BRPI1103077A2

BRPI1103077A2 - pó de liga de revestimento, membro de revestimento de liga, e válvula de motor

Info

Publication number: BRPI1103077A2
Application number: BRPI1103077-1A
Authority: BR
Inventors: Ando Kimihiko; Higashiyama Kiyoshi; Kamo Yuki
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2012-11-27
Also published as: US8375980B2; JP2011255417A; US20110303865A1; BRPI1103077B1; JP5120420B2

Abstract

Pó DE LIGA DE REVESTIMENTO, MEMBRO DE REVESTIMENTO DE LIGA, E VáLVULA DE MOTOR. A presente invenção refere-se a um pó de liga de revestimento consistindo em 0,7 a 1,0% em massa de C; 30 a 40% em massa de Mo; 20 a 30% em massa de Ni; 10 a 15% em massa de Cr, e o restante incluindo Co e as inevitáveis impurezas, ou consistindo em 0,2 a 0,5% em massa de C; 30 a 40% em massa de Mo; 20 a 30% em massa de Ni; e o restante incluindo Co e as inevitáveis impurezas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PÓ DE LIGA DE REVESTIMENTO, MEMBRO DE REVESTIMENTO DE LIGA , E VÁL- VULA DE MOTOR". ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da invenção

A presente invenção refere-se a um pó de liga de revestimento para revestir a superfície de um material de base e a um membro de reves- timento de liga e a uma válvula de motor que use esse pó de liga de reves- timento. A invenção, mais particularmente, refere-se a um pó de liga de re- vestimento que é bem adequado para ambientes de alta temperatura e a um membro de revestimento de liga e a uma válvula de motor que usa esse pó de liga de revestimento.

2. Descrição da Técnica Relacionada

Aço resistente ao calor é usado para maquinário que é empre- gado em atmosferas de alta temperatura, por exemplo, as válvulas de entra- da e as válvulas de escape de motores de combustão interna, para melho- rar, por exemplo, a resistência ao desgaste. Em particular, a face da válvula do motor e similares devem apresentar resistência ao desgaste, resistência ao calor, resistência ao impacto térmico, e uma baixa capacidade para dani- ficar membros de união, sobre uma ampla faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente até altas temperaturas. Consequentemente, os aços resistentes ao calor tipicamente usados como material de válvulas não apre- sentam adequadamente essas propriedades. Como conseqüência, essas propriedades são fornecidas fundindo-se uma liga de pó de revestimento que tenha essas propriedades e revestindo-se (cobrindo-se) esta na face da válvula. No caso particular de motores abastecidos por Gás Comprimido Na- tural (CNG), devido à fraca oxidação do pó da atmosfera de combustão, é usado um revestimento (cobertura) de pó de liga que apresente excelentes propriedades de oxidação e que produza prontamente uma película de oxi- do.

Tal pó de liga de revestimento foi introduzido, por exemplo, co- mo um pó de liga de revestimento incluindo 20 a 60% em massa de Mo, 0,2 a 3% em massa de C, 5 a 40% em massa de NI, e 0,1 a 10% em massa de Cr com o restante sendo Fe e as inevitáveis impurezas (referindo-se, por exemplo, à Patente Japonesa n° 2970670).

Devido à limitação no teor de Cr, a região de liga de revestimen- to (referida abaixo como liga de revestimento) de um material revestido com liga que tenha sido revestido com tal pó de liga de revestimento apresenta uma produção satisfatória de óxido de molibdênio, que apresenta a mais efetiva Iubricidade sólida. Esse óxido de molibdênio funciona como um lubri- ficante sólido, o que resulta na geração de excelentes propriedades, isto é, uma alta resistência ao desgaste e uma capacidade relativamente baixa de danificar membros de união.

Entretanto, a liga de revestimento descrita na Patente Japonesa n° 2970670, embora seja capaz de fornecer as propriedades descritas aci- ma, não tem uma tenacidade satisfatória, e pode ser causada fratura devido, por exemplo, ao impacto térmico. Acredita-se que a razão para isso seja como segue: a dureza da liga de revestimento é aumentada devido à pre- sença na liga de revestimento de carbonetos primários brutos de, por exem- plo, Mo, mas esses carbonetos primários formam uma origem de fratura e, portanto, diminuem a tenacidade da liga de revestimento.

Em adição, esses carbonetos primários brutos têm a forma que resulta em uma alta capacidade de danificar materiais de união e acabam cinzelando o material de membros de união, o que também resulta no des- gaste do material do membro de união. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A invenção fornece um pó de liga de revestimento, um membro de revestimento de liga e uma válvula de motor que apresenta uma tenaci- dade aumentada pela liga de revestimento e uma resistência ao desgaste melhorada dos materiais dos membros de união.

Como resultado das investigações extensivas e intensas, os in- ventores concluíram que a quantidade de adição de carbono (teor de carbo- no) deve ser ajustada para evitar a produção dos carbonetos primários bru- tos que formam uma origem de fraturas. Foi tirada a conclusão de que isto torna possível controlar a estrutura metalográfica da liga de revestimento que foi colocada no local por revestimento e para assim melhorar a tenaci- dade e as propriedades mecânicas (resistência ao impacto, resistência à tração, alongamento, e assim por diante) do metal do revestimento.

