(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｎｉ：２〜２５％、Ｐ：０．２〜１．２％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出されたＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる１３〜６７体積％の硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下であることを特徴とする耐酸化性、高温耐摩耗性、耐塩害性に優れる耐熱焼結材。
【請求項２】
質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｍｏ：０.５〜３％、Ｐ：０．２〜１．２％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出されたＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる１３〜６７体積％の硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下であることを特徴とする耐酸化性、高温耐摩耗性、耐塩害性に優れる耐熱焼結材。
【請求項３】
ＦｅＣｒＮｉ合金粉末とＦｅＣｒ合金粉末とＮｉＰ合金粉末を質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｎｉ：２〜２５％、Ｐ：０．２〜１．２％の合計組成となるように混合して混合粉末を得る工程と、
この混合粉末を加圧して圧粉体を作製する工程と、前記圧粉体を１１００〜１３００℃で焼成する工程により、
Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出されたＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる１３〜６７体積％の硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下である耐熱焼結材を得ることを特徴とする耐酸化性、高温耐摩耗性、耐塩害性に優れる耐熱焼結材の製造方法。
【請求項４】
ＦｅＣｒＭｏ合金粉末とＣｒＦｅ合金粉末とＦｅＰ合金粉末を質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｍｏ：０.５〜３％、Ｐ：０．２〜１．２％の合計組成となるように混合して混合粉末を得る工程と、
この混合粉末を加圧して圧粉体を作製する工程と、前記圧粉体を１１００〜１３００℃で焼成する工程により、
Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出されたＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる１３〜６７体積％の硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下である耐熱焼結材を得ることを特徴とする耐酸化性、高温耐摩耗性、耐塩害性に優れる耐熱焼結材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐酸化性、高温耐摩耗性、耐塩害性に優れる耐熱焼結材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において排ガスのエネルギーを利用してタービンを高速回転させ、その回転力を利用して遠心式圧縮機を駆動し、圧縮した空気をエンジン内に送り込み、内燃機関としての熱効率を高める方式のターボチャージャーが知られている。
内燃機関に付設されるターボチャージャーにおいては、排ガスの一部を分流してタービンへの流入量を調節するノズル機構やバルブ機構が設けられている。
このターボチャージャーに組み込まれる軸受けやブッシュなどの機構部品は、エンジンから排出される高温かつ腐食性の排ガスに常に晒される上に、可動部品であり、摺動特性の面においても優れていることが望まれる。
【０００３】
この種の高温かつ腐食性の排ガスに晒される摺動部品においては、従来、高Ｃｒ鋳鋼からなる溶製材あるいは焼結材の耐熱部品が使用されている。
