專利名稱：耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料、耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在建筑機(jī)械等的轉(zhuǎn)動(dòng)部位中經(jīng)常使用的密封材料等中的，特別是在高表面壓力、低速度、高速度等惡劣的潤滑狀況下滑動(dòng)時(shí)用于改善耐燒粘性和防止異常磨損，并延長磨損壽命的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料；同時(shí)涉及將此耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料燒結(jié)接合在里襯金屬構(gòu)件上并適用于密封潤滑油所用的浮動(dòng)密封件或工作機(jī)連接部位所用的止推墊圈、車輪部分履帶襯套的端面部位中的更高性能的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件及其制造方法。
背景技術(shù)：
被組裝在建筑機(jī)械的下轉(zhuǎn)輪的滾軸組件中的浮動(dòng)密封件(floatingseal)，為了防止砂土的進(jìn)入，多用高硬度的高碳高鉻鑄鐵制造，其在具有優(yōu)良的耐蝕性的同時(shí)，通過使硬質(zhì)的Cr7C3碳化物以占30％體積以上的比例大量結(jié)晶而改善了其燒粘性和耐磨性。另外，在更高速條件下滑動(dòng)的浮動(dòng)密封件件在其滑動(dòng)面上噴鍍由WC和自熔性合金形成的超硬噴鍍涂層后使用。
另外，像工作機(jī)襯套端面止推墊圈那樣，在更高表面壓力、更低速的潤滑脂潤滑下不發(fā)生粘附地滑動(dòng)，并且重視耐磨性和耐負(fù)重性的耐磨滑動(dòng)材料，采用經(jīng)過浸碳或高頻淬火的鋼制止推墊圈。另外，近年來，由于維護(hù)簡(jiǎn)易化的需要，為了不延長加脂間隔，例如在建筑機(jī)械的工作機(jī)連接部中一部分采用了以下措施，即工作機(jī)襯套使用的是浸漬了潤滑油的含油襯套，作為其端面部上配置的止推墊圈，使用的是在鋼表面噴鍍了由WC自熔性合金形成的、具有優(yōu)良耐燒粘性和耐磨性的超硬噴鍍涂層的止推墊圈。
而且，作為與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，關(guān)于有效提高馬氏體母相的抗回火軟化性的合金元素的添加法是本申請(qǐng)人以前的申請(qǐng)，公布在特愿2002-135274號(hào)和特愿2002-240967號(hào)中。
但是，在密封上述的下轉(zhuǎn)輪滾軸組件中的潤滑油的浮動(dòng)密封件件中，該裝置中由于砂土之間的碎裂運(yùn)動(dòng)使微小的砂土粒子進(jìn)入密封面并產(chǎn)生磨損，同時(shí)由于利用密封的潤滑油潤滑此密封面，因此當(dāng)潤滑條件變得極為苛刻，浮動(dòng)密封件件裝入時(shí)的定位壓(推壓力)變高時(shí)，就會(huì)存在在其滑動(dòng)面上顯著地產(chǎn)生燒粘、燒裂、異常磨損，以及引起漏油之類的問題。
另外，近年的推土機(jī)等建筑機(jī)械由于需要通過更高速的移動(dòng)來提高工作效率，因而由于浮動(dòng)密封件的高速轉(zhuǎn)動(dòng)化而產(chǎn)生同樣的粘附、燒裂、異常磨損現(xiàn)象，從而引起漏油的發(fā)生。
另外，雖然需要通過延長下轉(zhuǎn)輪的滾軸組件等的壽命來削減成本，但問題是，現(xiàn)有的耐磨鑄鋼材料不具有足夠的耐磨性。
而且，還會(huì)產(chǎn)生上述工作機(jī)軸承部所用的噴鍍止推墊圈由于進(jìn)入的砂土的咬入而受損傷的問題。
另外，雖然作為提高上述的浮動(dòng)密封件和止推墊圈的耐燒粘性和耐磨性的材料，對(duì)冷軋工具鋼(SKD材料)和高速鋼(SKH材料)等各種工具鋼的適用性進(jìn)行了研究，但是這些工具鋼并不一定具備足夠的耐燒粘性、耐磨性，并且這些鋼材的價(jià)格極高，同時(shí)考慮加工成制品形狀后的材料利用率時(shí)，會(huì)有材料費(fèi)和機(jī)械加工費(fèi)過高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，提供一種通過粉末燒結(jié)法而被高密度燒結(jié)的具有優(yōu)良的耐燒粘性和耐磨性的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料，另外還提供通過在燒結(jié)此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的工序中，將此材料燒結(jié)接合在里襯金屬上，來消除由燒結(jié)時(shí)的致密化引起的形狀、尺寸精度的不穩(wěn)定性的低變形耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件及其制造方法。
由高碳高鉻鑄鐵制造的浮動(dòng)密封件雖然具有在Fe-C-Cr相圖中的共晶組成(碳量約3.4重量％)附近的組成，在使Cr7C3碳化物作為初晶(棒狀，直徑2～3μm)結(jié)晶后，由微小的棒狀(直徑0.3μm)Cr7C3碳化物和奧氏體相(冷卻后為馬氏體相)形成共晶組織，使得硬質(zhì)的Cr7C3碳化物總量在30～40體積％，但是由于棒狀的Cr7C3碳化物沿著與凝固時(shí)的冷卻方向平行的方向排列，Cr7C3碳化物的脆弱的解理面(00·1)很容易沿著與浮動(dòng)密封件滑動(dòng)面平行的方向取向，因此會(huì)產(chǎn)生由于滑動(dòng)面的局部產(chǎn)生的膠粘力使微小的共晶碳化物(Cr7C3)容易破碎，而此破碎的粉末進(jìn)一步促進(jìn)膠粘與磨損的實(shí)質(zhì)性問題。
另外，SKD1，SKD2，SKD11等高碳高鉻系工具鋼熔煉材料中，雖然高合金鋼特有的巨大碳化物(Cr7C3型)和微小的Cr7C3碳化物在馬氏體母相中析出分散，但是由于有大量的巨大碳化物分散不均一，以及總碳化物量不超過20體積％，因此具有上述耐燒粘性和耐磨性不夠充分的問題。而且，在更高硬度的SKH2，SKH10，SKH54，SKH57等的高速鋼熔煉材料中，雖然使M6C型碳化物或MC型碳化物在馬氏體母相中大量析出分散，但是由于其總碳化物含量不超過15體積％，也明顯地具有與上述高碳高鉻系工具鋼相同的問題。
有鑒于此類問題，在本發(fā)明之一中，在即使像上述SKD，SKH工具鋼那樣回火至600℃仍確保硬度在HRC50以上的馬氏體母相中，至少在燒結(jié)狀態(tài)下使粒狀的Cr7C3型和/或M6C型(Fe3Mo3C，F(xiàn)e3W3C，F(xiàn)e3(Mo，W)3C)碳化物分散，使得Cr7C3碳化物的解理面相對(duì)于上述滑動(dòng)面呈隨機(jī)配置，從而開發(fā)出在減輕Cr7C3碳化物的破損的同時(shí)，還可以將包含M6C碳化物的總碳化物分散量增加20～50體積％的耐磨性優(yōu)良的具有高碳高鉻高鉬組成的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
雖然所分散的碳化物優(yōu)選MC型碳化物，但是在使較多MC型碳化物分散的情況下，由于需要大量的W，V，Ti，Nb，Zr等合金元素，而使耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料的經(jīng)濟(jì)性變差，因此在本發(fā)明中將MC型碳化物的析出分散抑制在5體積％以下為好。
另外，雖然作為上述碳化物可以添加含有高濃度的Cr7C3型碳化物的高碳Fe-Cr合金微粉末或含有高濃度的M6C型碳化物的高碳Fe-Mo合金微粉末，但是使燒結(jié)時(shí)所含的碳成分與鉻和/或鉬等反應(yīng)，從而使具有與馬氏體母相平衡的組成的碳化物析出分散的方法，由于有諸如可以減低M6C碳化物中鉬的濃度的意義，因而明顯也是理想的方法。
另外，此Cr7C3型碳化物的特征中，其大小雖然設(shè)為大于上述初晶Cr7C3型碳化物的直徑，即3μm以上，這樣就不容易破損，但是從后述的浮動(dòng)密封件滑動(dòng)面的剖面觀察來看，由于在局部膠粘或磨損時(shí)發(fā)生的拖曳應(yīng)力集中在從表面開始5～8μm的深度中，因此其平均粒徑更優(yōu)選5μm以上，為了使這種粗大的碳化物析出分散，就需要具有大多(80體積％以上)的Cr7C3碳化物顆粒在晶界上析出并快速長大的特征，使得被晶界上析出的大的Cr7C3型碳化物所包圍的、在晶內(nèi)析出的少量粒狀的Cr7C3型碳化物不會(huì)造成耐燒粘性和耐磨性的劣化。
另外，通常的使各種碳化物析出分散的高碳工具鋼(例如SKD1，SKD2)中的碳化物量不超過20體積％，因此使總碳化物量占20體積％以上是為了可以比這些工具鋼更好地改善耐磨性和耐燒粘性，很明顯更理想的情況是占25體積％以上。另外，將總碳化物量抑制在小于50體積％以下是為了防止由碳化物的組織的連續(xù)化而造成的脆弱化，很明顯更理想的情況是使總碳化物量在45體積％以下。
上述高碳工具鋼在淬火狀態(tài)中經(jīng)常形成大量的殘留奧氏體相，使淬火硬度降低，本發(fā)明的預(yù)備實(shí)驗(yàn)對(duì)改變各種高碳工具鋼的淬火溫度進(jìn)行淬火狀態(tài)下的殘留奧氏體相量(體積％)及此時(shí)的硬度進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在殘留奧氏體相超過60體積％的情況下，很容易產(chǎn)生不能確保HRC50的硬度的問題。由此看來，很明顯最好將殘留奧氏體相量抑制在60體積％以下，并且，為了抑制奧氏體相，優(yōu)選的是實(shí)施以下的任意一種或兩種方法，即，不在1100℃以上的燒結(jié)溫度下淬火，而是冷卻到900℃～1100℃的淬火溫度后進(jìn)行淬火處理的方法；以及在像高合金工具鋼的回火處理那樣，在250℃～600℃下進(jìn)行回火處理，分解殘留奧氏體相的同時(shí)使合金碳化物析出的方法。
