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JPS6214624B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6214624B2
JPS6214624B2 JP3372483A JP3372483A JPS6214624B2 JP S6214624 B2 JPS6214624 B2 JP S6214624B2 JP 3372483 A JP3372483 A JP 3372483A JP 3372483 A JP3372483 A JP 3372483A JP S6214624 B2 JPS6214624 B2 JP S6214624B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
sliding
sliding member
toughness
lubricity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP3372483A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59159973A (en
Inventor
Kazuyoshi Inochi
Osamu Kono
Yoshiaki Sakamoto
Yukinori Matsuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP3372483A priority Critical patent/JPS59159973A/en
Publication of JPS59159973A publication Critical patent/JPS59159973A/en
Publication of JPS6214624B2 publication Critical patent/JPS6214624B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は、良好な強度および靭性を有すると
同時に摺動潤滑性がすぐれている高靭性摺動用部
材(材料および部品)に関するものである。 従来、摺動用材料が使用される機器類として
は、例えば、シリンダ内でピストンを往復動させ
るポンプやコンプレツサ、ベツド上で刃物台を往
復動させる旋盤あるいはベース上でテーブルを往
復動させる研削盤などの工作機械、テーパ状コー
ンの外周に複数のセグメントを嵌合して各セグメ
ントを放射方向に進退させる拡管機などがある。 これらのうち、拡管機としては、例えば第1図
および第2図に示す構造のものがある。図におい
て、1は鋼管、2はプルロツド、3はプルロツド
2の外周に嵌装した正多角形断面のテーパ状コー
ン、4は前記のプルロツド2の端部おねじ部2a
にねじ込み、リング5を介してコーン3を保持す
るナツトである。そして、前記コーン3の各面に
は、第2図に示すように逆T形溝3aを形成し、
この逆T形溝3a内に、セグメント6の摺動面側
に固定したT形ガイド6aを嵌合し、正多角形断
面のコーン3の各面において、それぞれセグメン
ト6をプルロツド2の軸方向と同方向に摺動可能
な構成としている。また、7は前記各はセグメン
ト6の端部に当接する環状フランジ、8は環状フ
ランジ7を支え且つ前記プルロツド2を収容する
ブームである。 このような構成の拡管機において、図示しない
加圧シリンダを作動させてプルロツド2を第1図
左方向に移動させた状態にしてセグメント6の外
周部に鋼管1を配設し、次いで、前記加圧シリン
ダを作動させてプルロツド2を第1図右方向に移
動させると、コーン3も同時に第1図右方向に移
動するが、各セグメント6は環状フランジ7によ
つて上記方向の移動が阻止されているため、方射
方向に移動して鋼管1を内側から押し拡げること
となり、鋼管1の断面および長手方向の形状橋
正、寸法調整、残留応力の均一拡散等が行われ
る。この後、前記加圧シリンダを作動させてプル
ロツド2を第1図左方向に移動させると、各セグ
メント6は求心方向に移動するので、鋼管1の取
り出しが可能となる。 この場合、各セグメント6の外周部において実
際に鋼管1の拡管が行われる面を有効拡管面と称
し、その長手方向の寸法Lを有効拡管長と言い、
図示していないグリツパー台車等による前記鋼管
1の1回当りの送りピツチPは前記有効拡管長L
より短くするのが普通である。 このような拡管機においては、図示しない加圧
シリンダによる前進・後退作動が繰返し行われ、
正多角形断面のテーパ状コーン3の外面側摺動面
3bと、各セグメント6の内面側摺動面6bとの
間で摩擦摺動が頻繁に繰返される。 ところで、従来のこの種の拡管機において、コ
ーン3は合金鋳鉄品であり、セグメント6は特殊
鋳鋼品であつて、両者の間における摺動潤滑性は
かなり良好なものであるといえたが、このセグメ
ント6は鋳物であるために機械的強度が低く、と
りわけ厚肉鋼管(例えば、t/D≧4%、X−65
グレード)の拡管時にはセグメント6がしばしば
割れあるいは破損し、操業停止を来たすことがあ
るという問題点があつた。 そこで、このようなセグメントの割れあるいは
破損を防止するための対策としては、セグメント
