專(zhuān)利名稱(chēng)：燒結(jié)閥座的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于各種滑動(dòng)構(gòu)件的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，特別地涉及用于在高面壓力下滑動(dòng)的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的制造方法。另外，本發(fā)明涉及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的燒結(jié)閥座及其制造方法等，特別地涉及適合用于CNG發(fā)動(dòng)機(jī)、重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)的燒結(jié)合金制的閥座的開(kāi)發(fā)技術(shù)。
背景技術(shù)：
粉末冶金法的燒結(jié)部件，在合金基體中分散所希望的硬質(zhì)相是容易的，適用于汽車(chē)等的內(nèi)燃機(jī)用滑動(dòng)構(gòu)件和軸承等的各種滑動(dòng)構(gòu)件?？墒牵臧殡S著組裝有滑動(dòng)構(gòu)件的機(jī)器的高性能化，使用環(huán)境日益苛刻，為了與之對(duì)應(yīng)，要求燒結(jié)滑動(dòng)構(gòu)件有更高的耐磨性。 另外，根據(jù)適用部位不同，要求具有在高溫下的耐磨性、耐氧化性等等，隨著其適用范圍擴(kuò)大，希望提高在各種環(huán)境下的耐磨性。在這樣的狀況下，面向各種用途提出了分散了 Co-Mo-Si-Cr系硬質(zhì)相或高速鋼系硬質(zhì)相的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件(特開(kāi)平08-109450號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平02-270943號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平01-068447號(hào)公報(bào))。另外，提出了各種改良的分散了硬質(zhì)相的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件(特開(kāi) 2002-356704號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2003-119542號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2005-1M798號(hào)公報(bào))。特別是近年來(lái)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)由于高性能化使得工作條件變得更加苛刻，在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的閥座需要耐受比現(xiàn)有苛刻的使用環(huán)境條件。例如，在較多地搭載于出租汽車(chē)上的LPG 發(fā)動(dòng)機(jī)中，閥和閥座的滑動(dòng)接觸面在干燥狀態(tài)下使用，因此與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的閥座比，磨損快。另外，在象高含鉛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)那樣附著有油泥的環(huán)境下，對(duì)閥座的面壓力高的場(chǎng)合，或者象柴油發(fā)動(dòng)機(jī)那樣為高溫·高壓縮比的場(chǎng)合，由于油泥使得磨損被促進(jìn)。在這樣的苛刻的環(huán)境下使用的場(chǎng)合，要求耐磨性好，同時(shí)還要求不發(fā)生累垮現(xiàn)象的高強(qiáng)度。另一方面，具備即使閥座磨損也能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)閥位置和閥驅(qū)動(dòng)定時(shí)的緊急調(diào)整裝置的閥機(jī)構(gòu)也正實(shí)用化?？墒?，由閥座磨損導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)壽命問(wèn)題不能說(shuō)得到解決，希望開(kāi)發(fā)耐磨性?xún)?yōu)異的閥座用材料。另外，在近年，不僅以高性能化為目標(biāo)還重視經(jīng)濟(jì)性并且廉價(jià)的汽車(chē)的開(kāi)發(fā)也日益得到重視，因此作為今后的閥座用燒結(jié)合金，要求是不需要上述間隙調(diào)整裝置之類(lèi)的附加機(jī)構(gòu)的、具有高溫耐磨性、高強(qiáng)度的燒結(jié)合金。作為這樣的閥座用燒結(jié)合金，公開(kāi)了在i^e-Co系和Fe-Cr系的斑狀基體中分散了 Co-Mo-Si系硬質(zhì)顆粒的技術(shù)(特公昭59-037343號(hào)公報(bào))、和在 ^-Co系基體中分散了 Co-Mo-Si系硬質(zhì)顆粒的技術(shù)(特公平05-055593號(hào)公報(bào))。另外，公開(kāi)了在!^e-Co系中添加了 Ni的基體中分散了 Co-Mo-Si系硬質(zhì)顆粒的技術(shù)(特公平07-098985號(hào)公報(bào))、和分散了 Co-Mo-Si系硬質(zhì)顆粒的!^e基合金(特開(kāi)平02-163351號(hào)公報(bào))。
發(fā)明內(nèi)容
在上述特開(kāi)平08-109450號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平02-270943號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平01-068447號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2002-356704號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2003-119542號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2005-1M798號(hào)公報(bào)中提出的硬質(zhì)相分別是顯示出優(yōu)異的特性的硬質(zhì)相，但已清楚地知道當(dāng)為了更進(jìn)一步提高耐磨性而大量添加硬質(zhì)相形成元素時(shí)，耐磨性和強(qiáng)度反倒降低。因此，如果能夠消除起因于硬質(zhì)相形成元素的大量添加的耐磨性降低的原因，則有效地充分利用硬質(zhì)相能夠大幅度提高耐磨性。因此，本發(fā)明的目的在于，提供不損害耐磨性和強(qiáng)度等，并在基體中更多量地分散硬質(zhì)相的制造方法。另外，特公昭59-037343號(hào)公報(bào)、特公平05-055593號(hào)公報(bào)、特公平07-098985號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平02-163351號(hào)公報(bào)所記載的合金是硬質(zhì)顆粒中的Mo量為40質(zhì)量％以下的合金，但含有該硬質(zhì)顆粒的燒結(jié)合金具有高的高溫耐磨性、高強(qiáng)度?？墒牵诮?，希望得到具有進(jìn)一步高溫耐磨性、高強(qiáng)度的燒結(jié)合金。特別是近年來(lái)實(shí)用化的CNG發(fā)動(dòng)機(jī)、高輸出功率用的重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)中，伴隨著金屬接觸，對(duì)閥座材料的負(fù)荷更高，因此希望開(kāi)發(fā)在那樣的環(huán)境下也發(fā)揮高的耐磨性的材料。因此，本發(fā)明的目的在于，提供特別是在CNG發(fā)動(dòng)機(jī)和重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境中，發(fā)揮優(yōu)異的高溫耐磨性的燒結(jié)閥座及其制造方法。