Como resultado da pesquisa repetida executada pelos invento- res com base nessas conclusões, os inventores fizeram nova descoberta que quando o carbono é adicionado na faixa menor que ou igual ao limite para o teor de carbono que não produz carbonetos primários brutos, isto é, na faixa menor que ou igual ao ponto eutético, os carbonetos primários não são produzidos na liga de revestimento e a estrutura metalográfica da liga de revestimento assume uma microestrutura hipoeutética e as propriedades previamente descritas podem ser obtidas.

Cada um dos aspectos da invenção é baseado nessa nova des- coberta, e um primeiro aspecto da invenção refere-se a um pó de liga de revestimento. Esse pó de liga de revestimento consiste em: 0,7 a 1,0% em massa de C; 30 a 40% em massa de Mo; 20 a 30% em massa de Ni; 10 a15% em massa de Cr; e um restante incluindo Co e as inevitáveis impure- zas. O membro de revestimento de liga referenciado nessa Especificação denota um membro que inclui um material base metálico e uma região de liga de revestimento fornecida pela fusão do pó de liga de revestimento e, com isto, pelo revestimento da superfície do material base metálico. A liga de revestimento denota uma região de liga de revestimento que foi colocada no local por revestimento, e esse é o mesmo componente que o pó de liga de revestimento.

Como esse pó de liga de revestimento usa 0,7 a 1,0% em massa de C com os teores previamente indicados de Mo, Ni, e Cr, o carboneto bru- to de Mo, que forma uma origem de fratura, não é produzido na liga de re- vestimento aplicada por revestimento com o pó de liga de revestimento, en- quanto a fase de cristal primário α e a fase γ são produzidas ali e, então, os carbonetos de Mo e Cr, que têm tamanho pequeno, são produzidos ali. Isto pode aumentar a tenacidade, a resistência à tração, e o alongamento da liga de revestimento sobre os das ligas de revestimento da técnica relativa e também melhora a resistência ao impacto térmico.

Entretanto, uma melhoria na resistência ao desgaste da liga de revestimento devido aos carbonetos de Mo e Cr não pode ser esperada quando o teor de C for menor que 0,7% em massa. Por outro lado, o carbo- neto primário de Mo é produzido e a tenacidade, a resistência à tração e o alongamento são reduzidos quando o teor de C excede 1,0% em massa.

Mo é um elemento que reforça a resistência ao desgaste da liga de revestimento através do carboneto eutético. Por ter um teor de Mo sendo30 a 40% em massa, no primeiro aspecto da invenção, a resistência ao des- gaste da liga de revestimento é melhorada devido à produção do carboneto eutético na liga de revestimento e, quando é usado um membro no qual a liga de revestimento tenha sido formada, o Mo em sua superfície oxida e é formada uma película de óxido de molibdênio. Esse óxido de molibdênio funciona como lubrificante sólido, o que resulta em uma resistência ao des- gaste melhorada para a liga de revestimento e para os materiais dos mem- bros de união.

Entretanto, como também fica claro dos exemplos fornecidos abaixo, o efeito da resistência ao desgaste mencionado acima não pode ser satisfatoriamente manifestado quando o teor de Mo for menor que 30% em massa, enquanto a tenacidade da liga de revestimento diminui quando o teor de Mo excede 40% em massa.

Ni é um elemento que melhora a tenacidade da liga de revesti- mento. A tenacidade da liga de revestimento é melhorada na invenção por ter o teor de Ni de 20 a 30% em massa. Entretanto, uma vez que o Ni muda o limite de solubilidade sólida do C, e um teor de Ni menor que 20% em massa, o carboneto primário previamente descrito é produzido e a capacida- de de danos nos membros de união é aumentada. Por outro lado, quando o teor de Nl excede 30% em massa, a dureza da liga de revestimento diminui e a resistência ao desgaste da liga de revestimento acaba diminuindo.

Cr é um elemento que reforça a resistência ao desgaste da liga de revestimento através do carboneto eutético. O carboneto eutético é pro- duzido e a resistência ao desgaste da liga de revestimento é, portanto, me- lhorada na invenção por ter o teor de Cr sendo 10 a 15% em massa. Entre- tanto, como também fica claro dos exemplos fornecidos abaixo, o carboneto primário de Mo é produzido na liga de revestimento quando o teor de Cr for menor que 10% em massa. Por outro lado, a tenacidade da liga de revesti- mento é diminuída quando o teor de Cr excede 15% em massa.

O pó de liga de revestimento pode conter substancialmente 30% em massa de Mo. O pó de liga de revestimento pode conter substancialmen- te 20% em massa de Ni.

Um segundo aspecto da invenção refere-se a um pó de liga de revestimento. Esse pó de liga de revestimento consiste em: 0,2 a 0,5% em massa de C; 30 a 40% em massa de Mo; 20 a 30% em massa de Ni; e um restante incluindo Co e as inevitáveis impurezas.

Como esse pó de liga de revestimento usa 0,2 a 0,5% em massa de C com os teores previamente indicados de Mo e Ni, carbonetos primários, que são origem de fratura, não são produzidos na liga de revestimento apli- cada por revestimento com o pó de liga de revestimento, enquanto o carbo- neto eutético de Mo é produzido. Isto pode melhorar a tenacidade, a resis- tência à tração, e o alongamento da liga de revestimento sobre aquela das ligas de revestimento da técnica relativa e melhora a resistência ao impacto térmico.