の形状の面からと、材質の面からとが主として考
えられ、とくに材質の面からは上記セグメントに
限らず通常の摺動部材において、摺動特性が良好
であると同時に機械的強度および靭性にも優れた
ものであることが望まれていた。 この発明は、上述した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、とくに材質の面におい
て、高強度、高靭性で且つ摺動特性にすぐれた摺
動部材を得ることを目的とするものである。 ところで、上記したセグメント等の摺動部材に
要求される性能は、コーン等の相手材との摺動潤
滑性が良好であると同時に、割損防止のために高
強度、高靭性であることが主に挙げられるが、こ
れらの性質は一般に相反するものであり、従来の
場合には、摺動潤滑性を優先して鋳造品とすれば
機械的強度が低下し、機械的強度を重視して鋳造
品から例えば鍛造品に変えると一般に摺動潤滑性
が低下するというのが実情であつた。 そこで、本発明者らは種々の実験研究を積み重
ね、鋳鋼以外の部材として、1.5%C−12%Cr−
1.2%Mo−0.3%V−Fe系および0.5%C−5%Cr
−Fe系等の合金工具鋼などを選んで実験を行つ
たが、これらは、いづれも鋳鋼品にくらべ機械的
強度は優れているものの摺動潤滑性に劣るという
問題点があり、されに実験研究を進めた結果、機
械的強度および靭性が良好であるとに、摺動潤滑
性にもすぐれた摺動部材を開発するに至つた。 すなわち、この発明による摺動部材は、重量%
で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以下、Mn:3%以
下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜1.5%、V:0.01〜
1%、および必要に応じて、耐摩耗性をより一層
向上させるために、Ni:1.2%以下、Cu:2%以
下、W:2%以下、Co;2%以下、Nb:2%以
下のうちの1種または2種以上、焼入性を向上さ
せるために、B:0.0005〜0.1%、REM(希土類
元素):0.0005%〜0.3%のうちの1種または2
種以上、機械加工あるいは鍛造加工後の仕上加工
の際の被削性を向上させるために、S:0.2%以
下、Pb:0.4%以下、Se:0.3%以下、Bi:0.5%
以下、Te:0.3%以下、Ca:0.0002〜0.01%のう
ちの1種または2種以上を各々含有し、残部実質
的にFeよりなることを特徴とするものである。 本発明者らは、摺動部材の機械的強度および靭
性を向上させる観点から、従来の工具鋼を基本と
し、巨大炭化物量と摺動潤滑性に着目し種々の検
討を行ない、最適な成分範囲を見い出した。すな
わち、Fe−C−Cr−1%Mo系の鋼において、高
温焼もどし硬さ(約515℃)と顕微鏡組織におい
て10μ以上の一次炭化物(以下、巨大炭化物と記
す)数におよぼすCおよびCr含有量の影響を調
べたところ、第3図に示す結果を得、C含有量を
0.6〜1.2%、Cr含有量を6〜10%とすることによ
つて機械的強度および靭性を良好なものにできる
と同時に適正な巨大炭化物の存在によつて摺動特
性の向上をはかることができることがわかつた。
このような知見に基づく本発明の摺動部材の個々
の成分範囲の限定理由について以下に説明する。 C:0.6〜1.2% Cは耐摩耗性向上に寄与する炭化物の形成に必
要な元素であり、焼入性を良好にしてマルテンサ
イトの硬度を高め、すぐれた強度を得るために必
要な元素であるが、0.6%未満では焼入性が低下
して焼入れ焼もどし後に必要な硬さを得がたくな
り、炭化物の形成能力も低くなつて、強度および
耐摩耗性が不十分なものとなり、1.2%を超える
と第3図に示したように巨大炭化物が多く生成さ
れ、摺動特性が悪化すると共に、靭性も劣化する
ので、0.6〜1.2%の範囲とする。 Si:3%以下 Siは脱酸剤として作用すると共に、マルテンサ
イトの焼もどし抵抗性を高めるのに寄与する元素
であるが、多すぎると靭性が劣化するため3%以
下とする。 Mn:3%以下 Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼の清
浄度を向上させると共に、焼入性を良好なものと
するのに寄与するが、多すぎると加工性を害する
と共に、残留オーステナイトを生成して焼入れ焼
もどし後の硬さを低下させるため3%以下とす
る。 Cr:6〜12% Crは焼入れ時に基地中に固溶して焼入性を高
めると共に、Cr炭化物を形成して耐摩耗性を向
上させ、同時に耐酸化性を向上させるが、6%未
満では巨大炭化物の生成量が少なく、12%を超え
ると、第3図に示したように、巨大炭化物が過多
となり摺動特性を悪化させると共に靭性を劣化さ
せるので、6〜12%の範囲とする。 Mo:0.1〜1.5% Moは焼入れ時に基地中に固溶すると共に、炭
化物を形成して摺動用材料としての耐摩耗性を向
上させ、焼入れおよび焼もどし抵抗性を高めるの
に有効な元素であり、このためには0.1%以上含
有させる必要があるが、1.5%を超えると靭性を
劣化させるので、0.1〜1.5%の範囲とする。 V:0.01〜1% Vは基地のオーステナイト結晶粒の粗大化を防
止し、微細な炭化物を形成して耐摩耗性および耐