本發(fā)明的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，其特征在于，是對(duì)含有基體形成粉末和硬質(zhì)相形成粉末的原料粉末進(jìn)行壓粉成型，并進(jìn)行燒結(jié)的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，在該制造方法中，基體形成粉末的90質(zhì)量％以上為最大粒徑46 μ m的粉末，硬質(zhì)相形成粉末的添加量為40-70質(zhì)量％。由于硬質(zhì)相形成粉末硬，因此在原料粉末中大量含有時(shí)，損害原料粉末的壓縮性， 壓粉體的密度降低。即使燒結(jié)那樣的低密度壓粉體，密度也不會(huì)提高，只能得到低密度燒結(jié)體的結(jié)果，強(qiáng)度和耐磨性降低。另外，即使增加壓粉成型時(shí)的成型壓力、強(qiáng)制地提高壓粉體的密度，由于硬的硬質(zhì)相形成粉末的彈性系數(shù)高，因此成型后從模具中拔出時(shí)，被壓縮并彈性變形著的硬質(zhì)相形成粉末也彈性回復(fù)。其結(jié)果，在成型時(shí)形成的粉末彼此之間的密合狀態(tài)被破壞，即使燒結(jié)也不進(jìn)行粉末彼此之間的熔合(頸長(zhǎng)成)，強(qiáng)度和耐磨性降低。另一方面知道，當(dāng)作為原料粉末使用微粉末時(shí)，粉末整體的表面積變大，與之相應(yīng)，粉末彼此之間的接觸面積增加，因此進(jìn)行燒結(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)致密化，但也知道，微粉末的使用會(huì)損害原料粉末的填充性和壓縮性。因此，作為提高壓粉體密度的方法，不進(jìn)行使用微粉末的方法。本發(fā)明人等著眼于壓縮性差但通過(guò)燒結(jié)而致密化的微粉末，想到了將其與硬質(zhì)相形成粉末一起混合使用的情況。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加規(guī)定量以上的微粉末，即使大量添加硬質(zhì)相形成粉末，通過(guò)致密化，耐磨性和強(qiáng)度也大幅度提高。本發(fā)明是基于這樣的知識(shí)見(jiàn)解而完成的，其特征在于，在對(duì)含有基體形成粉末和硬質(zhì)相形成粉末的原料粉末進(jìn)行壓粉成型，并進(jìn)行燒結(jié)的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的制造方法中，基體形成粉末的90質(zhì)量％以上為最大粒徑46 μ m的粉末，硬質(zhì)相形成粉末在原料粉末中占的比例為40-70質(zhì)量％。在本發(fā)明中，由于使用大量的硬質(zhì)相形成粉末和微粉末的基體形成粉末，因此壓縮性差，但通過(guò)微粉末，粉末整體的表面積增加，由此帶來(lái)的燒結(jié)后的致密化效果補(bǔ)償壓縮性的降低綽綽有余。因此， 能夠得到充分的燒結(jié)密度的燒結(jié)體，因此能夠充分發(fā)揮硬質(zhì)相形成粉末的特性，提高耐磨性和強(qiáng)度。原料粉末使用最大粒徑為46 μ m的粉末，這可通過(guò)采用325目的篩篦分級(jí)來(lái)得到。 此時(shí)，縱橫比(長(zhǎng)徑/短徑)大的粉末的場(chǎng)合，即使長(zhǎng)徑超過(guò)46 μ m而短徑為46 μ m以下的粉末，有時(shí)通過(guò)該篩篦的篦孔，這樣的通過(guò)了 325目的篩篦的粉末相當(dāng)于本發(fā)明的“最大粒徑46μπι”。為了得到上述的本發(fā)明的效果，粒徑為46 μ m以下的粉末在基體形成粉末中必須含有90質(zhì)量％以上。燒結(jié)時(shí)的致密化的作用，能夠通過(guò)將基體形成粉末致密化來(lái)充分實(shí)現(xiàn)，因此并不特別需要連硬質(zhì)相形成粉末也使用微粉，硬質(zhì)相可以使用一直以來(lái)使用的粒度構(gòu)成的。但是，由于在硬質(zhì)相形成粉末中較多地含有微粉末時(shí)可得到更進(jìn)一步的致密化作用，因此優(yōu)選。人們知道，在粉末冶金法中使用微粉末時(shí)，原料粉末的流動(dòng)性和填充性降低，作為其對(duì)策，采用將微粉末造粒成為某種程度的大小的方法，在本發(fā)明中，可以適用這樣的造粒法。在這里，硬質(zhì)相形成粉末，不僅是上述特開(kāi)平08-109450號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平 02-270943號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平01-068447號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2002-356704號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2003-11卯42 號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2005-1M798號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)的硬質(zhì)相形成粉末，還優(yōu)選是通過(guò)燒結(jié)形成成為在合金相中分散有硅化物、碳化物、硼化物、氮化物和金屬間化合物中的至少1種以上的組織的硬質(zhì)相的粉末。另外，在這些硬質(zhì)相形成粉末之中，特別優(yōu)選以質(zhì)量比計(jì)，具有Mo 20-60%, Cr :3-12%, Si :1_12%、余量由Co和不可避免的雜質(zhì)組成的組成的粉末。由這種硬質(zhì)相形成粉末形成的硬質(zhì)相，成為在具有耐蝕性和耐熱性的Co合金相中分散有以提供耐磨性和潤(rùn)滑性的鉬硅化物為主體的析出顆粒的金屬組織，作為耐磨性燒結(jié)構(gòu)件效果極尚ο基體形成粉末，可使用例如上述特開(kāi)平08-109450號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平02-270943號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平01-068447號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2002-356704號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2003-119542號(hào)公報(bào)、特開(kāi) 2005-154798號(hào)公報(bào)等的歷來(lái)一直使用的基體形成粉末。另外，在原料粉末中，為了強(qiáng)化鐵基基體和形成碳化物，可添加例如0. 1-1. 2質(zhì)量％的石墨粉末。另外，也能夠添加硫化錳、 硅酸鎂系礦物等的改善切削性的改善切削性粉末。在內(nèi)燃機(jī)的滑動(dòng)構(gòu)件中，有耐蝕性也同時(shí)要重視的構(gòu)件，為了用于那樣的用途，作為基體形成粉末使用不銹鋼粉末時(shí)，可得到不但確保耐磨性還進(jìn)一步提高了耐蝕性的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件。不銹鋼粉末可使用任意的不銹鋼粉末。例如，可使用含有11-32質(zhì)量％的Cr 的、對(duì)氧化性酸的耐蝕性高的鐵素體系不銹鋼，可使用在其中進(jìn)一步含有0. 15-1. 2質(zhì)量％ 的C的提高了強(qiáng)度和耐磨性的馬氏體系不銹鋼。另外，也能夠使用含有11-32質(zhì)量％的Cr 和3. 5-22質(zhì)量％的Ni、提高了對(duì)非氧化性酸的耐蝕性的奧氏體系不銹鋼。進(jìn)一步地，通過(guò)在上述不銹鋼中含有0.3-7質(zhì)量％的Mo，在提高耐蠕變性、耐酸性、耐蝕性、耐點(diǎn)蝕性的同時(shí)，還能夠提高快速切削性。另外，通過(guò)含有1-4質(zhì)量％的Cu，在提高耐酸性、耐蝕性、耐點(diǎn)蝕性的同時(shí)，還能夠賦予析出硬化性。