従来知られている耐熱部品用途の焼結合金の一例として、全体組成が、質量％で、Ｃｒ：１１．７５〜３９．９８％、Ｎｉ：５．５８〜２４．９８％、Ｓｉ：０．１６〜２．５４、Ｐ：０．１〜１．５%、Ｃ：０．５８〜３．６２％、および残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、平均粒子径が１０〜５０μｍの金属炭化物が析出する相Ａと、平均粒子径が１０μｍ以下の金属炭化物が析出する相Ｂが斑状に分布するとともに、前記相Ａに析出する金属炭化物の平均粒子径ＤＡと前記相Ｂに析出する金属炭化物の平均粒子径ＤＢが、ＤＡ＞ＤＢとなる金属組織を示す焼結合金が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０５７０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている焼結合金を含め、この種従来の耐熱部品に望まれる特性として、耐酸化性、耐摩耗性（自己摩耗、低相手攻撃性）、耐塩害性などがあり、これらの要望を満たし得る高Ｃｒ鋳鋼の溶製材あるいは焼結材が適用されている。
例えば、フェライト系の高Ｃｒ鋳鋼の溶製材として、Ｆｅ-３４Ｃｒ-２Ｍｏ-２Ｓｉ-１.２Ｃなる組成の合金が知られ、フェライト系の高Ｃｒ鋳鋼の焼結材として、Ｆｅ-３４Ｃｒ-２Ｍｏ-２Ｓｉ-２Ｃなる組成の焼結合金あるいはＦｅ-３０Ｃｒ-１０Ｎｉ-１Ｍｏ-１Ｓｉ-２.５Ｃなる組成の焼結合金が適用されている。
【０００６】
これら組成の合金は、耐酸化性向上のため、通常のステンレス鋼が高くとも２５％程度のクロムを含有するのに対し、更に高いＣｒ組成とされている。また、これらの合金は、いずれも耐摩耗性向上のためＣｒ炭化物を硬質粒子として母相内に析出させた構造を採用している。
このＣｒ炭化物を析出させるタイプの合金では母相のＣｒ量がＣｒ炭化物生成の影響で低減する問題がある。母相中のＣｒ量は、合金全体のトータルとしてのＣｒ量を制御することで制御できるとともに、Ｃｒ炭化物硬質粒子の析出量をＣ含有量で制御することにより調整することができる。
【０００７】
ところが、高Ｃｒ炭化物粒子の析出を優先させると母相中のＣｒ量が低下するので、耐酸化性、耐塩害性に問題を生じ、高Ｃｒ炭化物粒子の数を減らすと耐摩耗性が悪化する問題がある。
これに加え焼結材においては、合金全体のＣｒ量を高くすると粉末の圧縮性が悪化し、目的の形状に成形できない問題がある。
また、高Ｃｒ炭化物粒子を母相中に析出させた構造では高Ｃｒ炭化物粒子の析出量を増加すると焼結材自身の耐摩耗性は良好となるが、摺動する相手材の損耗が増加する問題がある。
【０００８】
以上の背景において、本発明者が焼結材における耐酸化性、高温耐摩耗性について鋭意研究したところ、硬質粒子として高Ｃｒ炭化物粒子を用いるのではなく、高ＣｒＦｅ合金を採用することで、耐酸化性と高温耐摩耗性に優れ、相手材の摩耗を減少でき、耐塩害性においても優れた耐熱焼結材を提供できることを知見し、本発明に到達した。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、耐酸化性と高温耐摩耗性に優れ、相手材の摩耗を減少でき、耐塩害性においても優れた耐熱焼結材及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の耐熱焼結材は前記課題を解決するために、質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｎｉ：２〜２５％、Ｐ：０．２〜１．２％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出された１３〜６７体積％のＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下であることを特徴とする。
ＣｒとＮｉとＰをＦｅ中にバランス良く含有し、Ｆｅ−Ｃｒ母相中にＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を望ましい量含んでいるので、耐食性と耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れた耐熱焼結材を得ることができる。
Ｐ添加により、高密度化すなわち有効多孔率を低減させることが可能となり、耐酸化性が向上する。
【００１１】
（２）本発明において、質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｍｏ：０.５〜３％、Ｐ：０．２〜１．２％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出された１３〜６７体積％のＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下であることを特徴とする。