在咬入砂土的同時(shí)發(fā)生磨損的浮動(dòng)密封件或止推墊圈等中，雖然已經(jīng)知道滑動(dòng)面中殘留的奧氏體相會(huì)產(chǎn)生加工感應(yīng)馬氏體相相變而轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相，由上述預(yù)備實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)到了，在淬火狀態(tài)中形成60體積％以上的殘留奧氏體相的情況下，為了使殘留奧氏體更加穩(wěn)定，此馬氏體相變并不有效地進(jìn)行，從而使得耐磨性變差。
另外，在適用于浮動(dòng)密封件的情況下，殘留奧氏體相受到滑動(dòng)面上的局部的凝固或磨損時(shí)所作用的應(yīng)力而發(fā)生加工感應(yīng)馬氏體相變，其相變部位顯著地硬化，同時(shí)通過由馬氏體相變改善其密封(seal)間的磨合，使得初期漏油和耐燒粘性得到改善，另外，由于已清楚地知道，在高表面壓力下同時(shí)發(fā)生滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪材料中也有類似的現(xiàn)象，因此，在本發(fā)明之二中使上述的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的馬氏體母相中殘留10～60體積％的殘留奧氏體相。而且，此殘留奧氏體相更優(yōu)選20～60體積％。
另外，雖然殘留奧氏體相通過添加Mn，Ni而顯著地穩(wěn)定化，從而可以大量地殘留，但是由于Mn是容易妨礙燒結(jié)性的元素，因此應(yīng)當(dāng)將其添加量事先調(diào)整為2重量％以下，而Ni比碳化物更顯著地在馬氏體母相中濃縮，由于其同Al共存可以提高馬氏體母相的韌性，因此最好積極地添加，但是從殘留奧氏體相過度殘留會(huì)使耐磨性變差的觀點(diǎn)出發(fā)，最好將其添加量抑制在4重量％以下。
浮動(dòng)密封件(參照?qǐng)D5)的凸緣部中心的溫度通常會(huì)升至100～150℃，考慮到在開始凝固的滑動(dòng)面上經(jīng)常可以觀察到發(fā)生熱龜裂的情況，很容易地類推出此滑動(dòng)面被暴露在500～600℃的高溫。在由此滑動(dòng)時(shí)的發(fā)熱而使上述燒結(jié)材料中的馬氏體母相在滑動(dòng)中被回火軟化的情況下，很明顯即使硬質(zhì)的碳化物粒子被析出分散，其耐燒粘性和耐磨性也會(huì)顯著地降低。因此，本發(fā)明為了使馬氏體母相的抗回火軟化性可以等于或高于上述SKD系工具鋼，其特征在于對(duì)馬氏體母相的成分進(jìn)行調(diào)整，使得馬氏體母相的硬度即使經(jīng)過至少600℃的回火也維持在HRC50以上，并且在上述馬氏體母相中析出分散20～50體積％上述碳化物。
關(guān)于更有效地提高上述馬氏體母相的抗回火軟化性的合金元素的添加法，公布在本申請(qǐng)人的特愿2002-240967號(hào)及特愿2002-135274號(hào)中。即在含有C0.25～0.55重量％、Cr3.5～5.5重量％以上的鋼材系中，按照下式以(抗回火軟化系數(shù)×合金元素的重量％)將合金元素的抗回火軟化值定量化。
抗回火軟化值＝3×(Si+Al)重量％+2.8×Cr重量％+11×Mo重量％+25.7×V重量％+7.5×W重量％這里，抗回火軟化系數(shù)是各合金元素每1重量％所貢獻(xiàn)的洛氏硬度增量，Mo重量％的上限值是由與Mo碳化物的固溶度的關(guān)系決定的有效添加量(1000℃，2.1重量％；1100℃，3.0重量％；1150℃，4重量％)，添加此量以上的Mo會(huì)形成碳化物，對(duì)改善抗回火軟化性沒有貢獻(xiàn)。
而且，像本發(fā)明一樣在1100～1250℃的燒結(jié)溫度下燒結(jié)，其后緊接著進(jìn)行淬火的情況下，馬氏體母相中Mo的有效添加量其最大值為4重量％，像后述那樣通過添加4.5重量％以上的Cr，使Mo有效添加量為2.0重量％，Mo添加量因而被調(diào)整為在馬氏體母相中不超過2.0重量％，這在功能性和經(jīng)濟(jì)性上都是有效的。由于在此情況下，殘留奧氏體相大量形成，因此雖然在淬火狀態(tài)下經(jīng)常不能充分硬化，但是明顯可以形成適用于上述的高合金工具鋼的經(jīng)過450～600℃的回火處理后更為硬質(zhì)的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
但是，在將爐子從上述燒結(jié)溫度冷卻至淬火溫度后再進(jìn)行淬火的情況下，雖然可以抑制淬火狀態(tài)中的殘留奧氏體相量，但是很明顯此Mo有效添加量隨著淬火溫度的降低而減少。例如將淬火溫度設(shè)為1000℃的情況下，馬氏體母相中的Mo的有效添加量最大為2.1重量％，而由于與3.5重量％以上的Cr共存，很明顯其有效添加量就變?yōu)?.05重量％，很明顯，其結(jié)果是馬氏體母相的抗回火軟化性降低。
另外，如特愿2002-240967號(hào)和特愿2002-135274號(hào)中公布的那樣，Cr對(duì)抗回火軟化性的改善作用依賴于馬氏體母相中的碳的濃度，但是最好還要考慮到，在1100℃以上的燒結(jié)溫度下的馬氏體母相中碳濃度為0.7重量％左右的情況下，有4.5重量％以上的Cr就會(huì)使得Mo的有效添加量減為1/2，顯示了降低Si的抗回火軟化系數(shù)的作用，另外，當(dāng)Cr為7.0重量％以上時(shí)，會(huì)降低Cr固有的抗回火軟化系數(shù)，與Mo的情況相同，在將淬火溫度設(shè)為950～1000℃的情況下，很明顯，有3.5重量％以上的Cr就會(huì)使得Mo的有效添加量減為1/2，顯示了降低Si的抗回火軟化系數(shù)的作用。
另外，對(duì)于最顯著地提高上述馬氏體母相的抗回火軟化性的V，發(fā)現(xiàn)其能夠?qū)够鼗疖浕园l(fā)揮有效作用的最大添加量如下，在1100～1250℃下實(shí)施燒結(jié)的本發(fā)明中，由于V在馬氏體母相中的固溶度為0.7重量％以上(參照特愿2002-240967號(hào)和特愿2002-135274號(hào)；從淬火溫度950℃，0.4重量％；1000℃，0.5重量％可以推定1100℃，0.7重量％)，因此V在馬氏體母相中的有效添加量可以設(shè)為0.7重量％。但是，將爐子從上述燒結(jié)溫度冷卻至淬火溫度后再進(jìn)行淬火的情況下，很明顯其有效添加量隨著淬火溫度的降低而減少。
另外，由于馬氏體母相中的Si當(dāng)超過1.7重量％以上時(shí)會(huì)顯示將V的有效添加量減半的作用，而且，Si重量％的1/2量份會(huì)減少M(fèi)o的有效添加量(重量％)，因此有必要考慮Si的添加量。
考慮到以上的結(jié)果，以及后述的各種工具鋼的馬氏體母相中的Cr在3.5重量％以上，高Cr量可以提供優(yōu)良的耐蝕性的情況，在本發(fā)明之三中，開發(fā)了馬氏體母相組成為Si被調(diào)整在0.05～1.7重量％范圍內(nèi)，Cr被調(diào)整在3.5～7.0重量％的范圍內(nèi)，并使Mo為0.4～2.0重量％和/或V為0.2～0.7重量％，另外，適量添加Mn，W，Ni，Co，Cu，Al等的一種以上的合金元素，使在此馬氏體母相中析出分散有25～40體積％的Cr7C3型碳化物粒子的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。很明顯更優(yōu)選的是將Si抑制在0.05～1.0重量％，提高抗回火軟化性的Mo和/或V分別優(yōu)選調(diào)整在Mo1.0～2.0重量％，V0.45～0.7重量％的范圍內(nèi)。
像上述第3發(fā)明那樣馬氏體母相組成和析出分散的碳化物量被設(shè)定的情況下的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成，是像后述實(shí)施例那樣，先通過預(yù)先調(diào)查Cr，Si，Mo，V，W，Ni，Co，Cu，Al，Mn等各種合金元素在上述組成的馬氏體母相和與此母相平衡的同時(shí)析出分散的Cr7C3型碳化物之間的分配系數(shù)而計(jì)算出碳化物組成，進(jìn)而從此析出分散的碳化物量的設(shè)定值和馬氏體母相組成算出。這樣，計(jì)算出上述本發(fā)明之三的耐磨鐵系燒結(jié)材料的組成，其結(jié)果是，雖然開發(fā)出了至少以C2.5～3.7重量％，Si0.05～1.3重量％，Cr10～18重量％為必需元素，在Mo0.6～3.5重量％以及V0.4～4.0重量％中含有任意一方或兩方均含有，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料，但更優(yōu)選的是采用Si0.05～0.8重量％，Mo1.5～3.5重量％，V1.5～4.0重量％的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。特別是，V由于顯著地濃縮在Cr7C3型碳化物中，并在熱力學(xué)上穩(wěn)定化，因此降低母相中的固溶碳量的同時(shí)，更顯著地提高馬氏體母相的回火硬度的作用，因而很明顯，在提高適用于上述的浮動(dòng)密封件情況下的滑動(dòng)面的熱龜裂抵抗性和耐燒粘性以及耐磨性方面是理想的。
另外，后述的以往的工具鋼的回火硬度是，在300～400℃附近暫且軟化降低后，一般情況下是通過Mo或V，W等元素的作用在450℃以上再硬化(二次硬化)，在作為浮動(dòng)密封件或止推墊圈使用的情況下，最好使300～400℃附近的軟化限于最小，直到600℃的回火的硬度也在HRC50以上，雖然最好實(shí)施上述的高合金工具鋼的回火處理，但是由于這樣的回火處理價(jià)格高昂，因此最好最大限度地有效利用可以顯著提高400℃以下的低溫一側(cè)的抗回火軟化性的廉價(jià)的Si，Al。在此情況下，雖然可以使母相中的Cr濃度為2.0～4.5重量％，Si為0.05～1.7重量％，Mo為1～4.0重量％，另外或者可積極地添加至0.2～0.7重量％的V，但是優(yōu)選Si0.8～1.7重量％，Mo1～3.6重量％，很明顯這樣更為經(jīng)濟(jì)，即使在這些情況下，很明顯最好適量地添加W，Ni，Co，Cu，Al，Mn等合金元素，以提高抗回火軟化性、確保淬火性。在本發(fā)明之四中，開發(fā)了在其馬氏體母相中使20～40體積％的Cr7C3型碳化物粒子析出分散的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