另外，通過(guò)含有0. 1-5質(zhì)量％的Al，在提高焊接性和耐熱性的同時(shí)，還能夠賦予析出硬化性。此外，通過(guò)含有0. 3質(zhì)量％以下的N，在可調(diào)節(jié)晶粒的同時(shí)，由于N是Ni的替代元素，因此能夠降低高價(jià)的Ni的量。另外，由于Mn也是Ni的替代元素，因此為了降低Ni量，可含有5. 5-10質(zhì)量％的Mn。通過(guò)含有0. 15-5質(zhì)量％的Si，能夠提高耐氧化性、耐熱性和耐硫酸性，通過(guò)含有0. 45質(zhì)量％ 以下的Nb，能夠提高耐晶界腐蝕性。此外，通過(guò)含有0. 15質(zhì)量％以下的Se，能夠提高焊接性，通過(guò)含有0. 2質(zhì)量％以下的P、0. 15質(zhì)量％以下的S，能夠提高切削性。接著，本發(fā)明的燒結(jié)閥座從金屬組織的狀態(tài)看具備3種方案。以下對(duì)這些燒結(jié)閥座及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明。[1]第1方案的燒結(jié)閥座第1方案的燒結(jié)閥座可以說(shuō)是本發(fā)明的基本構(gòu)成，其特征在于，呈現(xiàn)下述的組織， 即組成由Mo 20-60質(zhì)量％、Cr :3_12質(zhì)量％、Si :1_5質(zhì)量％、余量的Co和不可避免的雜質(zhì)組成、在Co基合金相中析出鉬硅化物的硬質(zhì)相，在基體中以40-70質(zhì)量％分散的組織，同時(shí)，基體組織不含珠光體、索氏體和貝氏體。圖4(a)、圖4(b)模式地表示出該第1方案的燒結(jié)閥座的金屬組織。以下對(duì)本發(fā)明的閥座的金屬組織、含有元素等逐一說(shuō)明?！从操|(zhì)相的內(nèi)容〉硬質(zhì)相，如上述那樣，組成由Mo :20-60質(zhì)量％、Cr :3_12質(zhì)量％、Si :1_5質(zhì)量％、 及余量的Co和不可避免的雜質(zhì)組成，呈現(xiàn)在Co基合金相中主要析出鉬硅化物的組織，在本發(fā)明的燒結(jié)閥座中，這樣的硬質(zhì)相在鐵基體中分散著40-70質(zhì)量％。圖7是模式地示出由現(xiàn)有的耐磨性燒結(jié)合金構(gòu)成的閥座的金屬組織的圖。根據(jù)該圖，在現(xiàn)有的閥座中，在合金相內(nèi)叢狀地析出有鉬硅化物的硬質(zhì)相在基體中分散著5-40質(zhì)量％。根據(jù)這樣的金屬組織，硬質(zhì)相的量少，因此在硬質(zhì)相以外的基體部分與配對(duì)構(gòu)件直接接觸而滑動(dòng)的高面壓力環(huán)境下，基體部分成為基點(diǎn)，發(fā)生塑性流動(dòng)、粘著，硬質(zhì)相不能抑制住該壓力而磨損。另一方面，在本發(fā)明中，硬質(zhì)相的分散量為40-70質(zhì)量％，與現(xiàn)有的硬質(zhì)相分散量相比，大量地分散著，因此即使是高面壓力下，硬質(zhì)相以外的基體部分也難以與配對(duì)構(gòu)件直接接觸，另外，即使發(fā)生接觸，基體部分產(chǎn)生塑性流動(dòng)，由于大量的硬質(zhì)相的作用，防止了其變形，成為不易發(fā)生磨損的結(jié)構(gòu)。再者，優(yōu)選硬質(zhì)相超過(guò)40質(zhì)量％而分散。本發(fā)明中的硬質(zhì)相，當(dāng)Mo含有量達(dá)到約45質(zhì)量％時(shí)，析出的鉬硅化物如圖4 (a) 所示，顯示出以顆粒形狀在Co基合金基體中叢狀地析出的形態(tài)。另一方面，當(dāng)Mo硅化物為約48質(zhì)量％以上時(shí)，如圖4(b)所示，析出的鉬硅化物顯示出塊狀地成為一體而析出的形態(tài)。在本申請(qǐng)發(fā)明中，象上述那樣地在基體中大量分散硬質(zhì)相、提高耐磨性，因此析出的鉬硅化物的形態(tài)可以是上述的任意的形態(tài)。本發(fā)明的燒結(jié)閥座，由于在燒結(jié)閥座的基體中大量地分散了達(dá)40-70質(zhì)量％的硬質(zhì)相，因此顯示出極良好的耐磨性。由于硬質(zhì)相形成粉末降低壓縮性，因此硬質(zhì)相的比例少時(shí)密度比變高。硬質(zhì)相的比例小于40質(zhì)量％時(shí)，密度比變高，達(dá)90%以上，因此如果只著眼于密度比，則對(duì)耐磨性來(lái)說(shuō)有利?？墒?，在本發(fā)明中，通過(guò)分散40質(zhì)量％以上的硬質(zhì)相，顯示出補(bǔ)償壓縮性的降低綽綽有余的顯著的提高耐磨性的效果。另一方面，當(dāng)超過(guò)70質(zhì)量％ 時(shí)，原料粉末的壓縮性降低的影響大，成型體密度降低。其結(jié)果，燒結(jié)體(閥座)密度降低， 基體強(qiáng)度降低，同時(shí)耐磨性反倒降低。 上述硬質(zhì)相，通過(guò)對(duì)在歷來(lái)一直適用于燒結(jié)閥座的基體形成粉末中，添加、混合由 Mo :20-60質(zhì)量％、Cr :3-12質(zhì)量％、Si :1_5質(zhì)量％、及余量的Co和不可避免的雜質(zhì)組成的組成的硬質(zhì)相形成粉末的原料粉末進(jìn)行壓粉成型，并燒結(jié)而形成。
硬質(zhì)相的成分組成的數(shù)值限定的根據(jù)如下。· Mo :20-60 質(zhì)量 ％Mo主要與Si結(jié)合，形成耐磨性、潤(rùn)滑性?xún)?yōu)異的鉬硅化物，有助于提高燒結(jié)合金的耐磨性。另外，一部分也結(jié)合Co以復(fù)合硅化物的形態(tài)析出。此外，一部分?jǐn)U散到鐵基體中， 有助于硬質(zhì)相的固定，同時(shí)有助于鐵基體的淬透性提高、耐熱性提高、耐蝕性提高、由碳化物形成帶來(lái)的耐磨性的提高等。Mo含量小于20質(zhì)量％的場(chǎng)合，析出的鉬硅化物的量變少， 耐磨性的提高不充分。另一方面，Mo含量為20質(zhì)量％以上時(shí)，析出了足夠量的鉬硅化物，提高耐磨性的效果變得顯著。另外，鉬硅化物的析出量與硬質(zhì)相的Mo含量成比例地增加，但當(dāng)Mo量達(dá)到約45質(zhì)量％時(shí)，析出的鉬硅化物在硬質(zhì)相的合金基體中以顆粒形狀呈叢狀地析出(圖如)。 當(dāng)Mo量比該量還多時(shí)，叢狀地析出的析出顆粒增加的結(jié)果，析出顆粒彼此結(jié)合起來(lái)，當(dāng)Mo 硅化物為約48%以上時(shí)，鉬硅化物呈塊狀地成為一體而析出(圖4b)。但是，當(dāng)Mo含量超過(guò)60質(zhì)量％時(shí)，硬質(zhì)相形成粉末的硬度變高，損害成型時(shí)的壓縮性，即使采用后述的制造方法，閥座的密度比也小于90%，基體強(qiáng)度降低的結(jié)果，耐磨性反倒降低。另外，所形成的硬質(zhì)相變脆，因此由于沖擊，一部分脫落，通過(guò)研磨粉的作用，耐磨性反倒降低。因此，Mo含量規(guī)定為20-60質(zhì)量％。鉬硅化物的析出形態(tài)可以是以顆粒形狀呈叢狀地析出的形態(tài)和呈塊狀地成為一體而析出的形態(tài)中的任意形態(tài)。但是，在前者的鉬硅化物呈叢狀地析出的形態(tài)下，在發(fā)生金屬接觸的環(huán)境下，起硬質(zhì)顆粒功能的鉬硅化物以外的硬質(zhì)相的合金相部分成為基點(diǎn)，具有發(fā)生塑性流動(dòng)、粘著、易發(fā)生磨損的傾向。另一方面，在后者的鉬硅化物呈塊狀地成為一體而析出的形態(tài)下，通過(guò)釘銷(xiāo)效應(yīng)能夠抑制硬質(zhì)相的合金相部分的塑性流動(dòng)和粘著的發(fā)生， 能夠提高耐磨性。因此，優(yōu)選后者的鉬硅化物呈塊狀地成為一體而析出的形態(tài)。.Cr :3-12 質(zhì)量 ％Cr有助于硬質(zhì)相的Co基體的強(qiáng)化。另外，向鐵基體中擴(kuò)散，將硬質(zhì)相固定在鐵基體中，同時(shí)固溶于鐵基體，強(qiáng)化基體，由此有助于提高耐磨性。此外，Cr擴(kuò)散到鐵基體中，有助于硬質(zhì)相的固定，同時(shí)有助于提高鐵基體的淬透性、由形成鈍化被膜帶來(lái)的耐蝕性提高、 由形成碳化物帶來(lái)的耐磨性提高等。