明的目的在于：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2680927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。

达成上述目的的本发明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％。