而且，本發(fā)明之四中的抗回火軟化值是根據(jù)600℃下的回火硬度(HRC)達(dá)到50以上的下式計(jì)算而得，抗回火軟化值21.2≤5.8×(Si+Al)重量％+2.8×Cr重量％+11×Mo重量％+25.7×V重量％+7.5×W重量％滿足添加了Si下限值0.8重量％，Mo下限值1重量％時(shí)的上式的Cr濃度約為2重量％，在SKD4，SKD5的母相Cr濃度為2重量％或不太需要耐蝕性的情況下，從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)考慮，明顯優(yōu)選將本發(fā)明中之四的Cr濃度范圍設(shè)為小于2.0～4.5重量％。
與上述本發(fā)明之三中的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成的計(jì)算方法相同，計(jì)算上述本發(fā)明之四中的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成，其結(jié)果是，雖然開發(fā)出了至少含有C2.5～3.7重量％，Si0.05～1.3重量％，Cr8～13.5重量％，Mo2.0～6.5重量％，V0.4～4.0重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料，但為了像上述那樣使馬氏體母相中的Si含有量為0.8～1.7重量％，明顯更為優(yōu)選將耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的Si濃度設(shè)為0.7～1.3重量％，另外根據(jù)與本發(fā)明之三相同的理由，將V設(shè)為1.5～4.0重量％。
另外還有，從最大限度地利用上述Si的抗回火軟化特性，并避免Mo，V的大量添加的目的考慮，通過將上述母相中的Si設(shè)為1.7～3.0重量％，Mo設(shè)為1.0～3.1重量％，并將V設(shè)為0.1～0.35重量％，開發(fā)出更為經(jīng)濟(jì)的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料，此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成為至少含有C2.5～3.7重量％，Si1.3～2.3重量％，Cr8～13.5重量％，Mo1.5～5重量％，V0.4～2.0重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料(本發(fā)明之五)。
而且，由于Si，Al的添加起到了將A3的相變溫度顯著地向高溫一側(cè)提升的作用，顯然抑制了滑動(dòng)面上的熱龜裂的發(fā)生(ΔA3＝+40℃/Si重量％，Mo+20℃/Mo重量％，Al+70℃/Al重量％，V+40℃/V重量％，W+12℃/W重量％，Mn-30℃/Mn重量％，Ni-15℃/Ni重量％)。
在上述本發(fā)明之三，本發(fā)明之四，本發(fā)明之五中，雖然采用了使上述脆弱的Cr7C3型碳化物隨機(jī)地析出分散，但是在本發(fā)明之六，本發(fā)明之七以及本發(fā)明之八中，結(jié)晶構(gòu)造為面心立方構(gòu)造，其解理強(qiáng)度比Cr7C3碳化物更強(qiáng)，另外，使在大約400℃以上的高溫一側(cè)為高硬度的M6C(Fe3Mo3C，F(xiàn)e3W3C，F(xiàn)e3(Mo，W)3C)碳化物析出分散10～20體積％，在減少Cr7C3型碳化物的比例的同時(shí)，使這些的總碳化物量小于25～45體積％，另外，由于馬氏體母相組成具有與本發(fā)明之三相同的抗回火軟化性，從而改善了在更高表面壓力(線壓)、高速化下使用時(shí)出現(xiàn)問題的浮動(dòng)密封件的耐燒粘性、耐磨性。
而且，本發(fā)明之六、本發(fā)明之七、本發(fā)明之八的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成，按照與上述本發(fā)明之三、本發(fā)明之四、本發(fā)明之五的情況相同的方法計(jì)算。
首先，本發(fā)明之六的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料為至少以C2.0～3.6重量％，Si0.2～1.8重量％，Cr8～18重量％，Mo1.0～10.0重量％為必需元素，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V0.7～3.5重量％，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
而且，當(dāng)比較V向與馬氏體母相平衡的Cr7C3型碳化物和M6C型碳化物濃縮的傾向時(shí)，V向M6C的濃縮傾向小，為1/3左右，由于M6C型碳化物析出的越多，為使馬氏體母相具有相同的抗回火軟化性，向耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料中的V添加量則就越少，此為非常理想的結(jié)果，因此最好更加積極地添加V，在上述本發(fā)明之六中，很明顯更優(yōu)選采用以C2.0～3.6重量％，Si0.05～1.8重量％，Cr8～18重量％，Mo3.5～7.5重量％為必需元素，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V1.5～3.5重量％的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
然后，本發(fā)明之七的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成是采用，至少以C2.0～3.6重量％，Si0.05～1.8重量％，Cr3.5～11重量％，Mo3.0～18.0重量％為必需元素，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V0.7～3.5重量％，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。很明顯，更優(yōu)選采用含有上述C2.0～3.0重量％，Cr5～9重量％，Mo4.5～13重量％，V1.5～3.5重量％的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
另外，本發(fā)明之八的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成是采用，至少以C2.0～3.6重量％，Si1.7～3.2重量％，Cr3.5～11重量％，Mo1.5～16.0重量％為必需元素，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V0.7～2.0重量％，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。很明顯，更優(yōu)選采用含有上述C2.0～3.0重量％，Cr5～9重量％，Mo3.0～12.5重量％的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
而且，上述本發(fā)明之三～本發(fā)明之八中的碳化物是以廉價(jià)的Cr7C3型碳化物為主體，由于伴有Cr7C3型碳化物的脆弱性，因此在本發(fā)明之九～本發(fā)明之十一中開發(fā)了在與本發(fā)明之三～本發(fā)明之五相同組成的馬氏體母相中M6C型碳化物作為主體析出分散的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。更具體來說，將析出分散的Cr7C3型碳化物抑制在20體積％以下，使M6C型碳化物為15～40體積％，總碳化物量為25～45體積％，從而改善了此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的耐磨性和耐燒粘性。
首先，本發(fā)明之九中上述母相組成采用C0.5重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr4.5～7.0重量％，Mo1.0～2.0重量％，V0.2～0.7重量％，計(jì)算此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成的結(jié)果是，開發(fā)了至少不可避免地含有C1.8～2.6重量％，Si0.06～2.3重量％，Cr6～14重量％，Mo3.6～15.5重量％，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V0.7～3.0重量％，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。很明顯，更優(yōu)選采用含有上述Cr7～12重量％，Mo3.6～12.5重量％，V1.5～4.0重量％的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。