此外，在后述的第2方案的燒結(jié)閥座中，通過(guò)從硬質(zhì)相形成粉末中擴(kuò)散至鐵基體中的Cr、和通過(guò)硫化物粉末供給的S結(jié)合，在硬質(zhì)相的周?chē)纬蓾?rùn)滑性?xún)?yōu)異的鉻硫化物，有助于耐磨性提高。當(dāng)Cr含量不足3質(zhì)量％時(shí)，這些效果小。相反，當(dāng)Cr含量超過(guò)12質(zhì)量％時(shí)，由于Cr是易氧化的元素，因此粉末表面形成氧化被膜，在阻礙燒結(jié)的進(jìn)行的同時(shí)，由于氧化被膜，使得粉末變硬，因此發(fā)生壓縮性的降低。為此，即使采用后述的制造方法，閥座的密度比也小于90%，基體強(qiáng)度降低的結(jié)果，耐磨性反倒降低。 根據(jù)以上所述，Cr含量規(guī)定為3-12質(zhì)量％。.Si :1-5 質(zhì)量 ％Si主要與Mo反應(yīng)，形成耐磨性、潤(rùn)滑性?xún)?yōu)異的鉬硅化物，有助于提高燒結(jié)合金的耐磨性。Si含量小于1質(zhì)量％的場(chǎng)合，不能得到足夠的鉬硅化物，因此耐磨性的提高效果不充分。另一方面，當(dāng)Si含量過(guò)剩時(shí)，不與Mo反應(yīng)而擴(kuò)散到基體中的Si增加。某種程度的Si在基體中的擴(kuò)散，在硬質(zhì)相在基體中固定的方面、和通過(guò)使鐵基體硬化而提高耐磨性的方面是有效的?？墒?，過(guò)剩的Si的擴(kuò)散，使鐵基體過(guò)硬，并且變脆，由此在降低鐵基體的耐磨性的同時(shí)，還增加配對(duì)構(gòu)件的攻擊性。因此不優(yōu)選。在這里，如果降低不與Mo反應(yīng)的 Si量，則可使Mo量適當(dāng)，避免增加粉末的硬度。因此，將不與Mo反應(yīng)而擴(kuò)散到基體中的Si 開(kāi)始增加的5質(zhì)量％規(guī)定為Si含量的上限。根據(jù)以上所述，Si含量規(guī)定為1-5質(zhì)量％。.Co:余量Co作為硬質(zhì)相的合金基體有助于硬質(zhì)相的耐熱性和耐蝕性提高。另外，向鐵基體中擴(kuò)散，將硬質(zhì)相固定在鐵基體中，同時(shí)有助于提高鐵基體的耐熱性。(基體的內(nèi)容)本發(fā)明的燒結(jié)閥座，在進(jìn)行金屬組織觀察時(shí)，例如用硝酸乙醇腐蝕液等腐蝕的場(chǎng)合，呈現(xiàn)在整個(gè)面為白色的基體組織中分散有上述硬質(zhì)相的金屬組織。該整個(gè)面為白色的金屬組織是上述硬質(zhì)相所含的各種元素?cái)U(kuò)散至鐵基體中而形成的，由于大量含有硬質(zhì)相， 因此在金屬組織整個(gè)面上反映了其效果。即，該白色的基體組織，通過(guò)固溶來(lái)自硬質(zhì)相的各合金元素，耐磨性、耐蝕性和耐熱性等特性得到改良。但是，當(dāng)來(lái)自硬質(zhì)相的各種元素的擴(kuò)散不充分時(shí)，該部分作為珠光體、索氏體或貝氏體而殘留，上述效果變得不充分。為此，作為本發(fā)明的燒結(jié)閥座的基體組織，必須不含有這些缺乏耐磨性、耐蝕性、耐熱性的組織，即珠光體、索氏體和貝氏體。具體地講，基體組織是鐵素體(高合金鐵素體)、殘余奧氏體和馬氏體中的1種或2種以上的混合組織，更優(yōu)選是殘余奧氏體和馬氏體中的1種或2種的混合組織。如上所述，本發(fā)明的燒結(jié)閥座的基體，由于來(lái)自大量分散的硬質(zhì)相的各種元素的擴(kuò)散，作為閥座所必需的各種特性得到改善，但作為其組成，推薦使用含有1種或2種以上的下述合金元素的組成?！?Mo :0.2-5 質(zhì)量 ％Mo是具有下述作用的元素提高基體的淬透性，從而提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；提高基體的回火軟化抗力，防止反復(fù)使用時(shí)的耐磨性降低的作用；提高高溫強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度， 提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；使奧氏體硬化，提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；形成碳化物，提高耐磨性的作用；通過(guò)與Cr 一起固溶，提高耐蝕性的作用；等等。當(dāng)賦予基體的Mo量不足0. 2質(zhì)量％時(shí)，上述效果不充分。另外，Mo是擴(kuò)散速度比較慢的元素，與以單質(zhì)粉末的形態(tài)賦予相比，優(yōu)選以合金粉末的形態(tài)賦予，但該場(chǎng)合，當(dāng)Mo量超過(guò)5質(zhì)量％時(shí)，合金粉末的硬度增加， 原料粉末的壓縮性更進(jìn)一步受損。· Cr :0· 05-4 質(zhì)量 ％Cr是具有下述作用的元素提高基體的淬透性，從而提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；形成鈍化膜，提高耐蝕性的作用；形成碳化物，提高耐磨性的作用；使奧氏體硬化，提高強(qiáng)度、 耐磨性的作用；等等。賦予基體的Cr量不足0.05質(zhì)量％時(shí)，上述效果不充分。另外，由于 Cr是易氧化的元素，因此當(dāng)以單質(zhì)粉末的形態(tài)賦予時(shí)，由于牢固的氧化物的作用，元素不進(jìn)行擴(kuò)散。為此，優(yōu)選Cr以合金粉末的形態(tài)賦予。但是，當(dāng)Cr量超過(guò)4質(zhì)量％時(shí)，原料粉末的硬度增加，原料粉末的壓縮性更進(jìn)一步受損?！?V :0· 05-0. 6 質(zhì)量％V是具有下述作用的元素使奧氏體硬化，提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；形成碳化物， 提高耐磨性的作用；提高基體的回火軟化抗力，防止反復(fù)使用時(shí)的耐磨性降低的作用；防止奧氏體晶粒粗化，提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；等等。賦予基體的V量不足0.05質(zhì)量％時(shí)，上述效果變得不充分。另外，V是擴(kuò)散速度比較慢的元素，與以單質(zhì)粉末的形態(tài)賦予相比， 優(yōu)選以合金粉末的形態(tài)賦予，但該場(chǎng)合，當(dāng)V量超過(guò)0. 6質(zhì)量％時(shí)，合金粉末的硬度增加，原料粉末的壓縮性更進(jìn)一步受損。· Ni :0· 1-10 質(zhì)量％Ni是具有下述作用的元素提高基體的淬透性，從而提高強(qiáng)度、耐磨性的作用；形成奧氏體，對(duì)基體賦予韌性的作用；與Cr 一起提高基體的耐蝕性的作用；等等。賦予基體的 Ni量不足0. 1質(zhì)量％時(shí)，上述效果變得不充分，當(dāng)M量超過(guò)10質(zhì)量％時(shí)，雖然在耐蝕性、韌性方面優(yōu)異，但是耐磨性低的奧氏體變得過(guò)剩，耐磨性反倒降低，同時(shí)在以合金粉末的形態(tài)賦予的場(chǎng)合，合金粉末的硬度增加，原料粉末的壓縮性更進(jìn)一步受損。再者，由于Ni是在鐵基體中的擴(kuò)散速度較快的元素，因此既可以以單質(zhì)粉末的形態(tài)賦予，又可以以合金粉末的形態(tài)賦予。.Cu :0.5-5 質(zhì)量 ％Cu是具有提高基體的淬透性，提高強(qiáng)度、耐磨性的作用的元素。當(dāng)賦予基體的Cu 量不足0. 5質(zhì)量％時(shí)，上述效果變得不充分，當(dāng)Cu量超過(guò)5質(zhì)量％時(shí)，軟質(zhì)的游離銅相在基體組織中大量分散，損害耐磨性。再者，由于Cu是在鐵基體中的擴(kuò)散速度快的元素，因此既可以以單質(zhì)粉末的形態(tài)賦予，又可以以合金粉末的形態(tài)賦予?！?Co :5. 5-7. 5 質(zhì)量 ％Co是具有對(duì)基體賦予耐熱性、防止強(qiáng)度、耐磨性降低的作用、固溶于奧氏體中，在反復(fù)使用時(shí)保持基體硬度的作用等的元素。當(dāng)賦予基體的Co量不足5. 5質(zhì)量％時(shí)，上述效果變得不充分。