Entretanto, quando o teor de C é menor que 0,2% em massa, uma melhoria na resistência ao desgaste da liga de revestimento devida ao carboneto de Mo não pode ser esperada e a performance de produção de revestimento (capacidade de revestimento) pelo pó de liga de revestimento fundido pode ser prejudicada. Em adição, quando o teor de C excede 0,5% em massa, o carboneto primário de Mo é produzido e a tenacidade, a resis- tência à tração e o alongamento da liga de revestimento são reduzidos.

Em adição, como com o previamente descrito primeiro aspecto da invenção, a resistência ao desgaste da liga de revestimento © melhorada por ter o teor de Mo sendo 30 a 40% em massa devido à produção do car- boneto eutético de Mo e devido também à produção de oxido de molibdênio quando em uso. Entretanto, esse efeito não pode ser manifestado satisfato- riamente quando o teor de Mo for menor que 30% em massa. Por outro lado, a tenacidade da liga de revestimento diminui quando o teor de Mo excede40% em massa.

Além disso, a tenacidade da liga de revestimento é melhorada, como com o previamente descrito primeiro aspecto da invenção, por ter o teor de Ni sendo 20 a 30% em massa. Entretanto, a capacidade de danificar os membros de união é aumentada quando o teor de Ni é menor que 20% em massa, enquanto a dureza da liga de revestimento diminui quando o teor de Nl excede 30% em massa.

Em cada um dos aspectos da invenção descritos previamente, o pó de liga de revestimento pode conter pelo menos 35% em massa de Co. A dureza do Co1 que forma a matriz para os carbonetos eutéticos previamente mencionados, pode ser aumentada e a resistência ao desgaste da liga de revestimento pode ser aumentada usando-se um teor de Co nessa faixa.

Além disso, um aumento na dureza da matriz da liga de revesti- mento resulta na inibição da deformação plástica da região da liga de reves- timento quando um membro, no qual a liga de revestimento tenha sido for- mada, é trazido ao contato com um material do membro de união. Como conseqüência, embora a película de óxido de molibdênio formada na super- fície da liga de revestimento seja frágil, a película de óxido de molibdênio não sofre ruptura porque quase não ocorre deformação plástica na região da liga de revestimento. Isto torna possível, como resultado, inibir o desgaste adesivo com os materiais dos membros de união que é provocado pela rup- tura da película de óxido de molibdênio. Teores mais altos de Co são mais desejáveis, e o limite superior para o teor de Co é o valor (quantidade) no qual os teores dos elementos previamente descritos alcançam seus limites inferiores.

Um terceiro aspecto da invenção refere-se a um membro de re- vestimento de liga. Esse membro de revestimento de liga pode ser obtido pela fusão do pó de liga de revestimento previamente descrito e revestindo- se o material de direcionamento com o mesmo. Um quarto aspecto da in- venção refere-se a uma válvula de motor. Essa válvula de motor pode incluir: uma base de válvula, uma face de válvula que contata a base de válvula e o previamente descrito membro de liga de revestimento que é revestido na face da válvula. O uso dessa válvula torna possível melhorar as característi- cas de impacto térmico e de resistência ao desgaste da superfície da face da válvula e também aumentar a resistência ao desgaste da base da válvula, que é um material de membro de união.

Cada um dos aspectos previamente descritos da invenção pode aumentar a tenacidade da liga de revestimento e pode melhorar a resistên- cia ao desgaste de um material de membro de união pela liga de revestimen- to.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características, vantagens, e significância técnica e industrial desta invenção serão descritas na descrição detalhada a seguir de configu- rações de exemplos da invenção em relação aos desenhos anexos, nos quais os numerais designam elementos iguais, e em que:

a figura 1 é um diagrama de fase da liga de revestimento em uma configuração de exemplo conforme a invenção;

a figura 2 é um diagrama de fase da liga de revestimento em uma configuração de exemplo conforme a invenção;

a figura 3A é uma fotografia das microestruturas da seção trans- versal das ligas de revestimento, e é a microestrutura da seção transversal da liga de revestimento do Exemplo 1;

a figura 3B é uma fotografia das microestruturas da seção transversal das ligas de revestimento, e é a microestrutura da seção trans- versal da liga de revestimento do Exemplo 2;

a figura 3C é uma fotografia das microestruturas da seção trans- versal das ligas de revestimento, e é a microestrutura da seção transversal da liga de revestimento do Exemplo Comparativo 1;

a figura 4 é um diagrama que mostra os resultados da inclinação da válvula para os Exemplos 1 e 2, e para o Exemplo Comparativo 1;

a figura 5 é um diagrama que mostra os resultados para a quan- tidade de desgaste nos Exemplos 3-1, 3-2, 4-1 a 4-3 e nos Exemplos Com- parativos 2-1 e 2-2;

a figura 6 é um diagrama que mostra os resultados da inclinação da válvula para os Exemplos 5-1 e 5-2 e para o Exemplo Comparativo 3-1 ;

a figura 7 é um diagrama que mostra os resultados da inclinação da válvula para os Exemplos 6-1 e 6-2 e para o Exemplo Comparativo 4-1; e a figura 8 é um diagrama de seção transversal que mostra as ca- racterísticas essenciais de uma banca de ensaios para medir a resistência ao desgaste e a capacidade de danificar um membro de união. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

Modalidades preferidas de exemplos da invenção estão especifi- camente descritas abaixo com base em exemplos. Exemplo 1

Um pó de liga de revestimento que satisfaz as condições de teo- res de C: 0,7 a 1,0% em massa, Mo: 30 a 40% em massa, Ni: 20 a 30% em massa, Cr: 10 a 15% em massa, e o restante incluindo Co e as inevitáveis impurezas, foi inicialmente preparado como pó de liga de revestimento cor- respondendo a um exemplo da invenção.