然后，本發(fā)明之十中上述母相組成采用C0.5重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr2.0～小于4.5重量％，Mo1.5～4.0重量％，V0.2～0.7重量％，計(jì)算此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成的結(jié)果是，開發(fā)了至少不可避免地含有C1.8～2.6重量％，Si0.06～2.3重量％，Cr3.5～8.5重量％，Mo5.5～20重量％，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V0.7～3.0重量％，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。很明顯，考慮到Cr，Mo，V的經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)選采用Si1.0～2.3重量％，Cr3.5～7.0重量％，Mo8～17重量％，V1.5～3.0重量％。
另外，在本發(fā)明之十一中上述母相組成采用C0.5重量％，Si1.7～3.0重量％，Cr2.0～小于4.5重量％，Mo1.0～2.5重量％，V0.2～0.35重量％，計(jì)算此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成的結(jié)果是，開發(fā)了至少不可避免地含有C1.8～2.4重量％，Si1.8～3.5重量％，Cr3.5～8.5重量％，Mo4.0～17重量％，并且在要重視耐磨性的情況下，含有V0.7～1.5重量％，同時(shí)還含有Mn，Ni，W，Co，Cu，Al中的一種以上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料。很明顯，考慮到Si，Cr，Mo，V的經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)選采用Cr3.5～7.0重量％，Mo4～14重量％，V1.5～3.0重量％。
而且，上述本發(fā)明之三～本發(fā)明之十一中的W的功能不是像V，Mo那樣地提高抗回火軟化性，但是相對(duì)于Mo，Cr等的抗回火軟化性在500～550℃下顯示出最大作用，而W，V直到600℃以上還可增大抗回火軟化性，所以特別是更多地被SKD2，SKD4，SKD5，SKD62以及高速鋼利用，但是，在考慮到制造上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料時(shí)的燒結(jié)溫度為1100～1250℃、有助于提高W的抗回火軟化性的有效添加量為2重量％、以及對(duì)Mo的Cr與Si的相同影響，而將馬氏體母相中的W的上限添加量設(shè)為2.0重量％，并使上述20～45體積％的碳化物析出分散的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料中，優(yōu)選以Mo的添加量的1/2(Mo的上限添加量為4重量％，W為其的1/2，由于二者向Cr7C3型碳化物和M6C型碳化物濃縮的傾向基本相同)為上限添加W，另外，本發(fā)明從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)考慮，在Mo的添加量范圍內(nèi)將W置換至達(dá)到Mo的1/2為止的范圍(本發(fā)明之12)。
另外，在特愿2002-240967號(hào)和特愿2002-135274號(hào)中，公布了Al的添加對(duì)上述馬氏體母相的抗回火軟化性的影響，Al與Si近似相同地顯示出顯著的抗回火軟化性，特別是，由于在直到約300℃的低溫一側(cè)的抗回火軟化性方面，顯示出比V，Si，Mo，Cr等合金元素的抗回火軟化性更為顯著的作用，因此最好在上述本發(fā)明之三～本發(fā)明之十二中任意一項(xiàng)中積極地添加，在馬氏體母相中最好以0.2～1.5重量％的Al置換Si的一部分(本發(fā)明之十三)。
另外，如上述特愿2002-240967號(hào)和特愿2002-135274號(hào)中所公布的那樣，由于同時(shí)含有上述Al和Ni，馬氏體母相的韌性得到顯著的改善，因此很明顯最好在馬氏體母相中含有Ni0.3～3.5重量％。
另外，上述Ni，雖然是與Mn同樣地對(duì)上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的淬火性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑兀侨缟鲜鎏卦?002-240967號(hào)和特愿2002-135274號(hào)中所公布的那樣，在馬氏體母相中共存0.2重量％以上的Al和0.3重量％以上的Ni的情況下，由于其韌性被改善，與碳化物基本不反應(yīng)的Ni，Al，Si之間在500℃以上的高溫下析出金屬間化合物，并有硬化的作用，另外從像上述的那樣，從積極地利用殘留奧氏體的觀點(diǎn)考慮，最好在馬氏體母相中含有0.3重量％以上，但是由于Ni顯著地使殘留奧氏體相穩(wěn)定化，在過度添加的情況下使耐磨性變差，因此上述母相中Ni的上限添加量設(shè)為5重量％，對(duì)于上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料則設(shè)為0.3～4.0重量％(本發(fā)明之十四)。
另外，由于Co能夠顯著地提高馬氏體母相的磁性轉(zhuǎn)變溫度(約10℃/重量％Co)，因此有減小馬氏體母相中的合金元素的擴(kuò)散性的作用，由于Co是把其他合金元素的抗回火軟化性提高到比磁性轉(zhuǎn)變溫度的上升量更高溫度側(cè)的元素，因此應(yīng)當(dāng)積極地添加Co，但是在本發(fā)明之十五中，其母相中Co組成是可以使抗回火軟化性提高相當(dāng)于約30℃的3重量％，另外，考慮到其經(jīng)濟(jì)性，馬氏體母相中Co的上限添加量?jī)?yōu)選15重量％，在上述使25～小于40體積％的碳化物析出分散的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料中優(yōu)選2～12重量％的添加量。
而且，Co不僅有通過上述磁性轉(zhuǎn)變改善抗回火軟化的作用，而且如特愿2002-135275號(hào)中所公布的那樣，由于后述的添加Al后的金屬間化合物的析出硬化作用導(dǎo)致的顯著的硬化，很明顯更優(yōu)選積極添加Co，直至12重量％(在馬氏體母相中為15重量％)。
另外，上述Mn是用于補(bǔ)償上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的淬火性的元素，是對(duì)抗回火軟化性的改善基本沒有貢獻(xiàn)的合金元素，但是由于像AISI規(guī)格工具鋼A10等那樣，最大添加量達(dá)到約2.0重量％，以及根據(jù)預(yù)備實(shí)驗(yàn)由于3重量％Mn的添加使得在淬火狀態(tài)下生成大量的殘留奧氏體相，因此上述發(fā)明中相對(duì)于耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的最大添加量設(shè)為2.0重量％(本發(fā)明之十六)。
而且，從改善上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的燒結(jié)性的觀點(diǎn)考慮，很明顯優(yōu)選在此燒結(jié)滑動(dòng)材料中添加0.1～1.0重量％P，0.01～0.2重量％B中的任意一方或兩方(本發(fā)明之十六)。
Nb，Ti，Ca，Ta，Zr等的添加在上述本發(fā)明之三～本發(fā)明之十六中被認(rèn)為沒有什么積極的效果，但是由于不能避免被本來的原料中所含有的情況，而且，含有這些合金元素對(duì)本發(fā)明不會(huì)產(chǎn)生有害的作用，因此也可以設(shè)為含有1重量％以下。
關(guān)于提高在更高表面壓力(高線壓)、高速化的條件下使用浮動(dòng)密封件時(shí)的馬氏體母相的耐燒粘性的討論并不多，但是在本發(fā)明之十七中，通過采用由于Al的添加而容易形成Fe3Al規(guī)則相的馬氏體母相，使之吸收了膠粘時(shí)的發(fā)熱，而規(guī)則相化的馬氏體在自由能上被極大地穩(wěn)定化，因而很難膠粘，利用這些就改善了浮動(dòng)密封件材料的耐燒粘性。
更具體來說，如本申請(qǐng)人在特愿2002-135275號(hào)中所公布的那樣，此馬氏體母相中的Al含有量在3重量％以上時(shí)更有效果，像本發(fā)明這樣Cr7C3型碳化物和/或M6C型碳化物大量析出，并且，由于基本不固溶于此碳化物中的Al濃縮到馬氏體母相中，很明顯上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料中Al添加量在1.5重量％以上時(shí)會(huì)有效果，Al的上限添加量相當(dāng)于形成Fe3Al或FeAl規(guī)則相的Al添加量，但是本發(fā)明優(yōu)選采用使Fe3Al規(guī)則相顯著地發(fā)揮作用的15重量％，對(duì)于耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料優(yōu)選12重量％以下。
另外，如特愿2002-135275號(hào)中所公布的那樣，為了改善燒結(jié)材料的燒結(jié)性最好添加Cu，但是由于在所添加的Cu超過25重量％的情況下，Cu相大量析出，對(duì)于耐磨性沒有好處，因此其上限添加量設(shè)為25重量％(本發(fā)明之十八)。
上述本發(fā)明之一～本發(fā)明之十一的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的制造方法中，為了通過在其燒結(jié)工序中部分地產(chǎn)生液相而將其燒結(jié)密度以相對(duì)密度提高到93％以上后使用，此燒結(jié)前的成形體顯著地收縮，很難確保燒結(jié)體的形狀尺寸性，其結(jié)果是燒結(jié)體的后機(jī)械加工量增多，從而產(chǎn)生成本增高的問題。因此，在本發(fā)明之十九中，采用了用于確保燒結(jié)體尺寸性的燒結(jié)時(shí)接合在里襯金屬上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件。
