[发明专利]耐磨损性烧结部件及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2006年3月29日、申请号为200610082052.3、发明名称为“耐磨损性烧结部件及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及不会导致烧结部件的强度降低且可切削性提高的耐磨损性烧结部件及其制造方法，并且是适合例如内燃机的阀座等同时要求耐磨损性和切削性的部件的技术。

背景技术

通过粉末冶金法制造的耐磨损性烧结部件不能通过常规的熔炼法来制造，由于能够将所需要的各种硬质相分散在所需的基质中，因而适合用于各种滑动部件。例如，在特公平05-055593号公报(以下称为专利文献1)记载了所使用的硬质相按质量比计具有Mo：26～30％、Cr：7～9％、Si：1.5～2.5％和余量的Co的组成，且分散有5～25质量％的该硬质相。并且公开了这种硬质相为与各种基质结构的组合。

另一方面，专利文献1所记载的耐磨损性烧结合金在基质和硬质相中包含昂贵的Co，因而应低成本化的要求，作为不含昂贵的Co的耐磨损性烧结合金，特开平09-195012号公报(以下称为专利文献2)公开并实施了耐磨损性烧结合金。并且记载了在该专利文献2中所公开的硬质相使用成分组成为按质量比计含Cr：4.0～25％、C：0.25～2.4％作为必要充分，余量为Fe和不可避免的杂质的硬质相形成粉末，并且可以根据需要添加Mo：0.3～3.0％、V：0.2～2.2％和W：1.0～5.0％的1种或2种或更多种作为添加元素。使用这样的硬质相形成粉末的硬质相形成呈现如下结构的硬质相：在本来的硬质相形成粉末部分析出主要由Cr碳化物构成的硬质颗粒群，同时，硬质相形成粉末中的Cr扩散到基质中，Fe基质的淬火性提高的最终基质结构变成马氏体，同时接近本来的硬质相形成粉末的部分的Cr浓度升高、形成铁氧体。即，提高耐磨损性的Cr碳化物颗粒群在原来的硬质相形成粉末部分析出，通过高Cr浓度的铁氧体覆盖其周围，防止Cr碳化颗粒群的脱落，进而，其外围基质结构表现为马氏体，从而提高基质的耐磨损性。该专利文献2的硬质相形成技术也公开了许多与各种基质组合的技术方案，还公开了与专利文献1的硬质相组合的耐磨损性烧结合金的技术方案。

虽然提出了通过这种方式提高耐磨损性的各种硬质相，但是，为了适应近年来内燃机的高效化要求，特开2002-356704号公报(以下称为专利文献3)和特开2005-154798号公报(以下称为专利文献4)也公开了形成硬质相的合金粉末以及使用该合金粉末的耐磨损性烧结部件。专利文献3提出了下述用于形成耐磨损性硬质相的合金粉末，该粉末将上述专利文献1所使用的硬质相或该硬质颗粒的基质改变为Fe基合金的改良硬质相，并且按质量比计包含Si：1.0～12％、Mo：20～50％、Mn：0.5～5.0％，余量为选自Fe、Ni、Co的至少1种和不可避免的杂质。在专利文献3中，通过向这样的基质中添加Mn，达到强化基质、优化固着性的效果，并提高耐磨损性。

此外，专利文献4提出了一种用于形成硬质相的合金粉末，其是对上述专利文献1所使用的硬质相的改进，其特征在于按质量比计包含Mo：48～60％、Cr：3～12％、Si：1～5％，余量为Co和不可避免的杂质。在专利文献4中，记载了通过增加Mo的含量增加Mo硅化物的量，使一体化的Mo硅化物析出，从而使塑性流动、凝聚的发生限制到最低，改善耐磨损性。

像这样，根据内燃机的高功率化的要求，对耐磨损性烧结部件用的硬质相进行反复改进，提高了耐磨损性。但是，这样的耐磨损性烧结部件虽然具有可以造形为近净形(near net shape)的优点，但是，在部分滑动部件中，在高精度化的要求下，必须进行切削加工。例如，内燃机所使用的阀座是通过压入发动机的头部使用的，要求与同样压入的气门套管的同心度，使用气门套管加工用的切削刀具和阀座加工用的切削工具形成整体的工具进行加工，将其加工成与气门套管同心。这样的耐磨损性烧结部件由于其耐磨损性而导致可切削性恶化，存在难以加工的特点。因此，对于提高耐磨损性烧结部件的可切削性的措施，也提出并实施了各种技术方案。