焼入性の向上に寄与する元素であり、このために
は0.01%以上含有させる必要があるが、Vは有効
なCを固着くるために多すぎるとかえつて硬さ低
下を生ずるので、1%以下とする必要がある。 Ni:1.2%以下、Cu:2%以下、W:2%以下、
Co:2%以下、Nb:2%以下のうちの1種また
は2種以上 Ni、Cu、W、Co、Nbはいずれも基地の強化に
寄与し、炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる
が、多量に添加すると熱間加工性や靭性を低下さ
せるため、上記各成分の範囲に限定するのが適切
である。 B:0.0005〜0.01%、REM(希土類元素):
0.0005〜0.3%のうちの1種または2種以上 B、REMはいずれも焼入性向上に寄与する元
素であり、靭性を向上して割れや破損の発生防止
に有効であるが、多量に添加すると加工性を害す
るので、上記各成分の範囲に限定するのが適切で
ある。 S:0.2%以下、Pb:0.4%以下、Se:0.3%以
下、Bi:0.5%以下、Te:0.3%以下、Ca:0.0002
〜0.01%のうちの1種または2種以上 S、Pb、Se、Bi、Te、Caはいずれも被削性を
向上させるのに有効な元素であり、機械加工およ
び塑性加工(鍛造加工等)後の仕上加工の際の加
工性を良好なものとするが、多すぎると熱間加工
性や靭性を低下させるので、上記各成分の範囲に
限定するのが適切である。 他方、この発明による摺動部材の相手材として
は、金属材料あるいは非金属材料の溶製材、鍛造
材、鋳造材、焼結材、焼結鍛造材等があるが、例
えば、鋳鉄である場合には、その基本組成が、重
量%でC:2.5〜2.8%、Si:1.6〜1.8%、Mn:1.0
〜1.2%、残部実質的にFeよりなるものであるこ
とが望ましく、必要に応じて、Cr、Mo、Ni、
Cu、V、Co、Bを含有するものも望ましい。ま
た、セラミツクスやサーメツトなどに対しても良
好な特性を示す。 以下、実施例をもとにさらに説明する。 まず、第1表に示す化学成分の鋼(本発明材:
No.1〜9、比較材:No.10〜14)を溶製したのち、
それぞれ第2表に示す条件で焼入れ焼もどしを行
い、焼もどし硬さ、衝撃値、曲げ試験抗折値、回
転曲げ疲労試験(107回)強度、摩擦係数を調べ
たところ、同じく第2表に示す結果となつた。 次に、第3表に示す化学成分の合金鋳鉄を相手
材として、各共試材との間で、接触面圧;5〜30
Kgf/mm2、摩擦速度;30〜100mm/sec、潤滑油;
鉱物油系および油脂系の条件で摺動試験を行つた
ところ、摩擦係数および焼付面圧は第2表に示す
結果となつた。 さらに、第4表に示す条件で実機による拡管試
験を行つたところ、引力および焼付状況は第2表
に示す結果が得られた。
The present invention relates to highly tough sliding members (materials and parts) that have good strength and toughness and also have excellent sliding lubricity. Traditionally, sliding materials have been used in equipment such as pumps and compressors that reciprocate a piston within a cylinder, lathes that reciprocate a tool post on a bed, and grinders that reciprocate a table on a base. machine tools, and tube expanders that fit multiple segments around the outer periphery of a tapered cone and move each segment forward and backward in the radial direction. Among these tube expanders, there are, for example, those having structures shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, 1 is a steel pipe, 2 is a pull rod, 3 is a tapered cone with a regular polygonal cross section fitted on the outer periphery of the pull rod 2, and 4 is a male threaded portion 2a at the end of the pull rod 2.
This is a nut that is screwed into the cone 3 and holds the cone 3 through the ring 5. Then, an inverted T-shaped groove 3a is formed on each surface of the cone 3, as shown in FIG.