而且，例如在使用止推墊圈的情況下，優(yōu)選在圓筒狀的薄的粉末成形體(盤狀)的內(nèi)周面上配置具有與此內(nèi)周面的內(nèi)徑接觸并且略小的外周面的里襯金屬進(jìn)行燒結(jié)接合的方法，和/或配置具有可以使其內(nèi)周面被燒結(jié)接合在上述粉末成形體的上、下表面的任意一方上的形狀的里襯金屬進(jìn)行燒結(jié)接合的方法，另外，像上述的后者那樣，在配置具有可以使其內(nèi)周面被燒結(jié)接合在上述粉末成形體的上、下表面的任意一方上的形狀的里襯金屬進(jìn)行燒結(jié)接合的方法中，由于燒結(jié)接合時(shí)產(chǎn)生的氣體或多余的液體很容易造成接合面的膨脹或剝離，因此最好在上述粉末成形體和/或里襯金屬上設(shè)置一個(gè)以上的氣體排出溝和/或氣體排出孔，以便于使這些氣體或液體容易從與里襯金屬的接合面被排出。為了使此時(shí)的此粉末成形體可以耐受此處理強(qiáng)度或破裂等，一般是將與耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的組成匹配的合金鋼粉末，石墨，其他合金元素和1重量％左右的硬脂酸鋅，硬脂酸系石蠟等的潤滑劑合并混合后，在4～6ton/cm2的較大壓力下壓制(press)成形，然后再燒結(jié)接合，但是在此情況下，由于會(huì)產(chǎn)生以上述內(nèi)接里襯金屬接合位置為中心的翹曲的問題，在本發(fā)明之27中具有以下特征，為使得成形體的處理強(qiáng)度和壓制成形時(shí)的壓力可以大致均一地分布在成形體中，將作為粉體的潤滑劑的石蠟類以相對(duì)于耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的混合粉末20～35體積％(2.5～5重量％)左右的比例大量混合，并為提高此混合粉末向成形體中的充填性而進(jìn)行2mm直徑以下的造粒后，在0.4～3.5ton/cm2的較低壓力下加壓成形，通過在使燒結(jié)接合處理中產(chǎn)生的液體易于保留在燒結(jié)體內(nèi)的同時(shí)促進(jìn)燒結(jié)性，在提高與里襯金屬形狀的相似性的同時(shí)被接合在里襯金屬上，從而在防止燒結(jié)接合時(shí)的翹曲或由液相燒結(jié)體的發(fā)泡引起的膨脹等的同時(shí)制造上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)構(gòu)件。另外，在配置具有可以使其內(nèi)周面被燒結(jié)接合在上述粉末成形體的上、下表面的任意一方上的形狀的里襯金屬后進(jìn)行燒結(jié)接合的方法中，隨著其接合面積的變大，由于很容易產(chǎn)生燒結(jié)接合時(shí)產(chǎn)生的氣體被閉死在上、下表面的任意一方及被此內(nèi)周面包圍的接合空間中的接合缺陷，因此本發(fā)明之二十八中具有以下特征，為了使氣體容易從此空間排出，采用了通過在上述粉末成形體和/或里襯金屬上設(shè)置一個(gè)以上的氣體排出溝和/或氣體排出孔，來防止由燒結(jié)接合時(shí)的氣體閉死導(dǎo)致的膨脹缺陷的制造方法。另外，由于含有高濃度的Cr，Al，因此燒結(jié)接合方法優(yōu)選在露點(diǎn)為-30℃以下的AX氣體氣氛中，或在至少1torr以下的真空氣氛中的燒結(jié)接合，而且從成本的觀點(diǎn)考慮，很明顯優(yōu)選在燒結(jié)接合后的冷卻過程中，將耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料部位通過100torr以上的N2等的氣體冷卻進(jìn)行淬火硬化。
另外，在適用于單純的薄型圓筒板狀的止推墊圈等的情況下，由于即使在采用上述將里襯金屬接合在內(nèi)周面上的方法的情況下，也不能確保此燒結(jié)體部位的外周面外徑的尺寸穩(wěn)定性，因此開發(fā)了具有以下特征的低變形耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件。即，止推墊圈的兩個(gè)表面層由基本為同一組成的上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料構(gòu)成，在此兩層的中間層上配置在此燒結(jié)接合時(shí)收縮或膨脹都較小的異種成分的鐵系燒結(jié)體材料層或鐵系的里襯金屬材料。
另外，上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件的特征是，適用于建筑機(jī)械的下轉(zhuǎn)輪、上轉(zhuǎn)輪、空轉(zhuǎn)輪、齒輪減速機(jī)裝置等的油封用的浮動(dòng)密封件，還適用于建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)連結(jié)部所用的止推墊圈。而且，其特征還有，可以燒結(jié)接合或安裝在建筑機(jī)械的履帶所用的履帶襯套端面部上而形成。


圖1是表示淬火溫度和殘留奧氏體相的關(guān)系的圖。
圖2是表示殘留奧氏體量與硬度的關(guān)系的圖。
圖3是表示摩擦實(shí)驗(yàn)前后的奧氏體相量的關(guān)系的圖。
圖4(a)(b)是表示M7C3型以及M6C型碳化物中的合金元素濃度和與其平衡的母相中合金元素濃度關(guān)系的圖。
圖5(a)(b)是表示燒結(jié)接合實(shí)驗(yàn)片形狀的圖。
圖6是浮動(dòng)測(cè)試器的示意圖。
圖7(a)(b)是表示設(shè)于里襯金屬構(gòu)件上的排氣用切口及排氣溝的圖。
圖8(a)(b)是在內(nèi)周面上配置了圓筒狀里襯里金屬的止推墊圈的剖面圖。
圖9是表示履帶襯套端面燒結(jié)接合構(gòu)件的剖面圖。
圖10(a)～(d)是表示工作機(jī)連結(jié)裝置所利用的止推墊圈的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明中耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料、耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件及其制造方法的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
(實(shí)施例1；預(yù)備實(shí)驗(yàn)結(jié)果)在本實(shí)施例中，使用表1所示的高碳高鉻的耐磨鋼，調(diào)查通過淬火形成的殘留奧氏體量，另外，在磨具上進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，調(diào)查此時(shí)滑動(dòng)面上殘留奧氏體量的變化。
耐磨鋼的殘留奧氏體調(diào)查(成分表wt％)

圖1是表示淬火溫度和殘留奧氏體相量的關(guān)系的圖，圖2是表示殘留奧氏體量與硬度的關(guān)系的圖，圖3是表示摩擦實(shí)驗(yàn)前后的奧氏體相量的關(guān)系的圖。從這些圖可以明顯看到，當(dāng)提高淬火溫度時(shí)，殘留奧氏體相會(huì)急速增加，通過從1100℃以上溫度的淬火，殘留量達(dá)到60體積％以上(參照?qǐng)D1)，在硬度方面，發(fā)現(xiàn)在殘留奧氏體為60體積％以上時(shí)，不能得到HRC50以上的硬度的危險(xiǎn)性變大(參照?qǐng)D2)。另外，從磨損實(shí)驗(yàn)前后的殘留奧氏體相的量的關(guān)系圖(參照?qǐng)D3)來看，在實(shí)驗(yàn)前在60體積％以下的范圍中存在的殘留奧氏體相，由于在滑動(dòng)面上的磨損時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，大約50％變化為加工感應(yīng)馬氏體相，其表面顯著地硬化，因此基本上沒有使耐磨性發(fā)生劣化，而在60體積％以上的殘留奧氏體相存在的情況下，由于殘留奧氏體自身變?yōu)楦€(wěn)定化的狀態(tài)，因此可以確認(rèn)在耐磨性方面發(fā)生了劣化。
因此，使燒結(jié)溫度為1100～1250℃的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料，在從此燒結(jié)溫度開始淬火的情況下，因有60體積％以上的殘留奧氏體相殘留的問題，因此最好在燒結(jié)后將爐子冷卻到900～1000℃的淬火溫度后再進(jìn)行淬火。
(實(shí)施例2；耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的燒結(jié)溫度時(shí)的平衡組成的調(diào)查)在本實(shí)施例中，以Fe-0.6重量％、C-0.3重量％、Si-0.45重量％、Mn-15重量％、Cr-3重量％、Mo-1.2重量％的V合金粉末和Fe-0.6重量％、C-0.3重量％、Si-0.35重量％、Mn-9重量％、Cr-6重量％、Mo-4重量％、W-1.2重量％的V合金粉末作為BASE，另外，調(diào)整#350UNDER的Ni，Co，Si，F(xiàn)eAl，F(xiàn)eP粉末以及平均粒徑6μm的石墨粉末，混合調(diào)整表2所示的3種燒結(jié)合金混合粉末，然后將在混合調(diào)整的燒結(jié)用混合粉末中添加了3重量％的石蠟而得的混合物在1.0ton/cm2的壓力下壓制成形，分別將所得的A，B組成的成形體在1190℃下、C組成的成形體在1135℃下進(jìn)行2小時(shí)的真空燒結(jié)，將爐子冷卻到1000℃后，以400torr的氮?dú)膺M(jìn)行冷卻淬火，在將此燒結(jié)體實(shí)驗(yàn)片切斷研磨后，利用X射線微分析儀調(diào)查在馬氏體母相和此母相中析出分散的碳化物中的各種合金元素的濃度。此調(diào)查結(jié)果顯示在表3中。
EPMA分析用燒結(jié)合金組成(wt％)
燒結(jié)密封的EPMA分析結(jié)果(wt％)