Especificamente, uma liga de revestimento (liga na qual σ Co formou a matriz) com a composição C: 0,9% em massa, Mo: 30% em mas- sa, Ni: 20% em massa, Cr: 10% em massa, e o restante incluindo Co (Co: pelo menos 35% em massa) e as inevitáveis impurezas, foi fundida a uma temperatura de pelo menos 1700°C e um pó de liga de revestimento foi pro- duzido usando-se um atomizador de gás no qual é usado um gás inerte. Es- se pó de liga de revestimento foi classificado na faixa de 44 a 180 μιτι. Como resultado, foi obtido um pó de liga de revestimento Co-30Mo-10Cr-20Ni-0,9C.

O limite superior de 1,0% em massa para o teor de C no pó de liga de revestimento foi estabelecido conforme a seguir. Especificamente, um diagrama de fase no qual o teor de C foi variado, conforme exemplificado na figura 1, foi construído inicialmente usando-se um sistema de computa- ção termodinâmica integrado Thermo-Calc (da Thermo-Calc Software AB) e usando as faixas previamente indicadas para os teores de Mo, Ni, e Cr. Os teores de Mo, Ni, e Cr no diagrama de fase mostrado na figura 1 correspon- deram às condições de teor nas faixas previamente indicadas, nas quais o carboneto primário de Mo não foi imediatamente produzido, o limite superior de C, que corresponde ao ponto eutético, foi de 1,0% em massa nesse dia- grama de fase. Consequentemente, quando o teor de C é menor que ou igual 1,0% em massa com as faixas de teores de Mo, Ni e Cr previamente indicadas, uma microestrutura hipoeutética (carbonetos eutéticos de, por exemplo, Mo e Cr) cristaliza, e quando esse valor é excedido, o carboneto primário de Mo é produzido.

Então, conforme mostrado na figura 8, a face da válvula 2 de um aço austenítico resistente ao calor (JIS (Japanese Industrial Standards) SUH35) da válvula de motor foi revestida (coberta) por soldagem de plasma a uma saída de 100 A e a uma velocidade de processamento de 5 mm/s com o pó de liga de revestimento fundido fornecido pelo aquecimento e pela fusão do pó de liga de revestimento a uma temperatura de pelo menos1700°C. Isto produziu uma válvula de motor (membro revestido de liga) 1 que teve a liga de revestimento 4 formada na face da válvula 2. Espécimes de teste com a mesma composição foram fabricados em conformidade com cada um dos testes descritos abaixo.

Exemplo 2

Um pó de liga de revestimento que satisfez as condições de teo- res de C: 0,2 a 0,5% em massa, Mo: 30 a 40% em massa, Ni: 20 a 30% em massa, e o restante incluindo Co e as inevitáveis impurezas, foi preparado como um pó de liga de revestimento correspondendo a um exemplo da in- venção.

Especificamente, uma liga de revestimento (liga na qual o Co formou a matriz) com a composição C: 0,5% em massa, Mo: 30% em mas- sa, Ni: 20% em massa, e o restante incluindo Co (Co: pelo menos 35% em massa) e as inevitáveis impurezas, foi fundida a uma temperatura de pelo menos 1700°C e um pó de liga de revestimento foi produzido usando-se um atomizador de gás no qual é usado um gás inerte. Esse pó de liga de reves- timento foi classificado na faixa de 44 a 180 μιη. Como resultado, foi obtido um pó de liga de revestimento Co-40Mo-20Ni-0,5C.

Usando-se o sistema de computação termodinâmica integrado Thermo-Calc indicado previamente, o limite superior de 0,5% em massa pa- ra o teor de C no pó de liga de revestimento foi estabelecido como no Exem- plo 1, a partir de um diagrama de fase no qual o teor de C foi variado, como exemplificado na figura 2, onde as faixas previamente indicadas foram usa- das para o Mo e o Ni. Os teores de Mo e Ni no diagrama de fase mostrado na figura 2 corresponderam às condições de teor nas faixas indicadas previ- amente nas quais o carboneto primário de Mo foi produzido mais prontamen- te; o limite superior para o teor de C, que corresponde ao ponto eutético, foi de 0,5% em massa no diagrama de fase. Consequentemente, quando o teor de C é menor que ou igual a 0,5% em massa com as faixas de teor de Mo e Ni previamente indicadas, uma microestrutura hipoeutética (carboneto euté- tico de Mo) é formada, e quando esse valor é excedido o carboneto primário de Mo é produzido.