Ｍｏを適量添加することでＮｉを含まなくとも耐食性と耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れた耐熱焼結材を得ることができる。
【００１２】
（３）本発明の耐熱焼結材の製造方法は、ＦｅＣｒＮｉ合金粉末とＦｅＣｒ合金粉末とＮｉＰ合金粉末を質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｎｉ：２〜２５％、Ｐ：０．２〜１．２％の合計組成となるように混合して混合粉末を得る工程と、この混合粉末を加圧して圧粉体を作製する工程と、前記圧粉体を１１００〜１３００℃で焼成する工程により、Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出された１３〜６７体積％のＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下である耐熱焼結材を得ることを特徴とする。
（４）本発明の耐熱焼結材の製造方法は、ＦｅＣｒＭｏ合金粉末とＣｒ−Ｆｅ合金粉末とＦｅＰ合金粉末を質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｍｏ：０.５〜３％、Ｐ：０．２〜１．２％の合計組成となるように混合して混合粉末を得る工程と、この混合粉末を加圧して圧粉体を作製する工程と、前記圧粉体を１１００〜１３００℃で焼成する工程により、Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相とその内部に析出された１３〜６７体積％のＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を備えた組織を有し、前記Ｆｅ−Ｃｒ系合金母相のＣｒ量が質量％で２４〜４１％、前記硬質相中のＣｒ量が質量％で３０〜６１％であること、有効多孔率が２％以下である耐熱焼結材を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ＦｅＣｒＮｉＰの組成あるいはＦｅＣｒＭｏＰの組成を基本とする耐食性の高いＦｅ−Ｃｒの母相中にＣｒ−Ｆｅ合金相の硬質粒子を分散し、従来材の高Ｃｒ炭化物粒子よりも軟質であり、母相より硬質であるＣｒ−Ｆｅ合金相の分散析出により、良好な耐酸化性と優れた高温耐摩耗性を備えた上で耐塩害性に優れた耐熱焼結材を提供できる。
また、Ｃｒ−Ｆｅ合金相は従来材の高Ｃｒ炭化物粒子よりも軟質であるため、従来材よりも相手攻撃性を低くすることができ、摺動する相手材の損耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る焼結摺動材により形成された試験片の一例を示す斜視図。
【図２】同試験片の金属組織の一例を示す模式図。
【図３】同試験片の金属組織の一例を示す組織写真。
【図４】実施例の試験結果において得られた酸化増量と有効多孔率との関係を示すグラフ。
【図５】実施例の試験結果において得られた摩耗量と硬質相割合との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る耐熱焼結材からなる円筒状の軸受け部材１を示し、この軸受け部材１は一例としてターボチャージャー用のノズル機構やバルブ機構に組み込まれる軸受けに用いられる。
軸受け部材１を構成する耐熱焼結材は、一例として、質量％でＣｒ：２５〜５０％、Ｎｉ：２〜２５％、Ｐ：０．２〜１．２％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、Ｆｅ-Ｃｒ母相と該母相の内部に析出されたＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を備えた組織を有する焼結材からなる。
また、前記組成に代えて、Ｃｒ：２５〜５０％、Ｍｏ：０.５〜３％、Ｐ：０．２〜１．２％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、Ｆｅ-Ｃｒ母相と該母相の内部に析出されたＣｒ−Ｆｅ合金粒からなる硬質相を備えた組織を有する焼結材からなる。
【００１６】