另外，Co是擴(kuò)散速度較慢的元素，與以單質(zhì)粉末的形態(tài)賦予相比，優(yōu)選以合金粉末的形態(tài)賦予，但該場(chǎng)合，當(dāng)Co量超過(guò)7. 5質(zhì)量％時(shí)，合金粉末的硬度增加，原料粉末的壓縮性更進(jìn)一步受損。含有上述合金元素的基體組織可通過(guò)使用例如下述的(A)-(E)的鋼粉末來(lái)得到。 即為下述等等的鋼粉末㈧由Mo :1. 5-5質(zhì)量％和余量為！^及不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；(B)由Cr :2-4質(zhì)量％、Mo :0. 2-0. 4質(zhì)量％、V :0. 2-0. 4質(zhì)量％、和余量為！^和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；(C)由Co :5. 5-7. 5質(zhì)量％、Mo :0. 5-3質(zhì)量％、Ni :0. 1-3質(zhì)量％、 和余量為1 和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；(D)由Mo 0. 4-4質(zhì)量％、Ni :0. 6-5質(zhì)量％、 Cu 0. 5-5質(zhì)量％、Cr :0. 05-2質(zhì)量％、V :0. 05-0. 6質(zhì)量％、和余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；和(E)由Ni :1-10質(zhì)量％、Cu :1-3質(zhì)量％、Mo :0. 4-1. 0質(zhì)量％、和余量為狗和不可避免的雜質(zhì)組成的部分?jǐn)U散鋼粉末。這些鋼粉末是在現(xiàn)有的燒結(jié)閥座中使用的鋼粉末，市場(chǎng)有售、可廉價(jià)地得到。這些鋼粉末可以只使用1種，在達(dá)到上述組成的范圍內(nèi)可以混合多種來(lái)使用。進(jìn)而，也可以與鎳粉末、銅粉末混合來(lái)使用。<燒結(jié)閥座的制造方法>本發(fā)明的燒結(jié)閥座，其特征在于，在基體中大量地分散上述的硬質(zhì)相達(dá)40-70質(zhì)量％，同時(shí)，在基體中不存在珠光體、貝氏體、和索氏體，這樣的耐熱性和耐蝕性低的部位是各合金元素從硬質(zhì)相向鐵基體的擴(kuò)散不充分的部分，在從基體形成粉末表面到粉末中心的距離大到超過(guò)擴(kuò)散距離的場(chǎng)合發(fā)生。因此，如果使用從基體形成粉末的表面到粉末中心的距離小于各合金元素的擴(kuò)散距離的粉末，即如果作為基體形成粉末使用微粉末，則在鐵基體整體中，來(lái)自硬質(zhì)相的合金元素的擴(kuò)散變得均勻，可給基體整體均勻地帶來(lái)這些合金元素的效果。為此，在本發(fā)明的燒結(jié)閥座的制造方法中，使用的基體形成粉末的最大粒徑規(guī)定為74 μ m。另外，作為基體形成粉末，含有最大粒徑超過(guò)74 μ m的粉末的場(chǎng)合，在基體組織中易殘留珠光體、貝氏體、索氏體之類(lèi)的耐蝕性、耐熱性不充分的部位。另外，本發(fā)明的燒結(jié)閥座是分散了大量的硬質(zhì)相的閥座，當(dāng)為了增加在基體中分散的硬質(zhì)相的量而只增加硬質(zhì)相形成粉末在基體原料粉末中的添加量時(shí)，不能得到具有良好的密度比的燒結(jié)閥座。即，由于硬質(zhì)相形成粉末硬，因此當(dāng)在原料粉末中大量含有時(shí)，損害原料粉末的壓縮性，壓粉體的密度降低。即使燒結(jié)這樣的低密度壓粉體，密度也不能提高，只能得到低密度的燒結(jié)體的結(jié)果，強(qiáng)度和耐磨性降低。另外，當(dāng)強(qiáng)制提高壓粉體的密度時(shí)，即使增加壓粉成型時(shí)的成型壓力，由于硬的硬質(zhì)相形成粉末的彈性系數(shù)高，因此成型后從模具拉出時(shí)，被壓縮并發(fā)生彈性變形的硬質(zhì)相形成粉末彈性回復(fù)，在成型時(shí)形成的粉末彼此之間的密合狀態(tài)被破壞，即使燒結(jié)，也不進(jìn)行粉末間的熔合(頸長(zhǎng)成)，強(qiáng)度和耐磨性降低。另一方面，象上述那樣作為基體形成粉末使用微粉末時(shí)，粉末的表面積變大，此時(shí)粉末彼此之間的接觸面積增加，因此進(jìn)行燒結(jié)能實(shí)現(xiàn)致密化，即使是大量地含有硬質(zhì)相形成粉末的原料粉末，也獲得得到作為燒結(jié)閥座所必需的密度這一效果。在硬質(zhì)相形成粉末的添加量為40-70質(zhì)量％的場(chǎng)合，如果作為基體形成粉末使用最大粒徑74 μ m以下的粉末，則象上述那樣可得到在基體組織中不殘留珠光體、貝氏體、和索氏體的組織，同時(shí)可得到作為燒結(jié)閥座所必需的密度，基體形成粉末越是細(xì)的粉末，從表面到中心的距離越小，同時(shí)表面積變大，燒結(jié)時(shí)的致密化易進(jìn)行。因此，使用具有最大粒徑為46 μ m的粉末占90%以上、最大粒徑為74 μ m的粉末為余量的粒度構(gòu)成的微粉末更有效。當(dāng)連硬質(zhì)相形成粉末也為微粉時(shí)，原料粉末的壓縮性更進(jìn)一步降低，因此硬質(zhì)相形成粉末需要使用最大粒徑為150 μ m的某種程度粒徑大的粉末。優(yōu)選的是，作為硬質(zhì)相形成粉末使用含有40質(zhì)量％以上的最大粒徑74 μ m的粉末的粉末，這樣的話(huà)，相對(duì)于上述的基體形成粉末，可確保硬質(zhì)相形成粉末的大小，壓縮性的降低很小。石墨粉末在燒結(jié)時(shí)擴(kuò)散到基體形成粉末中，強(qiáng)化鐵基體，同時(shí)，其一部分以碳化物形式析出，有助于提高基體和硬質(zhì)相的耐磨性。這樣的石墨粉末添加量不足0. 8質(zhì)量％時(shí)， 其效果不充分。另一方面，當(dāng)超過(guò)2.0質(zhì)量％時(shí)，析出的碳化物的量過(guò)大，基體強(qiáng)度降低，耐磨性反倒降低，同時(shí)，配對(duì)方攻擊性變大。因此，石墨粉末的添加量規(guī)定為0. 8-2. 0質(zhì)量％。由以上的知識(shí)見(jiàn)解得到的是本發(fā)明的燒結(jié)閥座的制造方法，該制造方法的特征在于，在最大粒徑為74 μ m的基體形成粉末中，添加混合最大粒徑為150μπι、組成由Mo 20-60 質(zhì)量％、Cr :3-12質(zhì)量％、Si 1-5質(zhì)量％、及余量的Co和不可避免的雜質(zhì)組成的硬質(zhì)相形成粉末40-70質(zhì)量％、和石墨粉末0. 8-2. 0質(zhì)量％，將由此得到的原料粉末壓粉成型為所要求的形狀之后，進(jìn)行燒結(jié)。最大粒徑為74 μ m的粉末，是通過(guò)了 200目的篩篦的粉末，最大粒徑為46 μ m的粉末，是通過(guò)了 300目的篩篦的粉末，最大粒徑為150 μ m的粉末，是通過(guò)了 90目的篩篦的粉末。因此，通過(guò)采用這些篩篦來(lái)分級(jí)，可得到所希望的上述粒度構(gòu)成的粉末。另外，基體形成粉末，可使用現(xiàn)有一直使用的上述(A)-(E)的鋼粉末中的1種或2 種以上的混合粉末。此外，為了強(qiáng)化基體，也能夠在上述組成的范圍內(nèi)使用鎳粉末、銅粉末。[2]第2方案的燒結(jié)閥座第2方案的燒結(jié)閥座，其特征在于，在上述第1方案的燒結(jié)閥座的金屬組織中，在硬質(zhì)相的周?chē)龀龇稚⒅t硫化物。圖5(a)、圖5(b)模式地表示該第2發(fā)明的燒結(jié)閥座的金屬組織，通過(guò)潤(rùn)滑性?xún)?yōu)異的鉻硫化物析出分散于硬質(zhì)相的周?chē)?，滑溜地?yīng)付施加在硬質(zhì)相上的載荷，防止硬質(zhì)相自身塑性流動(dòng)，其結(jié)果，耐磨性可更進(jìn)一步提高。再者，圖5(a)是在硬質(zhì)相中析出的鉬硅化物呈叢狀地析出的形態(tài)的圖，圖5(b)是在硬質(zhì)相中析出的鉬硅化物呈塊狀地成為一體而析出的形態(tài)的圖，在硬質(zhì)相周?chē)龀龇稚⒌你t硫化物，在任何場(chǎng)合都具有改善潤(rùn)滑性的效果。