Então, conforme mostrado na figura 8, a face da válvula 2 de uma válvula de motor 1 de aço austenítico resistente ao calor (JIS SUH35) foi revestida (coberta) por soldagem de plasma a uma saída de 100 A e a uma velocidade de processamento de 5 mm/s com a liga de revestimento 4 usando o pó de liga de revestimento fundido fornecido pelo aquecimento e pela fusão do pó de liga de revestimento a uma temperatura de pelo menos1700°C. Espécimes de teste com a mesma composição foram produzidos em conformidade com cada um dos testes descritos abaixo.

Exemplo Comparativo 1

Uma válvula de motor revestida (coberta) com a região de reves- timento foi produzida como no exemplo 1. A composição do pó de liga de revestimento, entretanto, foi diferente daquela no Exemplo 1. Especificamen- te, para obter o pó de liga de revestimento, uma liga de revestimento (liga na qual o Co formou a matriz) com C: 0,84% em massa, Mo: 33% em massa, Fe: 14% em massa, Ni: 10,2% em massa, Cr: 3,8% em massa, Mn: 6% em massa, Si: 0,89% em massa, e o restante sendo Co e as inevitáveis impure- zas, foi fundida e um pó de liga de revestimento foi produzido usando-se um atomizador de gás e um gás inerte e este foi classificado na mesma faixa. Foi usado o pó de liga de revestimento Co-33Mo-10,2Ni-3,8Cr-6Mn-14Fe- .0.84C-0,89Si obtido como resultado. Os espécimes de teste com a mesma composição foram fabricados em conformidade com cada um dos testes descritos abaixo.

Teste de Avaliação 1

Observações Microestruturais

As microestruturas de seção transversal da região de revesti- mento (liga de revestimento) das válvulas de motor conforme os Exemplos 1 e 2 e o Exemplo Comparativo 1 foram observados com um microscópio ópti- co. Esses resultados estão mostrados na figura 3A à figura 3C. As figuras 3A a figura 3C contêm fotografias das microestruturas da seção transversal das ligas de revestimento, onde a figura 3A é a microestrutura da seção trans- versal da liga de revestimento do Exemplo 1, a figura 3B é a microestrutura da seção transversal da liga de revestimento do Exemplo 2, e a figura 3C é a microestrutura da seção transversal da liga de revestimento do Exemplo Comparativo 1.

Medição da resistência mecânica, etc

A resistência mecânica, etc foram medidas usando-se espéci- mes de teste conforme os Exemplos 1 e 2 e o Exemplo Comparativo 1. O valor de impacto foi medido executando-se o teste de impacto Charpy em conformidade com a JIS Z 2242. Os resultados estão mostrados na Tabela 1.

A resistência à tração foi medida executando-se o teste de tra- ção (condição de temperatura ambiente) em conformidade com a JIS Z .2241. A resistência à tração e o alongamento da extremidade foram também medidos executando-se o teste de tração (condição 600°C) em conformida- de com a JIS G 0567. Esses resultados estão mostrados na Tabela 1.

A dureza Vickers (condição: 98 N (10 kgf)) foi medida executan- do-se o teste de dureza (temperatura ambiente) em conformidade com a JIS Z 2244. A dureza Vickers (condição: 9,8 N (1 kgf)) foi também medida exe- cutando-se o teste de dureza a alta temperatura (condição: 600°C) em con- formidade com a JIS Z 2252. Esses resultados estão mostrados na Tabela 1.

Em adição, cada um dos pós de liga de revestimento conforme os Exemplos 1 e 2 e o Exemplo Comparativo 1 foi aquecido e o peso foi me- dido enquanto aumentava-se a temperatura desde a temperatura ambiente até 800°C. Aqui, pó de AI2O3 e pó do Exemplo 1 ou 2 ou do Exemplo Com- parativo 1 foram carregados na balança e a temperatura foi aumentada en- quanto se media o peso, e a temperatura de início da oxidação foi determi- nada com base na mudança do peso. Esse resultado está mostrado na Ta- bela 1.

Teste de desgaste

Usando-se a bancada de testes mostrada na figura 8, a resis- tência ao desgaste da região de liga de revestimento e a capacidade da re- gião de liga de revestimento danificar um membro de união foram determi- nadas para as válvulas de motor 1 conforme os Exemplos 1 e 2 e o Exemplo Comparativo 1. Especificamente, usando-se um maçarico de propano 5 co- mo fonte de calor, uma atmosfera de queima de gás propano foi gerada para a região de deslizamento entre a face da válvula 2, revestida conforme des- crito acima, e a base da válvula 3, que foi composta de um material sinteri- zado à base de Fe. A temperatura da base da válvula 3 foi controlada para .300°C, e à mola 6 foi aplicada uma carga de 176,5 N (18 kgf) durante o con- tato entre a base da válvula 3 e a face revestida da válvula 2. O teste de desgaste foi executado por 8 horas contatando-se a base da válvula 3 com a face revestida da válvula 2 a uma taxa de 2000 vezes por minuto. A quanti- dade de inclinação da válvula a partir da posição da base P foi medida nesse teste de desgaste. Essa quantidade de inclinação da válvula corresponde à quantidade de desgaste (profundidade de desgaste) de ambas devido ao contato da liga de revestimento da válvula de motor 1 com a base da válvula .3. Esse resultado está mostrado na Tabela 1 abaixo. Tabela 1

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Resultados 1

Com base nos resultados das observações microestruturais, e

conforme mostrado na figura, 3A à figura 3C, carboneto eutético (microestru- tura hipoeutética) foi produzido na liga de revestimento dos Exemplos 1 e 2, enquanto o carboneto primário de Mo não foi produzido nessa liga de reves- timento. Entretanto, o carboneto bruto primário de Mo foi produzido na liga de revestimento do Exemplo Comparativo 1.