前記耐熱焼結材の製造方法は後に詳述するが、一例として、Ｆｅ-Ｃｒ-Ｎｉ合金粉末とＣｒ−Ｆｅ合金粉末と、Ｎｉ−Ｐ合金粉末もしくはＦe−Ｐ合金粉末を前述の組成範囲となるように秤量し、均一混合して得られた混合粉末をプレス成形し、得られたプレス成形体を１１００〜１３００℃で焼結することにより得られる。
【００１７】
ＦｅベースにＣｒを含有させたＦｅ−Ｃｒ母相により耐酸化性と耐塩害性を確保し、Ｃｒ−Ｆｅ合金粉末が構成する硬質粒子の存在により優れた耐摩耗性が得られる。
なお、本実施形態においては耐熱焼結材を用いてリング状の軸受け部材１を構成したが、本実施形態の耐熱焼結材はターボチャージャーのノズル機構やバルブ機構に設けられる軸部材やロッド部材、軸受け部材、プレート等に広く適用できるのは勿論である。
【００１８】
以下、本実施形態の耐熱焼結材における各組成比の限定理由について説明する。
「全体Ｃｒ量：２５〜５０質量％、母相中Ｃｒ量：２４〜４１質量％、硬質相中Ｃｒ量：３０〜６１質量％」
全体Ｃｒ量はＦｅをベースとする母相とＣｒ−Ｆｅ合金の硬質相の両方に含まれ、耐熱焼結材全体として、２５質量％以上５０質量％以下の範囲で含まれていることが望ましい。全体Ｃｒ量が２５質量％を下回るようであると耐塩害性が低下し、５０質量％を上回るようであると有効多孔率が大きくなり、耐酸化性が低下する。全体のＣｒ量が２０質量％未満になると、耐塩害性に加えて耐酸化性も低下する。
Ｃｒは耐酸化性の要望から最低限母相中に１３質量％以上含まれていることが必要であり、耐酸化性に加えて耐塩害性も満たすためには母相中に２４質量％以上含まれていることが望ましい。母相中のＣｒ量が２４質量％を下回るようであると耐塩害性に劣り、Ｃｒ量が１３質量％を下回ると耐塩害性に加えて耐酸化性も低下する。
なお、硬質相中のＣｒ量と母相中のＣｒ量差は５質量％以上あることが望ましい。
硬質相中のＣｒ量と母相中のＣｒ量差が５質量％未満であると、硬質相として機能せず、耐摩耗性が悪化する為、好ましくない。
硬質相中のＣｒ量は質量％で３０〜６１％の範囲が望ましい。
【００１９】
「全体Ｎｉ量：２〜２５質量％」
Ｎｉは耐塩害性の向上に寄与する。全体Ｎｉ量が２質量％未満では耐塩害性の面で効果が薄く、全体Ｎｉ量が２５質量％を超えても効果は少ない為、２５質量％以下とすることが、好ましい。Ｎｉ量に関しては、母相をフェライト相とする場合２〜８％、オーステナイト相とする場合、８〜２５％とすることが好ましい。
【００２０】
「全体Ｍｏ量：０.５〜３質量％」
Ｍｏを添加することによりＮｉを添加せずとも耐塩害性を向上させることができる。
Ｍｏを０．５質量％以上含むことで耐塩害性の向上に寄与し、その向上効果は３質量％以上含有していても有効であるが効果は飽和する。Ｍｏは高価な元素なので、Ｍｏ含有量は少ない方がコストの面では望ましく、そのためＭｏ含有量の上限を３質量％とすることが好ましい。
【００２１】
「全体Ｐ量：０．２〜１．２質量％」
焼結時に液相を生成し、ＦｅＣｒＮｉ系焼結材の焼結性を向上させ、焼結材としての有効多孔率を低減し、高密度化する上で望ましい含有元素である。Ｐを含有することで焼結性が向上し、耐酸化性が向上する。
Ｐ含有量が０．２質量％未満では高密度化困難であり、有効多孔率を２％以下にすることが困難であり、耐酸化性が悪化する。１．２質量％を超える含有量では耐塩害性が悪化する。
【００２２】
「耐熱焼結材の製造方法」
本実施形態の耐熱焼結材からなる軸受け部材を製造するには、一例として、Ｆｅ−２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉ合金粉末に対し１０〜５８質量％のＣｒ−４０％Ｆｅ合金粉末と１〜２０質量％のＮｉＰ合金粉末あるいはＦｅＰ合金粉末を混合機などで均一混合し、目的の組成比の混合粉末を得る。
ここで用いるＦｅＣｒＮｉ合金粉末は、一例として２４〜２６％のＣｒと１８〜２２％のＮｉを含む合金粉末を用いることができる。
また、ＣｒＦｅ合金粉末は、一例として５０〜７０％のＣｒを含む合金粉末を用いることができる。
また、ＮｉＰ合金粉末は、一例として１０〜１５％のＰを含む合金粉末を用いることができる。
【００２３】
次いで、前記混合粉末をプレス装置の型に投入し、プレス成形して目的の形状、例えば、筒状の圧粉体を得る。
成形する場合、プレス装置による成形の他に熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）、冷間静水圧加圧（ＣＩＰ）なお、種々の方法を採用しても良い。
この圧粉体に対し、例えば、１１００〜１３００℃の範囲内の所定の温度で０．５〜２時間程度焼結することでＦｅＣｒ母相中に高ＣｒＦｅ合金の硬質相を分散させた耐熱焼結材からなる例えば図１に示す筒状の軸受け部材１を得ることができる。
