JP2000226644A - 高強度Ｆｅ基焼結バルブシートおよびその製造方法 - Google Patents
高強度Ｆｅ基焼結バルブシートおよびその製造方法Info
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性の少ない鉄基
焼結合金製バルブシートを提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有
し、必要に応じて、Ｃｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：
０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避
不純物からなる組成を有し、かつＦｅを主成分とするＦ
ｅ基合金相１をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相２で結
合してなる素地中にＭＨＶ５００〜１７００の硬質粒子
相３が分散している組織を有し、前記Ｆｅ基合金相１は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含みＦｅを５０重量％以上含むＦ
ｅ合金相であり、前記Ｃｕ基合金相２はＮｉ、Ｆｅおよ
びＣを含みＣｕ５０重量％以上含むＣｕ合金相であり、
かつＦｅ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度は、Ｃ
ｕ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度より大きい。
焼結合金製バルブシートを提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有
し、必要に応じて、Ｃｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：
０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避
不純物からなる組成を有し、かつＦｅを主成分とするＦ
ｅ基合金相１をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相２で結
合してなる素地中にＭＨＶ５００〜１７００の硬質粒子
相３が分散している組織を有し、前記Ｆｅ基合金相１は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含みＦｅを５０重量％以上含むＦ
ｅ合金相であり、前記Ｃｕ基合金相２はＮｉ、Ｆｅおよ
びＣを含みＣｕ５０重量％以上含むＣｕ合金相であり、
かつＦｅ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度は、Ｃ
ｕ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度より大きい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐摩耗性に優れ
かつ相手攻撃性の少ない鉄基焼結合金製バルブシートに
関するものである。
かつ相手攻撃性の少ない鉄基焼結合金製バルブシートに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】焼結技術が進歩し、鉄基焼結合金からな
る各種機械部品を精度良く大量生産ができるようにな
り、バルブシートも焼結により製造するようになってき
た。鉄基焼結合金からなるバルブシートの一例として、
Ｃｒ：１〜３重量％、Ｍｏ：０．５〜３重量％、Ｎｉ：
０．５〜３重量％、Ｃｏ：２〜８重量％、Ｃ：０．６〜
１．５重量％、Ｎｂ：０．２〜１重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成ならびにパーラ
イト相およびベーナイト相を主体とした組織からなる鉄
基合金素地中に、Ｃｒ：２５〜４５重量％、Ｗ：２０〜
３０重量％、Ｃｏ：２０〜３０重量％、Ｃ：１〜３重量
％、Ｓｉ：０．２〜２重量％、Ｎｂ：０．２〜２重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
を有する硬質粒子と、Ｍｏ：２５〜３２重量％、Ｃｒ：
７〜１０重量％、Ｓｉ：１．５〜３．５重量％を含有
し、残りがＣｏおよび不可避不純物からなる組成の硬質
粒子が合計で１０〜２５重量％が均一に分散した組織を
有する鉄基焼結合金製バルブシートが知られている（特
開平３―１５８４４５号公報参照）。
る各種機械部品を精度良く大量生産ができるようにな
り、バルブシートも焼結により製造するようになってき
た。鉄基焼結合金からなるバルブシートの一例として、
Ｃｒ：１〜３重量％、Ｍｏ：０．５〜３重量％、Ｎｉ：
０．５〜３重量％、Ｃｏ：２〜８重量％、Ｃ：０．６〜
１．５重量％、Ｎｂ：０．２〜１重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成ならびにパーラ
イト相およびベーナイト相を主体とした組織からなる鉄
基合金素地中に、Ｃｒ：２５〜４５重量％、Ｗ：２０〜
３０重量％、Ｃｏ：２０〜３０重量％、Ｃ：１〜３重量
％、Ｓｉ：０．２〜２重量％、Ｎｂ：０．２〜２重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
を有する硬質粒子と、Ｍｏ：２５〜３２重量％、Ｃｒ：
７〜１０重量％、Ｓｉ：１．５〜３．５重量％を含有
し、残りがＣｏおよび不可避不純物からなる組成の硬質
粒子が合計で１０〜２５重量％が均一に分散した組織を
有する鉄基焼結合金製バルブシートが知られている（特
開平３―１５８４４５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、高性能
化、高燃費化、軽量化を追求して開発され実用化されて
いる燃料を燃焼室内に直接噴射する直噴エンジンや空燃
比を高め希薄燃焼させるリーンバーンエンジンなどでは
燃焼室内が従来のエンジンよりも高温になり、かかる高
温下では前記従来のバルブシートでは十分な耐摩耗性が
得られず、さらに相手材であるバルブを激しく摩耗させ
るという欠点があった。
化、高燃費化、軽量化を追求して開発され実用化されて
いる燃料を燃焼室内に直接噴射する直噴エンジンや空燃
比を高め希薄燃焼させるリーンバーンエンジンなどでは
燃焼室内が従来のエンジンよりも高温になり、かかる高
温下では前記従来のバルブシートでは十分な耐摩耗性が
得られず、さらに相手材であるバルブを激しく摩耗させ
るという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、高温下で従来よりも耐摩耗性に
優れかつ相手材であるバルブに対する相手攻撃性の少な
い鉄基焼結合金製バルブシートを得るべく研究を行なっ
ていたところ、（ａ）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：
０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相により結合してなる組織を有する
素地中に、マイクロビッカース硬さ（以下ＭＨＶとい
う）：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％
の割合で前記Ｆｅ基合金相により包囲された状態で分散
している鉄基焼結合金で構成された鉄基焼結合金製バル
ブシートは、従来の鉄基焼結合金製バルブシートよりも
強度および耐摩耗性が格段に優れ、かつ相手攻撃性が少
ない、（ｂ）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜
１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
し、かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相で結合してなる組織を有する素地