為了在硬質(zhì)相的周?chē)龀龇稚⑦@樣的鉻硫化物，在原料粉末中，以原料粉末中的S 量達(dá)0.04-5質(zhì)量％的量添加包含(F) 二硫化鉬粉末、(G) 二硫化鎢粉末、(H)硫化鐵粉末、 (I)硫化銅粉末之中的至少1種的硫化物粉末即可。由此，(F)-(I)的硫化物粉末在燒結(jié)時(shí)分解產(chǎn)生的S，與從硬質(zhì)相形成粉末擴(kuò)散到鐵基體中的Cr反應(yīng)，在硬質(zhì)相周?chē)龀鲢t硫化物。金屬硫化物不完全穩(wěn)定，一部分金屬硫化物在燒結(jié)時(shí)易分解，二硫化鉬、硫化鎢、 硫化鐵、及硫化銅在特定的條件下易分解，這記載于參考文獻(xiàn)(化學(xué)大辭典9縮印版共立出版株式會(huì)社昭和39年3月15日發(fā)行)中。另外，在實(shí)際的燒結(jié)過(guò)程中，通過(guò)氣氛中所含的水分、氧、氫和吸附于鐵粉表面的水分和氧的脫離，有時(shí)滿(mǎn)足分解條件而分解，另外，硫化物與在高溫下變得有活性的金屬表面反應(yīng)，或者在高溫下變得有活性的金屬表面起催化劑作用，促進(jìn)硫化物的分解，這可充分考慮到。另一方面，硫化錳和硫化鉻根據(jù)上述參考文獻(xiàn)也判斷為難分解的金屬硫化物。另外，硫化物的形成能力與電負(fù)性相關(guān)，S具有易與電負(fù)性低的元素結(jié)合，形成硫化物的傾向，在這里，各元素的電負(fù)性排序如下Mn (1.5) < Cr (1.6) < Fe，Ni，Co，Mo (1. 8) < Cu (1.9)由于Mn最易結(jié)合，因此可選擇性地析出錳硫化物。該序列也與上述參考文獻(xiàn)的記載一致。因此，在本發(fā)明的燒結(jié)閥座的制造方法中，作為S供給源，使用包含(F) 二硫化鉬粉末、(G) 二硫化鎢粉末、(H)硫化鐵粉末、(I)硫化銅粉末之中的至少1種的硫化物粉末。為了使用上述那樣的硫化物粉末，在硬質(zhì)相的周?chē)龀龇稚⒆銐蛄康你t硫化物顆粒，硫化物粉末的添加量，按S分計(jì)，需要0. 04質(zhì)量％以上。另一方面，過(guò)剩的硫化物粉末的添加，導(dǎo)致分解后殘留的氣孔量增大，由此引起閥座的強(qiáng)度降低，起因于此，將招致耐磨性降低，因此，將其上限需要控制在按S分計(jì)為5質(zhì)量％的量。另外，由于硫化物粉末在燒結(jié)時(shí)分解、消失，因此當(dāng)使用粗大的硫化物粉末時(shí)，存在硫化物粉末的部位在燒結(jié)后變成粗大的氣孔而殘留，因此使用的硫化物粉末的粒徑以43 μ m以下為宜。[3]第3方案的燒結(jié)閥座第3方案的燒結(jié)閥座，是在第2方案的燒結(jié)閥座的基體中，進(jìn)一步分散了 5-20質(zhì)量％的呈叢狀地析出鉻硫化物顆粒的潤(rùn)滑相的燒結(jié)閥座。圖6(a)、圖6(b)模式地表示該第 3發(fā)明的燒結(jié)閥座的金屬組織，通過(guò)潤(rùn)滑性?xún)?yōu)異的鉻硫化物分散于硬質(zhì)相的周?chē)?，同時(shí)點(diǎn)狀地分散該在基體中呈叢狀地析出該鉻硫化物的潤(rùn)滑相，基體的潤(rùn)滑性提高，耐磨性被改善。 再者，圖6(a)是在硬質(zhì)相中析出的鉬硅化物呈叢狀地析出的形態(tài)的圖，圖6(b)是在硬質(zhì)相中析出的鉬硅化物呈塊狀地成為一體而析出的形態(tài)的圖，在基體中呈叢狀地析出有鉻硫化物的潤(rùn)滑相，在任何場(chǎng)合都具有改善潤(rùn)滑性的效果。在切削加工閥座時(shí)，硫化物均勻地分散在基體中的場(chǎng)合，刀頭均勻地碰撞硫化物， 因此，在切削阻力降低的同時(shí)，由于切屑斷裂作用，切削粉的去除變得容易，可防止熱在刀頭上的積蓄，刀頭溫度降低等的切削性提高的效果變高。另一方面，由于硫化物顆粒自身小，因此為了提高基體組織的潤(rùn)滑性、提高耐磨性，需要大量的硫化物，但當(dāng)在基體中分散大量的硫化物時(shí)，會(huì)引起基體強(qiáng)度降低。為此，在本發(fā)明中，通過(guò)呈叢狀地、點(diǎn)狀地在基體中分散潤(rùn)滑性?xún)?yōu)異的鉻硫化物， 通過(guò)不引起基體強(qiáng)度降低的程度的適量的鉻硫化物來(lái)實(shí)現(xiàn)基體耐磨性的提高。這樣的潤(rùn)滑相在基體中的分散量不足5質(zhì)量％時(shí)，由基體的潤(rùn)滑性提高帶來(lái)的耐磨性提高的效果不充分。另一方面，鉻硫化物超過(guò)20質(zhì)量％而分散時(shí)，基體的強(qiáng)度降低變得顯著。因此，鉻硫化物在基體中的分散需要為5-20質(zhì)量％。呈叢狀地析出有上述鉻硫化物顆粒的潤(rùn)滑相，可通過(guò)在原料粉末中添加含有4-25 質(zhì)量％的Cr的含鉻鋼粉末來(lái)形成。即，在燒結(jié)過(guò)程中，上述硫化物粉末分解產(chǎn)生的S，與含鉻鋼粉末中的Cr結(jié)合，鉻硫化物在原來(lái)的含鉻鋼粉末的部分中析出，由此變成在基體中呈叢狀地分散的組織。因此，潤(rùn)滑相的組成與原來(lái)的含鉻鋼粉末的組成大體一致，為含有4-25 質(zhì)量％的Cr的潤(rùn)滑相。另外，呈叢狀地析出有鉻硫化物的部分的合金基體，為Fe-Cr系合金基體。該潤(rùn)滑相中的Cr量不足4質(zhì)量％時(shí)，鉻硫化物的析出變得不充分，不能有助于耐磨性提高。另一方面，當(dāng)Cr量超過(guò)25質(zhì)量％時(shí)，含鉻鋼粉末變硬，在損害壓縮性的同時(shí)，產(chǎn)生σ相而脆化，因此上限需要規(guī)定為25質(zhì)量％。潤(rùn)滑相象上述那樣可利用含有4-25質(zhì)量％的Cr的含鉻鋼粉末來(lái)形成，該含鉻鋼粉末具體地可從下述的(L)-(Q)之中的至少1種中選擇。即，(L)由Cr 4-25質(zhì)量％、和余量的!^e和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(M)由Cr :4_25質(zhì)量％、Ni :3. 5-22質(zhì)量％、 和余量的狗和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(N)由Cr 4-25質(zhì)量％、Ni :3. 5-22質(zhì)量％、選自 Mo 0. 3-7 質(zhì)量％、Cu :1-4 質(zhì)量％、Al :0. 1-5 質(zhì)量％、N :0. 3 質(zhì)量％ 以下、Mn 5. 5-10 質(zhì)量％、Si 0. 15-5 質(zhì)量％、Nb :0. 45 質(zhì)量％ 以下、P :0. 2 質(zhì)量％ 以下、S :0. 15 質(zhì)量％以下、和Se 0. 15質(zhì)量％以下之中的至少1種以上、及余量的!^e和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(0)由Cr 4-25質(zhì)量％、Ni :3. 5-22質(zhì)量％、選自Mo :0. 3-7質(zhì)量％、Cu 1-4 質(zhì)量％、A1 :0. 1-5 質(zhì)量％、N :0. 3 質(zhì)量％ 以下、Mn :5. 5-10 質(zhì)量％、Si :0. 15-5 質(zhì)量％、 Nb 0. 45質(zhì)量％以下、P 0. 2質(zhì)量％以下、S 0. 15質(zhì)量％以下、和k :0. 15質(zhì)量％以下之中的至少1種以上、及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(P)由Cr :7. 5-25質(zhì) fi%,Mo :0. 3-3. 0 質(zhì)量％、C :0. 25-2. 4 質(zhì)量％、及 V :0. 2-2. 2 質(zhì)量％和 W :1. 0-5. 0 質(zhì)量％ 的1種或2種以上、余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；和(Q)由Cr :4_6質(zhì)量％、Mo 4-8質(zhì)量％、V 0. 5-3質(zhì)量％、W :4_8質(zhì)量％、C :0. 6-1. 2質(zhì)量％、和余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末。上述(L)為!^e-Cr合金，Cr超過(guò)12質(zhì)量％的該合金作為鐵素體系不銹鋼粉是人們知道的。