上述燒結(jié)合金A，B是，在高鉻的15Cr-3Mo系合金中添加了3重量％的Co和4重量％的Ni的合金，是馬氏體母相和Cr7C3型碳化物本身相平衡的合金。另外，燒結(jié)合金C是提高了Mo，W的濃度，使得馬氏體母相中的Cr7C3型碳化物和M6C型碳化物平衡的合金。
表3中的母相、M7C3以及M6C欄中顯示了各自的合金元素濃度，KM7表示M7C3型碳化物與母相間的合金元素M的分配系數(shù)(M7C3型碳化物中的合金元素重量％/母相中的合金元素重量％)，而KM6表示M6C型碳化物與母相間的合金元素M的分配系數(shù)(M6C型碳化物中的合金元素重量％/母相中的合金元素重量％)。通過比較這些各合金元素的分配系數(shù)，可以研究各種合金元素的特征。
另外，利用這些結(jié)果，在圖4(a)，圖4(b)中分別顯示了M7C3型以及M6C型碳化物中的合金元素濃度和與此濃度平衡的母相中的各合金元素濃度的關(guān)系。從這些圖可以看到，對(duì)于各元素，各合金元素以大致一定的比率被分配，并且，在耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料組成不同的情況下，分配系數(shù)也是大致相同的。
例如，利用其分配系數(shù)可以定量地發(fā)現(xiàn)Si，Al幾乎不固溶到M7C3型碳化物中，而基本全都濃縮在馬氏體母相中；V比Cr，Mo，W更多地濃縮到M7C3型碳化物中；Mo，W在M6C型碳化物中濃縮的程度要顯著高于在M7C3型碳化物中濃縮的程度；Ni，Co在任意一種碳化物中濃縮的程度都低于在馬氏體母相中濃縮的程度。
表4顯示了根據(jù)上述各種合金元素的分配系數(shù)，由代表性的SKD，SKH工具鋼材的成分，對(duì)這些鋼材的馬氏體母相組成和碳化物量解析的結(jié)果?？梢园l(fā)現(xiàn)以下特征，這些鋼材的馬氏體母相的基本組成為，Cr被調(diào)整為3.5～7.5重量％，Mo0.8～1.5重量％和/或W1～4.5重量％，關(guān)于碳化物種類，在SKD鋼材中分別使用0～20體積％的硬質(zhì)且廉價(jià)的Cr7C3型碳化物和微量的MC(V4C3)型碳化物，在SKH鋼材中分別使用0～15體積％的富有耐熱性的M6C型碳化物和MC型碳化物。
各種SKD以及SKH鋼材的馬氏體母相組成(重量％)和分散的碳化物量(體積％)的解析結(jié)果

注Cr7C3碳化物8.5重量％C，M6C碳化物2重量％C，MC碳化物15重量％C另外可以發(fā)現(xiàn)，SKD61，62是在0.8～1.2重量％范圍內(nèi)添加Si，除此以外，其他的大部分SKD，SKH鋼材中的Si添加量都抑制在0.5重量％以下。
因此，當(dāng)開發(fā)具有更優(yōu)良的抗回火軟化性的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料時(shí)，參考這些SKD，SKH鋼材的母相組成，很明顯最好選用具有與此適應(yīng)的分散了上述碳化物的組成的材料，上述本發(fā)明之二～本發(fā)明之十中，通過使廉價(jià)并且硬質(zhì)的Cr7C3型碳化物和富有耐熱性的M6C型碳化物適量地共存，同時(shí)將總碳化物量增加20～45體積％，另外適量地配合馬氏體母相中的Cr，Mo，Si，V等，從而得到具有適當(dāng)?shù)目够鼗疖浕缘牟牧稀?br> (實(shí)施例3；浮動(dòng)密封件的制造)表5中顯示了在本實(shí)施例中使用的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料及作為其比較材料利用的實(shí)驗(yàn)片的組成。而且，對(duì)于耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料還同時(shí)記錄了燒結(jié)時(shí)析出分散的碳化物種類及其數(shù)量。
實(shí)施例3中供實(shí)驗(yàn)用的燒結(jié)材料的組成(wt％)

另外，為使耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料成為如表5所示的組成，在#150mesh under的基本(base)鋼粉末中，使用與實(shí)施例2相同的石墨，Si，Ni，Co，F(xiàn)eAl，F(xiàn)eP以及#350mesh unde的FeMoC，F(xiàn)eWC，F(xiàn)eCrC，F(xiàn)eV合金粉末進(jìn)行混合，添加相對(duì)于此混合粉末3重量％的石蠟，使用高速攪拌機(jī)在100℃下進(jìn)行10分鐘的混合造粒后，在成形壓力為1ton/cm2的條件下按照?qǐng)D5(a)所示的環(huán)狀成形體A的形狀成形，配置在由SS鋼材加工成的基本材料B上后，使用真空氣氛爐在1100～1250℃的溫度下進(jìn)行2小時(shí)的燒結(jié)接合，使燒結(jié)層的相對(duì)密度達(dá)到93％以上，從1100℃開始在400torr的氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行淬火處理，淬火后在550℃下進(jìn)行2小時(shí)的回火處理制成了樣品(燒結(jié)接合實(shí)驗(yàn)片C)。另外，還在上述燒結(jié)后將爐子冷卻到1000℃后，在上述氮?dú)庵羞M(jìn)行淬火而制成了樣品。
將上述燒結(jié)接合實(shí)驗(yàn)片C研削成如圖5(b)所示的形狀后，將圖中所示密封面部C1研磨加工并加工完成后，使用圖6所示的滑動(dòng)試驗(yàn)機(jī)在含有SiO2約50重量％的泥水中調(diào)查耐磨性和粘附極限條件。而且，磨損量是，利用500小時(shí)連續(xù)實(shí)驗(yàn)后的密封件接觸位置的移動(dòng)量(mm)進(jìn)行測(cè)量，燒粘極限條件則是在使密封載荷(線壓)一定的條件下，通過調(diào)查滑動(dòng)阻力增大的旋轉(zhuǎn)速度而求得，顯示在表6中。
另外，上述耐磨性和燒粘性的比較材料則采用Fe-3.4C-1.5Si-15Cr-2.5Mo-1.5Ni和Fe-3.5C-1.5Si-9Cr-6Mo-4.5W-2V-2Ni-3Co的組成的鑄鐵密封材料(FC15Cr3Mo，F(xiàn)C9Cr6Mo)以及表4中記述的SKD11，SKH9，其結(jié)果也顯示在表6中。
耐磨性和燒粘極限的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由此調(diào)查結(jié)果可知以下事實(shí)。
(1)比較FC15Cr3Mo鑄鐵密封的PV值與耐磨性時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，例如No.1～No.6的燒結(jié)材料更為優(yōu)良。這明顯是由于碳化物組織不同的緣故。
(2)比較分散有大約12體積％Cr7C3型碳化物的SKD11和含有25體積％的Cr7C3型碳化物的No.2的耐燒粘性及耐磨性時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，碳化物量?jī)?yōu)選含有20體積％以上，更優(yōu)選25體積％以上。
(3)根據(jù)No.3和No.4，No.5的比較，通過使馬氏體母相中的Co為3重量％以上，可以顯著地改善耐燒粘性和耐磨性。
(4)在殘留奧氏體量較多的情況下，雖然其耐燒粘性被改善，但是由于耐磨性變差，因此最好將馬氏體母相中的Ni調(diào)整到5重量％以下。
在No.6，No.7，No.8，No.9中，對(duì)母相中的V，Mo，Si，W增量作用進(jìn)行了調(diào)查。其結(jié)果是，(5)確認(rèn)了通過這些的增量使得耐燒粘性和耐磨性得到改善。
(6)特別是，可知No.8的基于高Si化的改善更為經(jīng)濟(jì)。
(7)另外，No.7，No.9是淬火溫度降至1000℃，從而抑制了Mo，W的抗回火軟化的例子，發(fā)現(xiàn)其耐磨性有輕微的降低。
No.10～No.13是調(diào)查Al的添加作用的例子，與前面的No.8相同，(8)可知通過Al以及Al和Si的增量使得耐燒粘性得到顯著地改善。
(9)另外可知，通過添加高濃度的Al，可以很經(jīng)濟(jì)地使耐燒粘性得到顯著地改善。
No.14～No.19是將M6C型碳化物以10體積％以上的比例分散的例子，(10)在與前面的No.7比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)耐燒粘性得到顯著地改善。
(11)可知通過實(shí)現(xiàn)母相中的高Si化，可以更為經(jīng)濟(jì)地使耐燒粘性和耐磨性得到改善。另外，在對(duì)比較材料FC9Cr6Mo以及SKH9進(jìn)行比較時(shí)，雖然從與上述(1)的碳化物組織和碳化物量相同的觀點(diǎn)，可知優(yōu)選10體積％以上的M6C型碳化物以及總碳化物量?jī)?yōu)選20～50體積％，但是考慮到碳化物對(duì)耐燒粘性和耐磨性的作用以及關(guān)于合金添加的經(jīng)濟(jì)性，總碳化物量?jī)?yōu)選25～45體積％。
