[发明专利]烧结合金的制造方法、烧结合金压坯和烧结合金

说明书

使用含有第一硬粒子、第二硬粒子、石墨粒子和铁粒子的混合粉末制造烧结合金。第一硬粒子是Fe‑Mo‑Cr‑Mn基合金粒子，第二硬粒子是Fe‑Mo‑Si基合金粒子。当将第一硬粒子、第二硬粒子、石墨粒子和铁粒子的总质量设定为100质量％时，该混合粉末含有5至50质量％的第一硬粒子、1至8质量％的第二硬粒子和0.5至1.0质量％的石墨粒子。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及烧结合金的制造方法、烧结合金压坯和烧结合金。

2.相关技术描述

具有铁基质的烧结合金可用于内燃机的阀座等。在烧结合金中还可含有硬粒子以改进耐磨性。在含有硬粒子的情况下，将石墨粒子和铁粒子与硬粒子混合成粉末形式，并将该混合粉末压制成烧结合金压坯。此后，加热该烧结合金压坯并烧结成烧结合金。

作为这种烧结合金的制造方法，已经提出一种制造耐磨铁基烧结合金的方法(例如参见日本专利申请公开No.2004-156101(JP 2004-156101A))。在该耐磨铁基烧结合金的制造方法中，将硬粒子、石墨粒子和铁粒子的混合粉末压制成烧结合金压坯。然后，在使这种烧结合金压坯的石墨粒子中的碳(C)扩散到硬粒子和铁粒子中的同时烧结该烧结合金压坯。

在此，硬粒子含有20至70质量％Mo、0.2至3质量％C、1至15质量％Mn且余量由不可避免的杂质和Co构成。当将硬粒子、石墨粒子和铁粒子的总质量设定为100质量％时，该混合粉末含有10至60质量％的硬粒子和0.2至2质量％的石墨粒子。由于硬粒子扩散在这种烧结合金中，可以抑制该烧结合金的磨料磨损。

发明概述

但是，通过JP 2004-156101 A中描述的制造方法制成的烧结合金中粘结硬粒子的基质材料是Fe-C系材料，其中石墨粒子中的C扩散到铁粒子中，因此柔软。因此，当该烧结合金接触配合滑动件中的金属材料时，促进烧结合金的接触表面的塑性变形，并促进这一接触表面的粘着磨损。为避免这些，合意地提高烧结合金的硬度。但是，烧结合金的提高的硬度造成降低的可机械加工性。因此，难以平衡抗粘着磨损性和可机械加工性。

本发明提供能在抑制粘着磨损的同时保证可机械加工性的烧结合金制造方法、烧结合金压坯和烧结合金。

本发明人认为，如上所述的烧结合金的铁基基质的塑性变形促进接触表面的粘着磨损。从这一角度出发，本发明人考察了除抑制磨料磨损的传统硬粒子外还添加另一类型的可抑制铁基基质的塑性变形的硬粒子。因此，本发明人已将注意力集中在钼作为该硬粒子的主要组分并发现，通过使铁-钼金属间化合物和在烧结过程中沉淀的碳化钼分散在铁基基质中，可以控制铁基基质的塑性变形。

本发明基于这一发现。本发明的第一方面涉及烧结合金的制造方法，其包括：将含有第一硬粒子、第二硬粒子、石墨粒子和铁粒子的混合粉末压制成烧结合金压坯；和在使所述烧结合金压坯的石墨粒子中的碳扩散到第一硬粒子、第二硬粒子和铁粒子中的同时烧结所述烧结合金压坯。在本发明的第一方面中，当第一硬粒子具有100质量％时，第一硬粒子含有10至50质量％Mo、3至20质量％Cr、2至15质量％Mn、1质量％或更少的C和包括Fe和不可避免的杂质的余量。当第二硬粒子具有100质量％时，第二硬粒子含有60至70质量％Mo、2质量％或更少的Si和包括Fe和不可避免的杂质的余量。当将第一硬粒子、第二硬粒子、石墨粒子和铁粒子的总质量设定为100质量％时，所述混合粉末含有5至50质量％的第一硬粒子、1至8质量％的第二硬粒子和0.5至1.0质量％的石墨粒子。