A T-shaped guide 6a fixed to the sliding surface side of the segment 6 is fitted into this inverted T-shaped groove 3a, and the segment 6 is aligned in the axial direction of the pull rod 2 on each surface of the cone 3 having a regular polygonal cross section. It is configured to be able to slide in the same direction. Further, 7 is an annular flange that abuts the ends of the segments 6, and 8 is a boom that supports the annular flange 7 and accommodates the pull rod 2. In the pipe expanding machine having such a configuration, the steel pipe 1 is disposed around the outer periphery of the segment 6 while the pull rod 2 is moved to the left in FIG. When the pressure cylinder is operated to move the pull rod 2 to the right in Figure 1, the cone 3 simultaneously moves to the right in Figure 1, but each segment 6 is prevented from moving in the above direction by the annular flange 7. Therefore, it moves in the radial direction and pushes the steel pipe 1 from the inside, thereby correcting the shape of the steel pipe 1 in the cross-sectional and longitudinal directions, adjusting dimensions, uniformly dispersing residual stress, etc. Thereafter, when the pressure cylinder is operated to move the pull rod 2 to the left in FIG. 1, each segment 6 moves in the centripetal direction, making it possible to take out the steel pipe 1. In this case, the surface on the outer periphery of each segment 6 where the steel pipe 1 is actually expanded is referred to as the effective expansion surface, and its longitudinal dimension L is referred to as the effective expansion length.
The feed pitch P per feed of the steel pipe 1 by a gripper cart (not shown) or the like is the effective pipe expansion length L.
It is normal to make it shorter. In such a pipe expanding machine, forward and backward operations are repeatedly performed by a pressurizing cylinder (not shown).
Frictional sliding is frequently repeated between the outer sliding surface 3b of the tapered cone 3 having a regular polygonal cross section and the inner sliding surface 6b of each segment 6. By the way, in this type of conventional tube expanding machine, the cone 3 is made of alloy cast iron, and the segment 6 is made of special cast steel, and the sliding lubricity between the two can be said to be quite good. Since this segment 6 is a casting, its mechanical strength is low, especially thick-walled steel pipe (e.g., t/D≧4%, X-65
There was a problem in that the segment 6 often cracked or broke during pipe expansion of pipes (grade), which could lead to a shutdown of the operation. Therefore, measures to prevent cracking or damage of such segments are mainly considered from the viewpoint of the shape of the segment and from the viewpoint of the material. It has been desired that sliding members have good sliding properties as well as excellent mechanical strength and toughness. This invention was made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and the object is to obtain a sliding member that has high strength, high toughness, and excellent sliding characteristics, especially in terms of material. It is. By the way, the performance required of sliding members such as the above-mentioned segments is good sliding lubricity with mating materials such as cones, and at the same time, high strength and high toughness to prevent breakage. However, these properties are generally contradictory, and in the past, if a cast product was made with priority given to sliding lubricity, the mechanical strength would decrease, and The reality is that when changing from a cast product to a forged product, sliding lubricity generally decreases. Therefore, the present inventors have accumulated various experimental studies and have developed 1.5%C-12%Cr- as a member other than cast steel.
1.2%Mo-0.3%V-Fe system and 0.5%C-5%Cr
We conducted experiments by selecting alloy tool steels such as -Fe series, but these all have the problem of superior mechanical strength compared to cast steel products, but inferior sliding lubricity. As a result of our research, we have developed a sliding member that has good mechanical strength and toughness, as well as excellent sliding lubricity. That is, the sliding member according to the present invention has a weight percentage of
So, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less, Mn: 3% or less, Cr: 6 to 10%, Mo: 0.1 to 1.5%, V: 0.01 to
1%, and if necessary, to further improve wear resistance, Ni: 1.2% or less, Cu: 2% or less, W: 2% or less, Co: 2% or less, Nb: 2% or less. One or more of the following: B: 0.0005 to 0.1%, REM (rare earth element): 0.0005% to 0.3%, in order to improve hardenability.
In order to improve machinability during finishing after machining or forging, S: 0.2% or less, Pb: 0.4% or less, Se: 0.3% or less, Bi: 0.5%.
Hereinafter, it is characterized in that it contains one or more of Te: 0.3% or less and Ca: 0.0002 to 0.01%, respectively, and the remainder substantially consists of Fe. From the perspective of improving the mechanical strength and toughness of sliding members, the present inventors have conducted various studies based on conventional tool steel, focusing on the amount of giant carbides and sliding lubricity, and have determined the optimal composition range. I found out. In other words, in Fe-C-Cr-1%Mo steel, the C and Cr content increases in the number of primary carbides (hereinafter referred to as macrocarbides) of 10μ or more in the high-temperature tempering hardness (approximately 515°C) and the microscopic structure. When we investigated the effect of C content, we obtained the results shown in Figure 3.