Além disso, conforme mostrado na Tabela 1, o valores de impac- to para os espécimes de teste dos Exemplos 1 e 2 foram maiores que para o Exemplo Comparativo 1. Em adição, a resistência à tração e o alongamento à temperatura ambiente e a 600°C foram maiores para os espécimes de tes- te dos Exemplos 1 e 2 que para o Exemplo Comparativo 1. A dureza Vickers à temperatura ambiente e a 600°C foi também mais alta para os espécimes de teste dos Exemplos 1 e 2 que para o Exemplo Comparativo 1. A tempera- tura de início da oxidação para os Exemplos 1 e 2 foi aproximadamente a mesma que para o Exemplo Comparativo 1.

Conforme mostrado na Tabela 1 e na figura 4, a quantidade de inclinação da válvula nos Exemplos 1 e 2 foi menor que no Exemplo Compa- rativo 1. Avaliação 1 Como, com base nos resultados precedentes, o teor de carbono nas ligas dos Exemplos 1 e 2 foi ajustado na faixa menor que ou igual ao ponto eutético conforme descrito acima (o teor de carbono foi feito menor que ou igual a 1,0% em massa no Exemplo 1 e foi feito menor que ou igual a .0,5% em massa no Exemplo 2), a produção de carboneto primário de Mo, que forma uma origem de fratura, pode ser evitada. E isto foi presumido for- necer a melhoria na tenacidade, na resistência à tração, e no alongamento sobre o Exemplo Comparativo 1. Foi concluído como resultado que as carac- terísticas do impacto térmico das ligas de revestimento dos Exemplos 1 e 2 foram melhoradas.

Em adição, enquanto a dureza pode diminuir devido à perda do carboneto primário, o teor de Co que faz o equilíbrio foi maior nos Exemplos .1 e 2 (Co: 35 a 40% em massa) que no Exemplo Comparativo 1 (Co: apro- ximadamente 30% em massa), e acreditou-se que isto foi capaz de trazer a dureza da matriz para pelo menos 577 HV.

Além disso, acredita-se que a ocorrência da deformação plástica na região da liga de revestimento é inibida porque a matriz no exemplo foi mais dura que no exemplo comparativo e que osso resulta em uma inibição da ruptura da película de óxido de molibdênio formada na superfície da ca- mada de liga de revestimento durante uma válvula que usa a liga de reves- timento dos Exemplos 1 e 2. Isto pode evitar que a região de liga de revesti- mento danifique o membro de união da base da válvula.

Essas razões são presumidas serem a causa da menor quanti- dade de inclinação da válvula para válvulas de motor nos Exemplos 1 e 2 que para o Exemplo Comparativo 1.

Exemplos 3-1 e 3-2

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento e espécimes de teste para testes de dureza foram fabricados proce- dendo como no Exemplo 1. As diferenças do Exemplo 1 foram como segue: um teor de C de 0,7% em massa foi usado no Exemplo 3-1 e um teor de C de 1,0% em massa foi usado no Exemplo 3-2.

Exemplos 4-1 a 4-3 Válvulas do motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento, e os espécimes de teste para os testes de dureza foram fabricados procedendo como no Exemplo 2. As diferenças do Exemplo 2 foram como segue: um teor de C de 0,2% em massa foi usado no Exemplo 4-1 e um teor de C de 0,35% foi usado no Exemplo 4-2. O Exemplo 4-3 empregou um teor de C de 0,5% em massa e foi, assim, aproximadamente o mesmo que no Exemplo 2.

Exemplos Comparativos 2-1 e 2-2

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento, e espécimes de teste para teste de dureza foram fabricados proce- dendo-se como no Exemplo 1. As diferenças do Exemplo 1 foram como se- gue: um teor de C de 0,1% em massa foi usado no Exemplo Comparativo 2-1 e um teor de C de 0,35% em massa foi usado no Exemplo Comparativo 2-2.

Teste de Avaliação 2

O teste de desgaste e o teste de dureza (temperatura ambiente) foram executados como no Exemplo 1 em cada um dos Exemplos 3-1, 3-2,4-1 a 4-3 e nos Exemplos Comparativos 2-1 e 2-2. Os resultados estão mos- trados na figura 5. A quantidade de desgaste mostrada na figura 5 indica a profundidade máxima de desgaste da região de liga de revestimento na vál- vula de motor. Resultados 2

Conforme mostrado na figura 5, a dureza Vickers nos Exemplos 3-1, 3-2, 4-1 a 4-3 foi maior que nos Exemplos Comparativos 2-1 e 2-2. A quantidade de inclinação da válvula nos Exemplos 3-1, 3-2, 4-1 a 4-3 foi me- nor que nos Exemplos Comparativos 2-1 e 2-2. Em adição, a quantidade de desgaste diminuiu à medida que a dureza da liga de revestimento (espécime de teste) aumentou. Avaliação 2

Devido ao uso de 0,7 a 1,0% em massa de C nos Exemplos 3-1 e 3-2 e ao uso de 0,2 a 0,5% em massa de C nos Exemplos 4-1 a 4-3, a produção de carbonetos primários de Mo1 que é uma origem de fratura, é inibida e o carboneto eutético de Mo é produzido na liga de revestimento fornecido pelo revestimento com o pó de liga de revestimento. Em adição, o carboneto eutético de Cr é também produzido no caso dos Exemplos 3-1 e3-2.