另外，象上述(N)那樣用其他元素改善特性的鐵素體系不銹鋼粉也可使用。上述(M)是！^-Ni-Cr合金，Cr超過(guò)12質(zhì)量％的該合金作為奧氏體系不銹鋼粉是人們知道的。 另外，象上述(0)那樣用其他元素改善特性的奧氏體系不銹鋼粉也可使用。上述(P)作為模具鋼粉是人們知道的，原來(lái)，含有的Cr作為鉻碳化物析出，但象本發(fā)明那樣與S共存的場(chǎng)合，析出的Cr的大部分作為鉻硫化物析出。再者，得到部分地殘留鉻碳化物，或者鉬碳化物、釩碳化物、鎢碳化物、及它們的復(fù)合碳化物析出，并與鉻硫化物共存的潤(rùn)滑相。上述(Q)作為高速工具鋼粉是人們知道的，與上述(P)同樣，得到除了與S共存，析出鉻硫化物以外， 部分地殘留鉻碳化物，或者鉬碳化物、釩碳化物、鎢碳化物、及它們的復(fù)合碳化物析出，并與鉻硫化物共存的潤(rùn)滑相。在本發(fā)明的第3方案的燒結(jié)閥座中，在上述潤(rùn)滑相中碳化物可以與鉻硫化物一起均析出。具體講，使用上述的(P)和(Q)的含鉻鋼粉末的場(chǎng)合，成為在潤(rùn)滑相中碳化物與鉻硫化物一起析出的組織，但在該場(chǎng)合，通過(guò)在潤(rùn)滑相中析出碳化物，防止?jié)櫥嗟暮辖鸹w部分的塑性流動(dòng)，能夠更加提高耐磨性。比較含鉻鋼粉末(P)和⑴)，(P) —方得到碳化物析出得少的潤(rùn)滑相，(Q) —方得到碳化物析出得多的潤(rùn)滑相，可根據(jù)所希望的特性適宜選擇。上述第1-第3方案的燒結(jié)閥座，可并用歷來(lái)進(jìn)行的添加改善切削性的物質(zhì)的方法來(lái)制造。例如，可使用在上述的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的氣孔中、或粉末晶粒邊界分散硅酸鎂系礦物、氮化硼、硫化錳、氟化鈣、鉍、硫化鉻、鉛之中的至少1種的方法。這些改善切削性的物質(zhì)在高溫下也穩(wěn)定，即使以粉末的形態(tài)添加到原料粉末中， 在燒結(jié)過(guò)程中也不分解，作為改善切削性的物質(zhì)分散在氣孔中或粉末晶粒邊界，更進(jìn)一步改善切削性。另外，并用添加改善切削性的物質(zhì)的方法的場(chǎng)合的改善切削性的物質(zhì)粉末的添加量，當(dāng)過(guò)剩地添加時(shí)，損害耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度，招致耐磨性降低，因此優(yōu)選上限為 2.0質(zhì)量％。此外，在本發(fā)明的燒結(jié)閥座中，可象上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2等所記載的那樣并用下述的技術(shù)采用鉛或鉛合金、銅或銅合金、丙烯酸樹(shù)脂之中的任意物質(zhì)，采用浸漬或溶液浸滲的方法充滿(mǎn)耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的氣孔，由此改善切削性。S卩，通過(guò)使氣孔中存在鉛或鉛合金、銅或銅合金、丙烯酸樹(shù)脂，在切削時(shí)為工具的刀頭與燒結(jié)閥座的坯材總是接觸的連續(xù)切削。因此，具有下述效果減少給予工具的沖擊， 防止刀頭損傷，提高切削性。另外，由于鉛或鉛合金、銅或銅合金為軟質(zhì)，因此附著在工具刃面，保護(hù)工具的刀頭，防止積屑瘤的形成，提高切削性和工具的壽命，同時(shí)，在使用時(shí)，在閥座和閥的對(duì)向面之間起固體潤(rùn)滑劑作用，有減少雙方的磨損的作用。此外，銅或銅合金的熱導(dǎo)率高，在切削時(shí)將刀頭產(chǎn)生的熱散發(fā)到外部，防止刀頭部積蓄熱，有減輕刀頭部損傷的效 根據(jù)本發(fā)明，能夠得到在含有大量的硬質(zhì)相的同時(shí)，具有充分的燒結(jié)體密度的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件，因此能夠更加提高現(xiàn)有的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的耐磨性和強(qiáng)度。另外，使用不銹鋼粉末作為基體形成粉末的耐磨性燒結(jié)構(gòu)件，基體的耐蝕性提高，在耐蝕性和耐磨性都要重視的場(chǎng)合是優(yōu)選的。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在燒結(jié)閥座的基體中分散40-70質(zhì)量％的硬質(zhì)相，即使在對(duì)伴隨著金屬接觸的閥座材料的負(fù)荷高的過(guò)苛環(huán)境下，也能夠發(fā)揮更進(jìn)一步高的耐磨性。 因此，在CNG發(fā)動(dòng)機(jī)、重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境下，獲得發(fā)揮優(yōu)異的高溫耐磨性的效果。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例中的粒徑46 μ m以下的粉末的比例與密度比和磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例中的硬質(zhì)相形成粉末的添加量與密度比和磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例中的硬質(zhì)相形成粉末中的Mo量與密度比和磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖4是模式地表示出本發(fā)明中第1方案的燒結(jié)閥座的金屬組織的圖。圖5是模式地表示出本發(fā)明中第2方案的燒結(jié)閥座的金屬組織的圖。圖6是模式地表示出本發(fā)明中第3方案的燒結(jié)閥座的金屬組織的圖。圖7是模式地表示出現(xiàn)有的燒結(jié)閥座的金屬組織的圖。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例中的硬質(zhì)相的量與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例中的硬質(zhì)相中的Mo量與磨損量的關(guān)系的實(shí)施例的曲線(xiàn)圖。圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例中的基體形成粉末的粒度構(gòu)成與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例中的基體的種類(lèi)與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例中的總體組成中的S量與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例中的硫化物粉末的種類(lèi)與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例中的潤(rùn)滑相與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例中的潤(rùn)滑相形成粉末的種類(lèi)與磨損量的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖16是實(shí)施例中的本發(fā)明例(第1方案的燒結(jié)閥座)、比較例和現(xiàn)有例的金屬組織照片。圖17是本發(fā)明的第2方案的燒結(jié)閥座的金屬組織照片。圖18是本發(fā)明的第3方案的燒結(jié)閥座的金屬組織照片。