By setting the Cr content to 0.6 to 1.2% and 6 to 10%, it is possible to improve mechanical strength and toughness, and at the same time improve sliding properties by the presence of appropriate giant carbides. I found out that it can be done.
The reason for limiting the range of each component of the sliding member of the present invention based on such knowledge will be explained below. C: 0.6-1.2% C is an element necessary for forming carbides that contribute to improving wear resistance, and is an element necessary to improve hardenability, increase the hardness of martensite, and obtain excellent strength. However, if it is less than 0.6%, the hardenability decreases, making it difficult to obtain the necessary hardness after quenching and tempering, and the ability to form carbides decreases, resulting in insufficient strength and wear resistance. %, large amounts of giant carbides are produced as shown in FIG. 3, which deteriorates the sliding properties and also deteriorates the toughness, so the range is set from 0.6 to 1.2%. Si: 3% or less Si acts as a deoxidizing agent and is an element that contributes to increasing the tempering resistance of martensite, but if it is too large, the toughness deteriorates, so the content should be 3% or less. Mn: 3% or less Mn acts as a deoxidizing and desulfurizing agent, improving the cleanliness of steel and contributing to good hardenability. It is set to 3% or less in order to generate austenite and reduce hardness after quenching and tempering. Cr: 6 to 12% Cr dissolves into the matrix during hardening to improve hardenability, forms Cr carbide, improves wear resistance, and improves oxidation resistance at the same time, but if it is less than 6%, If the amount of giant carbides produced is small and exceeds 12%, as shown in FIG. 3, there will be too many giant carbides, deteriorating sliding properties and toughness, so it is set in the range of 6 to 12%. Mo: 0.1 to 1.5% Mo is an effective element for forming a solid solution in the matrix during quenching, forming carbides, improving wear resistance as a sliding material, and increasing quenching and tempering resistance. For this purpose, it is necessary to contain 0.1% or more, but if it exceeds 1.5%, the toughness will deteriorate, so it should be in the range of 0.1 to 1.5%. V: 0.01-1% V is an element that prevents the coarsening of austenite crystal grains in the matrix and forms fine carbides, contributing to improving wear resistance and hardening resistance. Although it is necessary to contain V, it must be contained in an amount of 1% or less because too much V fixes effective C, and if it is too large, it will actually cause a decrease in hardness. Ni: 1.2% or less, Cu: 2% or less, W: 2% or less,
One or more of the following: Co: 2% or less, Nb: 2% or less Ni, Cu, W, Co, and Nb all contribute to strengthening the matrix and form carbides to improve wear resistance. However, if added in large amounts, hot workability and toughness will deteriorate, so it is appropriate to limit the content of each component to the above ranges. B: 0.0005-0.01%, REM (rare earth element):
One or more of 0.0005 to 0.3% B and REM are elements that contribute to improving hardenability, and are effective in improving toughness and preventing cracking and breakage, but when added in large amounts Since this impairs processability, it is appropriate to limit the range of each component above. S: 0.2% or less, Pb: 0.4% or less, Se: 0.3% or less, Bi: 0.5% or less, Te: 0.3% or less, Ca: 0.0002
~0.01% of one or more S, Pb, Se, Bi, Te, and Ca are all effective elements for improving machinability, and are effective for machining and plastic processing (forging, etc.) It improves the workability during the subsequent finishing process, but if the amount is too large, the hot workability and toughness are reduced, so it is appropriate to limit the content of each component to the above ranges. On the other hand, mating materials for the sliding member according to the present invention include ingot materials, forged materials, cast materials, sintered materials, sintered forged materials, etc. of metallic or non-metallic materials. For example, in the case of cast iron, The basic composition is C: 2.5-2.8%, Si: 1.6-1.8%, Mn: 1.0 in weight%.