この軸受け部材１を構成する耐熱焼結材は、例えば図２、図３に示すようにＦｅＣｒ母相２中に硬質相であるＣｒＦｅ合金相３を分散させた金属組織Ａを有する。耐熱焼結材１の金属組織中には焼結時に生成した気孔５が残留していても良い。
前記ＦｅＣｒＮｉ合金粉末とＣｒＦｅ合金粉末とＮｉＰ合金粉末を混合し、圧密してから焼結した場合、ＮｉＰ合金粉末は他の粉末に対し融点が低いので液相となって他の粉末粒子の粒界に濡れ拡がり、気孔を埋める作用を奏する。このため、前記ＦｅＣｒＮｉ合金粉末とＣｒＦｅ合金粉末の粒界を液相となったＮｉＰで埋めることができる結果、焼結後の有効多孔率を低減できる。従って高密度の焼結材とすることができる。
【００２４】
以上説明の製造方法により得られた耐熱焼結材において、母相、硬質相いずれもＣｒを２５質量％以上含むので、良好な耐酸化性と耐塩害性を示し、硬質相は母相より硬いＣｒＦｅ相からなるので、良好な耐酸化性と耐塩害性に加えて良好な耐摩耗性を含む。また、ＣｒＦｅ相は従来材に用いられていた高Ｃｒ炭化物粒子よりは軟質であるので、摺動相手材の損耗を従来材よりも抑制できる。
従って上述の軸受け部材１はターボチャージャー等の軸受け部に適用して高温の排ガスに晒されながら軸による摺動を受けた場合であっても、耐酸化性に優れ、耐塩害性に優れ、耐摩耗性に優れる。また、相手材である軸に対し相手材の損耗を抑制できるので、軸の損耗を抑制できる効果が得られる。
なお、本実施形態の耐熱焼結材はターボチャージャーの軸の構成材として利用できるほか、耐酸化性、耐塩害性、耐摩耗性について高温の腐食ガスに晒される環境に設けられる各種機構部品の構成材として利用することができるのは勿論である。
【００２５】
耐熱焼結材は、Ｎｉを略してＭｏを添加した組成系においても実現することができる。
この場合、一例として、Ｆｅ−２５％Ｃｒ−２％Ｍｏ合金粉末に対し１０〜５８質量％のＣｒ−４０％Ｆｅ合金粉末と１〜５質量％のＦｅＰ合金粉末を混合機などで均一混合し、目的の組成比の混合粉末を得る。この混合粉末を先の製造方法と同等の方法で圧粉体としてから焼結することにより耐熱焼結材を得ることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
「実施例１」
原料粉末として、Ｆｅ-２５Ｃｒ-２０Ｎｉ合金粉末と、Ｃｒ-４０Ｆｅ合金粉末と、Ｎｉ−Ｐ合金粉末を用意し、これらの原料合金粉末を以下の表に示す最終成分組成となるように配合し、Ｖ型混合機で３０分間混合した後、成形圧力５８８ＭＰａにてプレス成形して筒状の圧粉体を作製した。
次に、この圧粉体を真空雰囲気中において、１２５０〜１２８０℃の温度で１．５時間焼結し、耐熱摺動材を得た。
いずれの焼結摺動材も以下の各試験毎に好適な形状に成形し各試験に供した。
【００２７】
「密度、有効多孔率」
いずれもアルキメデス法にて測定した。
「耐酸化性試験」
耐酸化性試験においては、外径：２０ｍｍ×内径：１０ｍｍ×高さ：５ｍｍの寸法を有し、以下の表１〜表４に示される組成成分のＦｅＣｒＮｉＭｏＰ系焼結材からなるリング状耐熱焼結材（軸受け部材）を得、試験を行った。
前述のリング状の耐熱焼結材試験片に対し大気中において８００℃に１００時間加熱した後の重量変化を測定し、この重量変化を試料の表面積で割った値（単位表面積当たりの重量変化）を求め比較した。
【００２８】
「耐摩耗性試験」
ロールオンブロック試験を行うために、ブロックの上に円柱のシャフトを載せ９０゜往復回転させる試験を行った。測定温度６００℃、３０分間行い、往復回数を２０００回として摩耗量を評価した。
摩耗量測定は、３Ｄマイクロスコープにより摩耗面の写真を撮影し、摩耗深さを測定した。摩耗試験片の形状は５０×１０×５ｍｍ厚の焼結材からなる直方体形状のブロックである。相手材のシャフトは、ＳＵＳ３１６からなる直径８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのステンレスロッドであり、前記ブロックに、加重８０Ｎで、このステンレスロッドを押し付けつつ、モーターの回転軸として、往復回転させて試験した。
「耐塩害性試験」
耐塩害性については、塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１に準ずる）により把握した。５％ＮａＣｌ水溶液の塩水噴霧（３５℃、２４時間）により外観上の錆の発生面積率を評価し、錆び発生による腐食面積率が１％以下の試料を合格とした。試験片は外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍのリング状試験片である。