(實(shí)施例4；復(fù)合構(gòu)件及其制造方法)在制造實(shí)施例3的浮動(dòng)密封件實(shí)驗(yàn)片(圖5(a)，(b))的方法中，觀察到在使添加了1重量％的以往的有機(jī)潤滑劑的混合粉末成形的情況下，原料鐵合金粉末的硬度較大，當(dāng)成形壓力為3.5ton/cm2以下時(shí)，其成形體的加工困難，因此有必要使成形壓力在5～6ton/cm2以下；另外，在與實(shí)施例3相同的條件下燒結(jié)接合的情況下，與接觸成形體的內(nèi)周面的里襯金屬材料(基本材料)接合后，底面?zhèn)炔荒芘c里襯金屬材料接合，其外周部位發(fā)生翹曲。在本實(shí)施例中，首先，對(duì)與燒結(jié)材料在內(nèi)周面上接合的里襯金屬構(gòu)件的高度(堰高)(圖5(a))與成形體厚度(2mm)的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，其結(jié)果確認(rèn)，此堰高在成形體厚度的1/2以下越低時(shí)，另外成形體的成形壓力越高時(shí)(密度越高)，上述翹曲現(xiàn)象或越過堰體的現(xiàn)象就越頻繁發(fā)生，此現(xiàn)象被認(rèn)為是由燒結(jié)接合時(shí)的較大的收縮力引起的，在本實(shí)施例中，從減小上述燒結(jié)接合時(shí)的收縮力的觀點(diǎn)出發(fā)，使成形壓力為0.2～3.5ton/cm2，使成形壓力被基本上均一地傳遞到此成形體上的同時(shí)，為了能夠發(fā)現(xiàn)成形體的加工強(qiáng)度，相對(duì)于上述耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的原料混合粉末，添加16～40體積％的有機(jī)潤滑劑(微晶石蠟)，其后使用高速攪拌機(jī)在100℃下進(jìn)行混合，冷卻的同時(shí)使用此攪拌機(jī)所帶的造粒裝置制造成2mm以下的微粒，在確保其流動(dòng)性的同時(shí)，使用上述的模具而成形。其結(jié)果是，根據(jù)成形體的加工性，有機(jī)潤滑劑的添加量?jī)?yōu)選2.5重量％以上，在添加量為3.5重量％以上的情況下，在施加2.5ton/cm2以上的壓力下成形體的氣孔率基本為0％，達(dá)到有機(jī)潤滑劑將金屬粒子間的空隙完全密封的狀態(tài)，根據(jù)在燒結(jié)途中的脫脂過程中有成形體發(fā)泡的危險(xiǎn)等的條件，可知更優(yōu)選有機(jī)潤滑劑添加量為2.5～5.0重量％，成形壓力為0.4～3.5ton/cm2。
使用在此條件下制造的成形體制造了上述浮動(dòng)密封件，其結(jié)果是，雖然可以完全防止成形體的燒結(jié)接合時(shí)的翹曲，但是對(duì)這些浮動(dòng)密封件的接合面的接合狀況用超聲波探傷法所進(jìn)行的調(diào)查的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)在內(nèi)周面?zhèn)鹊牡酌娼雍厦嫔虾苋菀壮霈F(xiàn)圓周上的未接合部，并發(fā)現(xiàn)這是由燒結(jié)接合中發(fā)生的氣體閉死在此部位處引起的。因此，在本實(shí)施例中，如圖7(a)(b)所示，在與耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)構(gòu)件的內(nèi)周面接合的里襯金屬構(gòu)件的堰的4個(gè)部位處加入1mm寬的排氣用切口E，同時(shí)，通過在堰和底面的交叉部分處設(shè)置0.5mm的排氣溝F，解決了上述接合不良的問題。而且，在上述的說明中，雖然采用了在里襯金屬構(gòu)件上設(shè)置排氣溝和/或排氣用切口(也可以是孔)，但是很明顯也可以通過在上述成形體內(nèi)周面和底面及內(nèi)周面的棱角部等處按預(yù)定的形狀?yuàn)A入同樣的功能來解決。
另外，同樣的考慮方法可以制造在圖8(a)所示的成形體內(nèi)周面上配置了薄壁圓筒狀里襯金屬D1的止推墊圈；以及在圖8(b)所示的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的中間配置里襯金屬D2，或配置不同組成并在耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的燒結(jié)溫度下基本不發(fā)生尺寸變化的鐵系燒結(jié)體D2進(jìn)行燒結(jié)接合的止推墊圈。另外，如圖9所示的履帶襯套的端面部上燒結(jié)接合了實(shí)施例3中記述的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)構(gòu)件G，明顯可以適于用作端面部具有優(yōu)良的耐磨性的履帶襯套。同樣，也明顯可以適于用作如圖10(a)～(b)所示的工作機(jī)連結(jié)裝置中所用的止推墊圈。
另外，正如本申請(qǐng)人的先前申請(qǐng)?zhí)卦?002-135275號(hào)中所述的那樣，上述含有Al的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料在燒結(jié)的初期顯著地膨脹，可以像圖10(c)(d)那樣與圓筒狀里襯金屬的內(nèi)周面燒結(jié)接合。通過結(jié)合此技術(shù)，可以有效地制造出改善了軸向與幅向兩方的耐磨滑動(dòng)特性的止推墊圈。另外，還可以制造出與圖8(a)所示的在成形體內(nèi)周面上配置了薄壁的圓筒狀里襯金屬D1的止推墊圈相反的、在此成形體的外周面上配置了圓筒狀里襯金屬D1的止推墊圈。
權(quán)利要求
1.一種耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在即使經(jīng)過直至600℃的回火處理后硬度仍在HRC50以上的鐵系馬氏體母相中，使平均粒徑至少在5μm以上的Cr7C3型碳化物和/或M6C型碳化物在20～50體積％的范圍內(nèi)析出分散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在上述鐵系馬氏體母相中，使10～60體積％的殘留奧氏體殘留。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在至少以C0.2～0.8重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr3.5～7.0重量％為必需元素，含有Mo0.4～2.0重量％以及V0.2～0.7重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子在25～40體積％范圍內(nèi)析出分散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在至少以C0.2～0.8重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr2.0～4.5重量％為必需元素，含有Mo1.0～4.0重量％以及V0.2～0.7重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子在25～40體積％范圍內(nèi)析出分散。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在至少以C0.2～0.8重量％，Si1.7～3.0重量％，Cr2.0～4.5重量％為必需元素，含有Mo0.4～3.2重量％以及V0.1～0.35重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子在25～40體積％范圍內(nèi)析出分散。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在至少以C0.2～0.8重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr4.5～7.0重量％為必需元素，含有Mo0.3～2.0重量％以及V0.2～0.7重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子以15～35體積％，并使M6C型碳化物以10～25體積％析出分散，總碳化物量在25～45體積％的范圍，此總碳化物量的50體積％以上為Cr7C3型碳化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，在至少以C0.2～0.8重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr2.0～4.5重量％為必需元素，含有Mo1.0～3.6重量％以及V0.2～0.7重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子以15～30體積％，并使M6C型碳化物以10～25體積％析出分散，總碳化物量在25～50體積％的范圍，并以Cr7C3型碳化物為主體析出分散。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，在至少以C0.2～0.8重量％，Si1.7～4.5重量％，Cr2.0～4.5重量％為必需元素，含有Mo0.4～3.2重量％以及V0.1～0.35重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子以15～30體積％，并使M6C型碳化物以10～25體積％析出分散，總碳化物量在25～50體積％的范圍，并以Cr7C3型碳化物為主體析出分散。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，在至少以C0.2～0.8重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr4.5～7.0重量％為必需元素，含有Mo0.3～2.0重量％以及V0.2～0.7重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子以20體積％以下，并使M6C型碳化物以15～30體積％析出分散，總碳化物量在25～50體積％的范圍，并以M6C型碳化物為主體析出分散。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，在至少以C0.2～0.8重量％，Si0.05～1.7重量％，Cr2.0～4.5重量％為必需元素，含有Mo1.5～4.0重量％以及V0.2～0.7重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子以20體積％以下，并使M6C型碳化物以15～30體積％析出分散，總碳化物量在25～50體積％的范圍，并以M6C型碳化物為主體析出分散。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，在至少以C0.2～0.8重量％，Si1.7～4.5重量％，Cr2.0～4.5重量％為必需元素，含有Mo1～2.5重量％以及V0.2～0.35重量％中的任意一方或兩方，同時(shí)根據(jù)需要還含有Mn，Ni，P，W，Co，Cu，Al合金元素中的一種以上，其余實(shí)質(zhì)上是由Fe構(gòu)成的馬氏體相中，使Cr7C3型碳化物粒子析出分散20體積％以下，并使M6C型碳化物析出分散15～30體積％，總碳化物量在25～50體積％的范圍，并以M6C型碳化物為主體析出分散。