~1.2%, with the balance preferably consisting essentially of Fe, with optional additions of Cr, Mo, Ni,
Those containing Cu, V, Co, and B are also desirable. It also shows good properties for ceramics and cermets. Further explanation will be given below based on examples. First, steel with the chemical composition shown in Table 1 (inventive material:
After melting No. 1 to 9, comparative material: No. 10 to 14),
Each was quenched and tempered under the conditions shown in Table 2, and the tempering hardness, impact value, bending test bending value, rotary bending fatigue test (10 7 times) strength, and friction coefficient were examined. The results are shown below. Next, a contact surface pressure of 5 to 30
Kgf/ mm2 , friction speed; 30-100mm/sec, lubricating oil;
When sliding tests were conducted under mineral oil-based and oil-based conditions, the results of the friction coefficient and seizure surface pressure were shown in Table 2. Furthermore, when a tube expansion test was conducted using an actual machine under the conditions shown in Table 4, the results of the attractive force and seizing conditions shown in Table 2 were obtained.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 上記各表に示す結果から明らかなように、本発
明材No.1、2ではいずれもすぐれた強度および靭
性ならびに摺動潤滑性を有しており、また、
Ni、Co、Nb、Cuを添加したNo.3、6、7、9で
はより優れた強度および靭性を得ることができ
た。 さらに、B、REMを添加したNo.4、7、8、
9では焼入性が向上し、実機における強度および
靭性の向上が認められ、良好なる耐摩耗性が得ら
れた。また、S、Pb、Ca、Teを添加したNo.5、
6、8、9では試験片作製の際の被削性が良好で
あつた。 これに対して、高C、高Crで且つ高CoのNo.
10、および高C、高CrのNo.11では靭性が劣ると
共に摩擦係数が大であり、焼付面圧も低かつた。
また、低C、低CrのNo.12は低強度でかつ摩耗係
数が大きく焼付面圧も低かつた。さらに、Moを
添加しないNo.13およびVを添加しないNo.14は、本
発明鋼に比較して強度、靭性が低かつた。また、
鋳鉄であるNo.15は摩擦係数、焼付面圧とも本発明
材と同一レベルであつた。いいかえると本発明材
は、鋳鉄と同等の摺動潤滑性を呈することが確認
され、鋳鉄の場合の低強度・低靭性等の問題を解
消することができた。 以上説明してきたように、この発明による摺動
部材は、摺動潤滑性が良好であると同時に機械的
強度および靭性にも優れており、相手材が鋳鉄で
ある場合のほか、鉄系あるいは非鉄系の金属材
料、さらには非金属材料の焼結体、表面処理体等
との間での摺動特性にすぐれており、テーパ状コ
ーンと摺動接触して管材を内面側より拡管するセ
グメント用の素材として好適であるほか、各種用
途の摺動用材料あるいは摺動用部品として適した
ものであるという著大なる効果を有する。
[Table] As is clear from the results shown in the above tables, inventive materials No. 1 and 2 both have excellent strength, toughness, and sliding lubricity.
In Nos. 3, 6, 7, and 9 containing Ni, Co, Nb, and Cu, better strength and toughness could be obtained. Furthermore, B, No. 4, 7, 8 with REM added,
In No. 9, the hardenability was improved, and improvements in strength and toughness were observed in the actual machine, and good wear resistance was obtained. In addition, No. 5 with added S, Pb, Ca, and Te,
Samples Nos. 6, 8, and 9 had good machinability when preparing test pieces. On the other hand, high C, high Cr, and high Co No.
No. 10, and No. 11 with high C and high Cr, had poor toughness, high friction coefficient, and low seizure pressure.
In addition, No. 12 with low C and low Cr had low strength, a large wear coefficient, and low seizure pressure. Furthermore, No. 13 to which Mo was not added and No. 14 to which V was not added had lower strength and toughness than the steel of the present invention. Also,
No. 15, which was made of cast iron, had both the friction coefficient and the seizure pressure at the same level as the material of the present invention. In other words, the material of the present invention was confirmed to exhibit sliding lubricity equivalent to that of cast iron, and was able to solve the problems of cast iron, such as low strength and low toughness. As explained above, the sliding member according to the present invention has good sliding lubricity as well as excellent mechanical strength and toughness. It has excellent sliding properties with other metal materials, as well as sintered bodies of non-metallic materials, surface treated bodies, etc., and is for segments that expand the pipe material from the inner side by sliding contact with the tapered cone. In addition to being suitable as a material for various applications, it has the remarkable effect of being suitable as a sliding material or sliding parts for various purposes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a,bは拡管機の一構造例を示す各々横
断面説明図および縦断面説明図、第2図は第1図
の拡管機のコーンとセグメントの嵌合部分を示す
拡大断面説明図、第3図はFe−C−Cr−1%Mo
系鋼の高温焼もどし硬さと巨大炭化物数に及ぼす
CおよびCr量の影響を示すグラフである。