Acredita-se que isto resultou em uma maior dureza Vickers dos Exemplos 3-1, 3-2, 4-1 a 4-3 em relação aos Exemplos Comparativos 2-1 e2-2. Entretanto, acredita-se que a resistência ao desgaste da liga de reves- timento produzida pelos carbonetos de Mo e Cr não possa ser manifestada satisfatoriamente quando o teor de C for menor que 0,7% em massa, como nos Exemplos Comparativos 2-1 e 2-2.

Exemplos 5-1 e 5-2 (Teor de Mo)

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento foram fabricadas procedendo-se como no Exemplo 2. A diferença do Exemplo 2 foi como segue: um teor de Mo de 30% em massa foi usado no Exemplo 5-1. Uma vez que o Exemplo 5-2 usou um teor de Mo de 40% em massa, foi aproximadamente o mesmo do Exemplo 2.

Exemplos Comparativos 3-1 e 3-2

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento foram fabricadas procedendo-se como no Exemplo 2. As diferenças do Exemplo 2 foram como segue: um teor de Mo de 20% em massa foi usa- do no exemplo Comparativo 3-1 e um teor de MO de 45% em massa foi u- sado no Exemplo Comparativo 3-2. Teste de Avaliação 3

O teste de desgaste foi executado como no Exemplo 2 em cada um dos Exemplos 5-1 e 5-2 e no Exemplo Comparativo 3-1. Os resultados estão mostrados na figura 6. O teste de impacto foi também executado como no Exemplo 2 para os Exemplos 5-1 e 5-2 e para os Exemplos Comparativos3-1 e 3-2. Os resultados estão mostrados na Tabela 2. A temperatura de início da oxidação foi medida como no Exemplo 1 nos pós de liga de reves- timento dos Exemplos 5-1 e 5-2 e do Exemplo Comparativo 3-1. Esses resul- tados estão mostrados na Tabela 3. Tabela 2

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Tabela 3

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Resultados 3

Conforme mostrado na figura 8, a quantidade de inclinação da válvula nos Exemplos 5-1 e 5-2 foi menor que no Exemplo Comparativo 3-1. Conforme mostrado na Tabela 2, o valor de impacto diminuiu na seqüência Exemplo Comparativo 3-1, Exemplo 5-1, Exemplo 5-2, Exemplo Comparati- vo 3-2 (corresponde ao aumento no teor de Mo). Conforme mostrado na Ta- bela 3, a temperatura de início da oxidação para os pós de liga de revesti- mento dos Exemplos 5-1 e 5-2 foi menor que ou igual a 660°C, que foi me- nor que no Exemplo Comparativo 3-1. Avaliação 3

Acreditou-se no fato de que a quantidade de inclinação de válvu- la nos Exemplos 5-1 e 5-2 foi menor que no Exemplo Comparativo 3-1 seja devido à produção de carboneto eutético de Mo e a função do Mo como um elemento que reforça a resistência ao desgaste da liga de revestimento.

Acreditou-se que o fato de que o valor de impacto diminuiu à medida que o teor de Mo aumentou seja devido a um aumento no carboneto primário de Mo à medida que o teor de MO aumentou, e acreditou-se que a tenacidade da liga de revestimento sofra uma redução aguda quando o teor de Mo exceder 40% em massa. Em adição, acreditou-se que quando um membro, no qual a liga de revestimento tenha sido formada, é usado, a produção de óxido de mo- libdênio pela oxidação do Mo na superfície é inibida quando o teor de Mo é menor que 30% em massa, como no Exemplo Comparativo 3-1. Isto é, quando o teor de Mo é pelo menos 30% em massa, uma película de óxido de molibdênio é facilmente produzida na superfície da liga de revestimento também sob o ambiente de serviço de uma válvula de motor típica, e esse óxido de molibdênio funciona como um lubrificante sólido. O resultado disto é considerado ser a geração de uma resistência ao desgaste melhorada pa- ra a liga de revestimento.

Exemplos 6-1 e 6-2 (teor de Ni)

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento foram fabricadas procedendo-se como no Exemplo 2. A diferença do Exemplo 2 foi como segue: um teor de Ni de 30% em massa foi usado no Exemplo 6-2. Uma vez que o Exemplo 6-1 usou um teor de Ni de 20% em massa, foi aproximadamente o mesmo do Exemplo 2.