○印は錆びによる腐食面積率が1％以下、×印は錆びによる腐食面積率が1％を超えることを確認できたものに相当する。
以上の試験結果を以下の表１〜表４に示す。
【００２９】
【表１】
0006489684.tif 000002
【００３０】
【表２】
0006489684.tif 000003
【００３１】
【表３】
0006489684.tif 000004
【００３２】
表１に硬質相の添加量（重量％）毎の耐熱焼結材試料について、全体トータルの組成と用いた母相のＣｒ量の関係を示し、Ｎｏ.１〜１５の各試料について、耐酸化性試験結果と、有効多孔率の測定結果及びその判定結果と、耐塩害性について外観検査の結果と、耐摩耗性の判定結果及びその判定結果を示す。
表１に示す結果から、硬質相の添加量を０％として母相のみの組成としたＮｏ.１の試料は、有効多孔率が高く、摩耗量も大きくなった。硬質相の添加量を０％としてＰを添加したＮｏ.２の試料は、耐酸化性が著しく向上したが、錆が発生し、摩耗量も大きくなった。
硬質相を５質量％添加したＮｏ.３の試料はＮｏ.２の試料に対し耐摩耗性は向上したが、錆が発生した。硬質相を１０質量％添加したＮｏ.４の試料は耐酸化性に優れたまま、有効多孔率が低く、錆の発生面積率も少なく、摩耗量も低くすることができた。
このため、表１の結果から、硬質相を１０質量％以上含み、Ｃｒを２６質量％以上含み、Ｐを０.６質量％含む試料であれば、耐酸化性と耐塩害性と耐摩耗性の３つの面で優れていることが判明した。また、硬質Ｃｒ−Ｆｅ合金粉を６０質量％含む試料は、粉末の圧縮性が低く、形状付与が困難であった。
【００３３】
表２（Ｎｉ量）は硬質相の添加量を１８％に固定し、トータル組成のＮｉ量を添加するＮｉ粉末を変量して各試料を作製し、各試料毎に耐酸化性試験、有効多孔率測定、耐塩害性試験、耐摩耗性試験を行った結果を示す。
表２の結果から、トータル組成としてのＮｉ量が２.０質量％未満では耐塩害性試験において腐食面積率が１％を超えることが判る。このため、トータル組成のＮｉ量は２.０質量％以上必要であることが判る。また、トータル組成のＮｉ量は２０質量％程度まで添加しても問題は生じなかった。
【００３４】
表２（Ｐ量）は硬質相の添加量を１８％に固定し、添加するＮｉＰ合金粒子の添加量の調整よりトータル組成のＰ量を変量して各試料を作製し、各試料毎に耐酸化性試験、有効多孔率測定、耐塩害性試験、耐摩耗性試験を行った結果を示す。
表２（Ｐ量）から、トータル組成としてのＰ量が０．２質量％未満では耐酸化性に劣り、有効多孔率が高いことが判る。また、Ｐを１.４質量％含有させたＮｏ.２３の試料は耐塩害性試験において腐食面積率が１％を超えた。
このため、耐酸化性と耐塩害性と耐摩耗性を満たすためには、トータル組成のＰ量を０.２〜１.２質量％の範囲とする必要があることが判る。
【００３５】
表３は硬質相の添加量を１８％に固定し、添加するＦｅＣｒＭｏ合金粒子のＭｏ量の調整よりトータル組成のＭｏ量を変量して各試料を作製し、各試料毎に耐酸化性試験、有効多孔率測定、耐塩害性試験、耐摩耗性試験を行った結果を示す。
表３から、トータル組成としてのＭｏ量が０．４質量％以下（０．５質量％未満）では耐塩害性向上の効果が無く、３質量％を超えて添加してもそれ以上の向上効果が少ないことが判る。
【００３６】
図４は、表１の試料の有効多孔率と酸化増量の関係を示すグラフである。
図４から有効多孔率が大きくなると、酸化増量が増加し、酸化し易いことがわかる。このため、耐酸化性を高くするためには、有効多孔率を小さくすることが有利であることがわかる。
【００３７】
図５は表１に示すＮｏ.１〜１０の試料の硬質相体積割合と摩耗量の関係を示すグラフである。
図５に示すように、焼結体中の硬質相の割合（体積％）が０％の場合と５％の場合は摩耗量が大きいが、１３体積％以上の割合ならば、摩耗量を充分に低い範囲に低減できる。このことから、耐熱焼結材の硬質相の割合は１３〜６７体積％の範囲が望ましいことが分かる。
【符号の説明】
【００３８】
１…軸受け部材（耐熱焼結材）、Ａ…金属組織、２…母相、３…硬質相、４…空孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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