Figures 1a and b are a cross-sectional explanatory view and a longitudinal cross-sectional view showing an example of the structure of a tube expander, respectively, and Figure 2 is an enlarged cross-sectional explanatory view showing the fitting part of the cone and segment of the tube expander in Figure 1. , Figure 3 shows Fe-C-Cr-1%Mo
It is a graph showing the influence of C and Cr contents on the high temperature tempering hardness and the number of giant carbides of steel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以下、
Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜1.5
%、V:0.01〜1%、残部がFeおよび不可避的
に混入する不純物よりなることを特徴とする摺動
潤滑性が良くかつ機械的強度および靭性の優れた
摺動部材。 2 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントである
特許請求の範囲第1項記載の摺動潤滑性が良くか
つ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 3 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以下、
Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜1.5
%、V:0.01〜1%、およびB:0.0005〜0.01
%、REM:0.0005〜0.3%のうちの1種または2
種以上、残部がFeおよび不可避的に混入する不
純物よりなることを特徴とする摺動潤滑性が良く
かつ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 4 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントである
特許請求の範囲第3項記載の摺動潤滑性が良くか
つ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 5 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以下、
Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜1.5
%、V:0.01〜1%、およびS:0.2%以下、
Pb:0.4%以下、Se:0.3%以下、Bi:0.5%以
下、Te:0.3%以下、Ca:0.0002〜0.01%のうち
の1種または2種以上、残部がFeおよび不可避
的に混入する不純物よりなることを特徴とする摺
動潤滑性が良くかつ機械的強度および靭性の優れ
た摺動部材。 6 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントである
特許請求の範囲第5項記載の摺動潤滑性が良くか
つ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 7 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以下、
Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜1.5
%、V:0.01〜1%、およびNi:1.2%以下、
Cu:2%以下、W:2%以下、Co;2%以下、
Nb:2%以下のうちの1種または2種以上、残
部がFeおよび不可避的に混入する不純物よりな
ることを特徴とする摺動潤滑性が良くかつ機械的
強度および靭性の優れた摺動部材。 8 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントである
特許請求の範囲第7項記載の摺動潤滑性が良くか
つ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 9 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以下、
Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜1.5
%、V:0.01〜1%、およびB:0.0005〜0.01
%、REM:0.0005〜0.3%のうちの1種または2
種以上、さらにS:0.2%以下、Pb:0.4%以下、
Se:0.3%以下、Bi:0.5%以下、Te:0.3%以
下、Ca:0.0002〜0.01%のうちの1種または2種
以上、残部がFeおよび不可避的に混入する不純
物よりなることを特徴とする摺動潤滑性が良くか
つ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 10 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントであ
る特許請求の範囲第9項記載の摺動潤滑性が良く
かつ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 11 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以
下、Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜
1.5%、V:0.01〜1%、およびB:0.0005〜0.01
%、REM:0.0005〜0.3%のうちの1種または2
種以上、さらにNi:1.2%以下、Cu:2%以下、
W:2%以下、Co;2%以下、Nb:2%以下の
うちの1種または2種以上、残部がFeおよび不
可避的に混入する不純物よりなることを特徴とす
る摺動潤滑性が良くかつ機械的強度および靭性の
優れた摺動部材。 12 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントであ
る特許請求の範囲第11項記載の摺動潤滑性が良
くかつ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 13 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以
下、Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜
1.5%、V:0.01〜1%、およびS:0.2%以下、
Pb:0.4%以下、Se:0.3%以下、Bi:0.5%以
下、Te:0.3以下、Ca:0.0002〜0.01%のうちの
1種または2種以上、さらにNi:1.2%以下、
Cu:2%以下、W:2%以下、Co;2%以下、
Nb:2%以下のうちの1種または2種以上、残
部がFeおよび不可避的に混入する不純物よりな
ることを特徴とする摺動潤滑性が良くかつ機械的
強度および靭性の優れた摺動部材。 14 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントであ
る特許請求の範囲第13項記載の摺動潤滑性が良
くかつ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。 15 重量%で、C:0.6〜1.2%、Si:3%以
下、Mn:3%以下、Cr:6〜10%、Mo:0.1〜
1.5%、V:0.01〜1%、およびB:0.0005〜0.01
%、REM:0.0005〜0.3%のうちの1種または2
種以上、さらにS:0.2%以下、Pb:0.4%以下、
Se:0.3%以下、Bi:0.5%以下、Te:0.3%以
下、Ca:0.0002〜0.01%のうちの1種または2種
以上、さらにNi:1.2%以下、Cu:2%以下、
W:2%以下、Co;2%以下、Nb:2%以下の
うちの1種または2種以上、残部がFeおよび不
可避的に混入する不純物よりなることを特徴とす
る摺動潤滑性が良くかつ機械的強度および靭性の
優れた摺動部材。 16 摺動部材が、鋼管拡管機のセグメントであ
る特許請求の範囲第15項記載の摺動潤滑性が良
くかつ機械的強度および靭性の優れた摺動部材。
[Claims] 1% by weight, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less,
Mn: 3% or less, Cr: 6-10%, Mo: 0.1-1.5
%, V: 0.01 to 1%, the balance being Fe and unavoidably mixed impurities.A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness. 2. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 1, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 3 In weight%, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less,