Exemplos Comparativos 4-1 e 4-2

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento foram fabricadas procedendo-se como no Exemplo 2. As diferenças do Exemplo 2 foram conforme segue: um teor de Ni de 18% em massa foi usado no exemplo Comparativo 4-1 e um teor de Ni de 35% Mem massa foi usado no Exemplo Comparativo 4-2. Teste de Avaliação 4

Teste de desgaste foi executado como no Exemplo 2 em cada um dos Exemplos 6-1 e 6-2 e no Exemplo Comparativo 4-1. Os resultados estão mostrados na figura 7. O teste de dureza (temperatura ambiente) foi executado como no Exemplo 2 para os Exemplos 6-1 e 6-2 e o Exemplo Comparativo 4-2. Os resultados estão mostrados na Tabela 4. Os resultados estão mostrados na Tabela 4. Tabela 4

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Resultados 4

Conforme mostrado na figura 7, a quantidade de inclinação de válvula nos Exemplos 6-1 e 6-2 foi menor que no Exemplo Comparativo 4-1. A dureza Vickers dos espécimes de teste dos Exemplos 6-1 e 6-2 foi maior que a do Exemplo Comparativo 4-2.

Avaliação 4

Acredita-se que a razão para a quantidade menor de inclinação da válvula nos Exemplos 6-1 e 6-2 que no Exemplo Comparativo 4-1 seja como segue: uma vez que o Ni funciona para melhorar a tenacidade da liga de revestimento e também altera o limite de solubilidade de C1 quando o teor de Ni é menor que 20% em massa, como no Exemplo Comparativo 4-1, o carboneto primário previamente descrito é produzido e a capacidade para danificar o membro de união é aumentado.

Quando o teor de Ni excede 30% em massa, como no Exemplo Comparativo 4-2, acredita-se que a dureza Vickers da liga de revestimento é então agudamente reduzida e o desgaste da liga de revestimento é acelera- do.

Exemplos 7-1 e 7-2 (teor de Cr)

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento foram fabricadas procedendo-se como no Exemplo 1. A diferença do Exemplo 1 foi como segue: um teor de Cr de 15% em massa foi usado no Exemplo 7-2. Uma vez que o Exemplo 7-1 usou um teor de Cr de 10% em massa, foi aproximadamente o mesmo que no Exemplo 1.

Exemplos Comparativos 5-1 a 5-3

Válvulas de motor revestidas (cobertas) com a região de reves- timento foram fabricadas procedendo-se como no Exemplo 1. As diferenças do Exemplo 1 foram como segue: um teor de Cr de 5% em massa foi usado no Exemplo Comparativo 5-1, um teor de Cr de 8% em massa foi usado no Exemplo Comparativo 5-2, e um teor de Cr de 20% em massa foi usado no Exemplo Comparativo 5-3.

Teste de Avaliação 5

O teste de impacto foi executado como no Exemplo 1 em cada um dos Exemplos 7-1 e 7-2 e nos Exemplos Comparativos 5-2 e 5-3. Os re- sultados estão mostrados na Tabela 5.

Observações microestruturais foram executadas como no E- xemplo 1 em cada uma das ligas de revestimento dos Exemplos 7-1 e 7-2 e nos Exemplos Comparativos 5-1 e 5-2 para verificar a presença/ausência dos carbonetos primários de Cr, etc. Os resultados estão mostrados na Ta- bela 6.

Tabela 5

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Resultados 5

Conforme mostrado na Tabela 5, os espécimes de teste dos E- xemplos 7-1 e 7-2 tiveram valores de impacto maiores que nos Exemplos Comparativos 5-2 e 5-3. Conforme mostrado na Tabela 6, o carboneto pri- mário foi observado nas ligas de revestimento dos Exemplos Comparativos5-1 e 5-2, enquanto as ligas de revestimento dos Exemplos 7-1 e 7-2 foram observadas até conter carbonetos eutéticos, e não carbonetos primários.

Avaliação 5

Acreditou-se que o fato de que o valor de impacto do espécime de teste do Exemplo Comparativo 5-2 foi menor que o dos Exemplos 7-1 e7-2 era devido à produção de carboneto primário de Mo quando o teor de Cr foi menor que 10% em massa. Quando, por outro lado, o teor de Cr excede15% em massa, como no Exemplo Comparativo 5-3, acredita-se que a tena- cidade da liga de revestimento seja reduzida devido a um aumento no car- boneto de Cr.

Claims

1. Pó de liga de revestimento caracterizado por consistir em: 0,7 a 1,0% em massa de C; 30 a 40% em massa de Mo; 20 a 30% em massa de Ni; 10 a 15% em massa de Cr; e restante consistindo em Co e inevitáveis impurezas.

2. Pó de liga de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pó de liga de revestimento contém substan- cialmente 30% em massa de Mo.

3. Pó de liga de revestimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o pó de liga de revestimento contém substancialmente 20% em massa de Ni.

4. Pó de liga de revestimento caracterizado por consistir em: 0,2 a 0,5% em massa de C; 30 a 40% em massa de Mo; 20 a 30% em massa de Ni; e restante consistindo em Co e inevitáveis impurezas.

5. Pó de liga de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o pó de liga de revesti- mento contém pelo menos 35% em massa de Co.

6. Membro de revestimento de liga, em que o membro revesti- mento de liga (1) é obtido pela fusão do pó de liga de revestimento, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e revestindo-se um mate- rial de direcionamento com o mesmo.

7. Válvula de motor caracterizada por compreender: uma base de válvula (3); uma face de válvula (2) que contata a base da válvula (3); e o membro de revestimento de liga (1), como definido na reivindi- cação 6, que é revestido na face da válvula(2).