12.根據(jù)權(quán)利要求3～11中任意一項(xiàng)所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在上述Mo添加量的范圍中，用W置換一部分Mo。
13.根據(jù)權(quán)利要求3～11中任意一項(xiàng)所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在上述含有0.2～3.0重量％Si的馬氏體相中，用0.2～1.5重量％Al置換一部分Si。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，共存添加有0.3～4.0重量％的Ni。
15.根據(jù)權(quán)利要求3～11中任意一項(xiàng)所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，含有2～12重量％Co。
16.根據(jù)權(quán)利要求3～11中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，含有Mn0.3～2.0重量％，P0.1～1.0重量％，B0.05～0.2重量％中的一種以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求3～11中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在上述馬氏體相中含有1.5～15重量％Al。
18.根據(jù)權(quán)利要求3～11中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料，其特征是，在上述馬氏體相中含有1～25重量％Cu。
19.一種耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，將上述權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)中記述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料燒結(jié)接合在鐵系里襯金屬構(gòu)件上制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，是在圓筒狀的薄形的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的上、下面的任意一方上，配置其內(nèi)周面具有可以被燒結(jié)接合的形狀的里襯金屬后進(jìn)行燒結(jié)接合的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，在上述耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料和/或鐵系里襯金屬上設(shè)置了一個(gè)以上的排氣溝和/或排氣孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，在由近似相同組成的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料制成的兩個(gè)表面層的中間層上，配置鐵系里襯金屬構(gòu)件，或者配置由經(jīng)異種成分的鐵系燒結(jié)粉末成分調(diào)整后的鐵系燒結(jié)材料形成的里襯金屬構(gòu)件，所述由鐵系燒結(jié)材料形成的里襯金屬構(gòu)件，在燒結(jié)后的相對(duì)密度為93％以上的燒結(jié)溫度下，與上述兩個(gè)表面層相比燒結(jié)時(shí)的收縮或膨脹較小，并在燒結(jié)上述兩個(gè)表面層時(shí)使所述里襯金屬構(gòu)件與上述中間層接合。
22.一種耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，是在鐵系里襯金屬構(gòu)件上燒結(jié)接合了至少含有C1.0～3.7重量％，Cr3.5～18重量％的圓筒狀的薄形的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，圓筒狀的鐵系里襯金屬的外周面或內(nèi)周面至少被燒結(jié)接合在此耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料的內(nèi)周面或外周面上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，是在圓筒狀的薄形的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的上、下表面的任意一方上，配置其內(nèi)周面具有可以被燒結(jié)接合的形狀的里襯金屬后進(jìn)行燒結(jié)接合的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，在上述耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料和/或鐵系里襯金屬上設(shè)置了一個(gè)以上的排氣溝和/或排氣孔。
24.根據(jù)權(quán)利要求20～23中任意一項(xiàng)中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，可以適用于建筑機(jī)械的下轉(zhuǎn)輪、上轉(zhuǎn)輪、空轉(zhuǎn)輪、齒輪減速機(jī)裝置等的油封用的浮動(dòng)密封件。
25.根據(jù)權(quán)利要求20～23中任意一項(xiàng)中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，可以適用于建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)連結(jié)部所用的止推墊圈。
26.根據(jù)權(quán)利要求20～23中任意一項(xiàng)中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其特征是，燒結(jié)接合或結(jié)合在建筑機(jī)械的履帶所用的履帶襯套端面部上而成。
27.一種耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件的制造方法，是上述權(quán)利要求20～23任意一項(xiàng)中記述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件的制造方法，其特征是，在添加相對(duì)于燒結(jié)用混合粉末重量的2.5～5重量％的有機(jī)潤滑劑后，在60～150℃的溫度下加熱混合，同時(shí)將形成的顆粒為2mm以下的原料以0.4～3.5ton/cm2的壓力機(jī)械壓制成形，在AX氣體氣氛或真空氣氛中，在1100～1250℃下與鐵系里襯金屬構(gòu)件燒結(jié)接合后，進(jìn)行冷卻、淬火處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求27中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件的制造方法，所述耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件是在圓筒狀的薄形的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料的上、下面的任意一方上，配置其內(nèi)周面具有可以被燒結(jié)接合的形狀的里襯金屬后再進(jìn)行燒結(jié)接合的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件，其中在所述耐磨燒結(jié)滑動(dòng)材料和/或鐵系里襯金屬上設(shè)置了一個(gè)以上的排氣溝和/或排氣孔后燒結(jié)接合。
29.根據(jù)權(quán)利要求27中所述的耐磨燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件的制造方法，其特征是，為了將燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生的氣體或多余的液相導(dǎo)出到接合面系統(tǒng)外，在里襯金屬構(gòu)件和/或耐磨燒結(jié)材料的一側(cè)至少設(shè)置一處以上的排氣溝和/或排氣孔，從而提高了燒結(jié)接合率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用粉末燒結(jié)方法燒結(jié)而成的具有優(yōu)良耐燒粘性、耐磨性和高密度的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料，以及將此耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)材料燒結(jié)接合在里襯金屬上的耐磨鐵系燒結(jié)滑動(dòng)復(fù)合構(gòu)件及其制造方法，其構(gòu)成為，在經(jīng)過高達(dá)600℃的回火處理后硬度仍在HRC50以上的鐵系馬氏體母相中，使平均粒徑至少在5μm以上的Cr
文檔編號(hào)B22F7/04GK1511967SQ20031011879
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者高山武盛, 岡村和夫, 田中義清, 大西哲夫, 夫, 清 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所