Mn: 3% or less, Cr: 6-10%, Mo: 0.1-1.5
%, V: 0.01-1%, and B: 0.0005-0.01
%, REM: 1 or 2 of 0.0005-0.3%
1. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness, characterized in that the remaining part is Fe and impurities inevitably mixed in. 4. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 3, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 5% by weight, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less,
Mn: 3% or less, Cr: 6-10%, Mo: 0.1-1.5
%, V: 0.01 to 1%, and S: 0.2% or less,
One or more of Pb: 0.4% or less, Se: 0.3% or less, Bi: 0.5% or less, Te: 0.3% or less, Ca: 0.0002 to 0.01%, the balance being Fe and unavoidably mixed impurities. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness. 6. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 5, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 7 In weight%, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less,
Mn: 3% or less, Cr: 6-10%, Mo: 0.1-1.5
%, V: 0.01 to 1%, and Ni: 1.2% or less,
Cu: 2% or less, W: 2% or less, Co: 2% or less,
A sliding member with good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness, characterized by consisting of one or more of Nb: 2% or less, the balance being Fe and impurities that are inevitably mixed in. . 8. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 7, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 9% by weight, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less,
Mn: 3% or less, Cr: 6-10%, Mo: 0.1-1.5
%, V: 0.01-1%, and B: 0.0005-0.01
%, REM: 1 or 2 of 0.0005-0.3%
Species or higher, S: 0.2% or less, Pb: 0.4% or less,
Characterized by one or more of the following: Se: 0.3% or less, Bi: 0.5% or less, Te: 0.3% or less, Ca: 0.0002 to 0.01%, the balance being Fe and unavoidably mixed impurities. A sliding member with good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness. 10. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 9, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 11 Weight%: C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less, Mn: 3% or less, Cr: 6 to 10%, Mo: 0.1 to
1.5%, V: 0.01~1%, and B: 0.0005~0.01
%, REM: 1 or 2 of 0.0005-0.3%
Seed or higher, Ni: 1.2% or less, Cu: 2% or less,
Good sliding lubricity characterized by one or more of W: 2% or less, Co: 2% or less, Nb: 2% or less, the balance being Fe and impurities that are inevitably mixed in. A sliding member with excellent mechanical strength and toughness. 12. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 11, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 13 In weight%, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less, Mn: 3% or less, Cr: 6 to 10%, Mo: 0.1 to
1.5%, V: 0.01-1%, and S: 0.2% or less,
Pb: 0.4% or less, Se: 0.3% or less, Bi: 0.5% or less, Te: 0.3 or less, Ca: one or more of 0.0002 to 0.01%, and Ni: 1.2% or less,
Cu: 2% or less, W: 2% or less, Co: 2% or less,
A sliding member with good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness, characterized by consisting of one or more of Nb: 2% or less, the balance being Fe and impurities that are inevitably mixed in. . 14. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 13, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine. 15% by weight, C: 0.6 to 1.2%, Si: 3% or less, Mn: 3% or less, Cr: 6 to 10%, Mo: 0.1 to
1.5%, V: 0.01~1%, and B: 0.0005~0.01
%, REM: 1 or 2 of 0.0005-0.3%
Species or higher, S: 0.2% or less, Pb: 0.4% or less,
Se: 0.3% or less, Bi: 0.5% or less, Te: 0.3% or less, Ca: one or more of 0.0002 to 0.01%, further Ni: 1.2% or less, Cu: 2% or less,
Good sliding lubricity characterized by one or more of W: 2% or less, Co: 2% or less, Nb: 2% or less, the balance being Fe and impurities that are inevitably mixed in. A sliding member with excellent mechanical strength and toughness. 16. A sliding member having good sliding lubricity and excellent mechanical strength and toughness according to claim 15, wherein the sliding member is a segment of a steel pipe expanding machine.
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