具體實(shí)施例方式[實(shí)施例1]作為基體形成粉末，準(zhǔn)備具有表1所示的粒度構(gòu)成的相當(dāng)于JIS標(biāo)準(zhǔn)SUS316的不銹鋼粉末，作為硬質(zhì)相形成粉末，準(zhǔn)備以質(zhì)量比表示，由Mo 28%, Si 2.5%, Cr :8%、余量的Co和不可避免的雜質(zhì)組成的Co基合金粉末，在基體形成粉末中添加、混合60質(zhì)量％的硬質(zhì)相形成粉末，得到了原料粉末。將該原料粉末在成型壓力1. 下壓粉成型為直徑 30mm、厚度IOmm的圓板形狀，將這樣得到的壓粉體在氨氣氣氛中以1250°C X IHr燒結(jié)，制作了試樣編號(hào)01-05的試樣。對(duì)于這些試樣，測(cè)定密度比的同時(shí)，進(jìn)行往復(fù)滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)，測(cè)定了試驗(yàn)后的磨損量。表1 一并示出這些結(jié)果。往復(fù)滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)，是一邊將直徑15mm、厚度22mm的輥(配對(duì)材料)的側(cè)面以規(guī)定的載荷按壓在上述圓板形狀試驗(yàn)片上，一邊作往復(fù)滑動(dòng)的摩擦試驗(yàn)。在該試驗(yàn)中，作為輥材料，使用對(duì)相當(dāng)于JIS標(biāo)準(zhǔn)SUS316的鋼錠表面實(shí)施了滲鉻處理(在表面被覆鉻的同時(shí)， 形成硬質(zhì)的鐵鉻金屬間化合物層，以提高耐磨性、耐燒結(jié)性和耐蝕性等的處理)的，在下述試驗(yàn)條件下進(jìn)行往復(fù)滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)載荷為40N，往復(fù)滑動(dòng)的頻率為20Hz，往復(fù)滑動(dòng)的振幅為1. 5mm，試驗(yàn)時(shí)間為20min，試驗(yàn)溫度為室溫。將其結(jié)果一并記在表1中，同時(shí)在圖1中示出ο
表權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，在如下所述的基體形成粉末中，添加、混合用90目的篩篦分級(jí)時(shí)通過(guò)了 90目的篩篦、組成由Mo :20-60質(zhì)量％、Cr :3-12質(zhì)量％、Si 1-5質(zhì)量％和余量的Co和不可避免的雜質(zhì)組成的硬質(zhì)相形成粉末50-70質(zhì)量％、以及石墨粉末0. 8-2. 0質(zhì)量％，對(duì)由此得到的原料粉末進(jìn)行壓粉成型之后，進(jìn)行燒結(jié)，所述基體形成粉末具有下述的粒度構(gòu)成用300目的篩篦分級(jí)時(shí)通過(guò)了 300目的篩篦的粉末占90質(zhì)量％以上，而用200目的篩篦分級(jí)時(shí)沒(méi)有通過(guò)300目的篩篦的粉末為余量， 并且是下述(A)-(E)之中的1種或2種以上的混合粉末，(A)由Mo:1. 5-5質(zhì)量％和余量為！^及不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；(B)由Cr:2-4質(zhì)量％、Mo :0. 2-0. 4質(zhì)量％、V :0. 2-0. 4質(zhì)量％、和余量為!^e和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；(C)由Co5. 5-7. 5質(zhì)量％、Mo :0. 5-3質(zhì)量％、Ni :0. 1-3質(zhì)量％、和余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；(D)由Mo 0. 4-4 質(zhì)量％、Ni :0. 6-5 質(zhì)量％、Cu :0. 5-5 質(zhì)量％、Cr :0. 05-2 質(zhì)量％、V 0. 05-0. 6質(zhì)量％、和余量為!^e和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼粉末；和(E)由Ni:1-10質(zhì)量％、Cu :1-3質(zhì)量％、Mo :0. 4-1. 0質(zhì)量％、和余量為！^和不可避免的雜質(zhì)組成的部分?jǐn)U散鋼粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，上述原料粉末中進(jìn)一步添加了下述(F)-(I)之中的至少1種硫化物粉末，該硫化物粉末的添加量為使原料粉末中的S量達(dá)到0. 04-5質(zhì)量％的量，(F)二硫化鉬粉末；(G)二硫化鎢粉末；(H)硫化鐵粉末；和(I)硫化銅粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，上述原料粉末中進(jìn)一步添加了 5-20質(zhì)量％的用90目的篩篦分級(jí)時(shí)通過(guò)了 90目的篩篦的粉末作為潤(rùn)滑相形成粉末，其是由下述(J)-(N)之中的至少1種組成的含鉻鋼粉末，(J)由Cr 4-25質(zhì)量％、和余量的！^和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(K)由Cr :4-25質(zhì)量％、Ni :3. 5_22質(zhì)量％、和余量的！^和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(L)由 Cr :4-25 質(zhì)量％、Ni :3. 5-22 質(zhì)量％、選自 Mo :0. 3-7 質(zhì)量％、Cu :1_4 質(zhì)量％、A1 0. 1-5 質(zhì)量％、N :0. 3 質(zhì)量％ 以下、Mn :5. 5-10 質(zhì)量％、Si :0. 15-5 質(zhì)量％、Nb :0. 45 質(zhì)量％ 以下、P 0. 2質(zhì)量％以下、S 0. 15質(zhì)量％以下和k 0. 15質(zhì)量％以下之中的至少1種以上、 及余量的狗和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；(M)由 Cr 7. 5-25 質(zhì)量 ％、Mo :0. 3-3. 0 質(zhì)量％、C :0. 25-2. 4 質(zhì)量 ％及 V :0. 2-2. 2 質(zhì)量％和W 1. 0-5. 0質(zhì)量％的1種或2種以上、余量的!^e和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末；和(N)由 Cr 4-6 質(zhì)量％、Mo :4_8 質(zhì)量％、V :0. 5-3 質(zhì)量％、W :4_8 質(zhì)量％、C :0. 6-1. 2 質(zhì)量％、和余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的含鉻鋼粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，上述原料粉末進(jìn)一步含有5質(zhì)量％以下的鎳粉末。
5 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，上述原料粉末進(jìn)一步含有5質(zhì)量％以下的銅粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，上述原料粉末含有2質(zhì)量％以下的硫化錳粉末、氟化鈣粉末、氮化硼粉末、硅酸鎂系礦物粉末、鉍粉末和氧化鉍粉末之中的至少1種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)閥座的制造方法，其特征在于，燒結(jié)后，向燒結(jié)體的氣孔中浸漬或溶液浸滲鉛、鉛合金、銅、銅合金或丙烯酸樹(shù)脂中的任意物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐磨性燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，該方法對(duì)含有基體形成粉末和硬質(zhì)相形成粉末的原料粉末進(jìn)行壓粉成型，并進(jìn)行燒結(jié)，其中，基體形成粉末的90質(zhì)量％以上為最大粒徑46μm的微粉末，硬質(zhì)相形成粉末在原料粉末中所占的比例為40-70質(zhì)量％。
文檔編號(hào)B22F3/16GK102172775SQ20111009406
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者吉弘辰明, 坪井徹, 河田英昭, 真木邦雄, 藤塚裕樹(shù) 申請(qǐng)人:日立粉末冶金株式會(huì)社