中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３
０容量％の割合で断面花びら状の前記Ｆｅ基合金相によ
り包囲された状態で分散している鉄基焼結合金で構成さ
れた鉄基焼結合金製バルブシートは、従来の鉄基焼結合
金製バルブシートよりも一層強度および耐摩耗性が優
れ、かつ相手攻撃性が一層少ない、（ｃ）Ｃｏまたは／
およびＣｒを含有する硬質粒子を、Ｆｅ粉末、Ｎｉ―Ｃ
ｕ合金粉末（またはＮｉ粉末とＣｕ粉末の混合粉末）必
要に応じＣ粉末と共に混合し、成形し、燒結すると、硬
質粒子成分のＣｏまたは／およびＣｒの一部が素地に拡
散して、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２
重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．
１〜１０重量％または／およびＣｒ０．１〜１０重量％
を含有する素地が形成され、かかる成分組成の素地を有
する鉄基焼結合金製バルブシートは従来の鉄基焼結合金
製バルブシートよりもさらに一層強度および耐摩耗性が
優れ、かつ相手攻撃性が一層少なくなる、という知見を
得たのである。
上述のような観点から、高温下で従来よりも耐摩耗性に
優れかつ相手材であるバルブに対する相手攻撃性の少な
い鉄基焼結合金製バルブシートを得るべく研究を行なっ
ていたところ、（ａ）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：
０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相により結合してなる組織を有する
素地中に、マイクロビッカース硬さ（以下ＭＨＶとい
う）：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％
の割合で前記Ｆｅ基合金相により包囲された状態で分散
している鉄基焼結合金で構成された鉄基焼結合金製バル
ブシートは、従来の鉄基焼結合金製バルブシートよりも
強度および耐摩耗性が格段に優れ、かつ相手攻撃性が少
ない、（ｂ）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜
１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
し、かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相で結合してなる組織を有する素地
中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３
０容量％の割合で断面花びら状の前記Ｆｅ基合金相によ
り包囲された状態で分散している鉄基焼結合金で構成さ
れた鉄基焼結合金製バルブシートは、従来の鉄基焼結合
金製バルブシートよりも一層強度および耐摩耗性が優
れ、かつ相手攻撃性が一層少ない、（ｃ）Ｃｏまたは／
およびＣｒを含有する硬質粒子を、Ｆｅ粉末、Ｎｉ―Ｃ
ｕ合金粉末（またはＮｉ粉末とＣｕ粉末の混合粉末）必
要に応じＣ粉末と共に混合し、成形し、燒結すると、硬
質粒子成分のＣｏまたは／およびＣｒの一部が素地に拡
散して、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２
重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．
１〜１０重量％または／およびＣｒ０．１〜１０重量％
を含有する素地が形成され、かかる成分組成の素地を有
する鉄基焼結合金製バルブシートは従来の鉄基焼結合金
製バルブシートよりもさらに一層強度および耐摩耗性が
優れ、かつ相手攻撃性が一層少なくなる、という知見を
得たのである。
【０００５】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、（１）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎ
ｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成を有しかつ主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ主成分
とするＣｕ基合金相により結合してなる素地中に、マイ
クロビッカース硬さ（以下、ＭＨＶという）：５００〜
１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆ
ｅ基合金相により包囲された状態で分散している組織を
有する鉄基焼結合金製バルブシート、（２）Ｃｕ：１５
〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０
００５〜０．８重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可
避不純物からなる組成を有し、かつＦｅを主成分とする
Ｆｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合
してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒
子相が５〜３０容量％の割合で断面花びら状の前記Ｆｅ
基合金相により包囲された状態で分散している組織を有
する鉄基焼結合金製バルブシート、（３）Ｃｕ：１５〜
４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．００
０５〜０．８重量％Ｃｏ：０．１〜１０重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し
かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分と
するＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、ＭＨＶ：５
００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で
前記Ｆｅ基合金相により包囲された状態で分散している
組織を有する鉄基焼結合金製バルブシート、（４）Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％Ｃｏ：０．１〜１０重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ
を主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、
ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量
％の割合で前記Ｆｅ基合金相により断面花びら状に包囲
された状態で分散している組織を有する鉄基焼結合金製
バルブシート、（５）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：
０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％
Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび
不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とす
るＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結
合してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相によ
り包囲された状態で分散している組織を有する鉄基焼結
合金製バルブシート、（６）Ｃｕ：１５〜４０重量％、
Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８
重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主
成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合
金相で結合してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７０
０の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合
金相により断面花びら状に包囲された状態で分散してい
る組織を有する鉄基焼結合金製バルブシート、（７）Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜１０
重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主
成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合
金相で結合してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７０
０の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合
金相により包囲された状態で分散している組織を有する
鉄基焼結合金製バルブシート、（８）Ｃｕ：１５〜４０
重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５
〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：
０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避
不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ
基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合して
なる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相
が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相により断面
花びら状に包囲された状態で分散している組織を有する
鉄基焼結合金製バルブシート、に特徴を有するものであ
る。
たものであって、（１）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎ
ｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成を有しかつ主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ主成分
とするＣｕ基合金相により結合してなる素地中に、マイ
クロビッカース硬さ（以下、ＭＨＶという）：５００〜
１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆ
ｅ基合金相により包囲された状態で分散している組織を
有する鉄基焼結合金製バルブシート、（２）Ｃｕ：１５
〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０
００５〜０．８重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可
避不純物からなる組成を有し、かつＦｅを主成分とする
Ｆｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合
してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒
子相が５〜３０容量％の割合で断面花びら状の前記Ｆｅ
基合金相により包囲された状態で分散している組織を有
する鉄基焼結合金製バルブシート、（３）Ｃｕ：１５〜
４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．００
０５〜０．８重量％Ｃｏ：０．１〜１０重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し
かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分と
するＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、ＭＨＶ：５
００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で
前記Ｆｅ基合金相により包囲された状態で分散している
組織を有する鉄基焼結合金製バルブシート、（４）Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％Ｃｏ：０．１〜１０重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ
を主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、
ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量
％の割合で前記Ｆｅ基合金相により断面花びら状に包囲
された状態で分散している組織を有する鉄基焼結合金製
バルブシート、（５）Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：
０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％
Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび
不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とす
るＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結
合してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相によ
り包囲された状態で分散している組織を有する鉄基焼結
合金製バルブシート、（６）Ｃｕ：１５〜４０重量％、
Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８
重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主
成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合
金相で結合してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７０
０の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合
金相により断面花びら状に包囲された状態で分散してい
る組織を有する鉄基焼結合金製バルブシート、（７）Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜１０
重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主
成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合
金相で結合してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７０
０の硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合
金相により包囲された状態で分散している組織を有する
鉄基焼結合金製バルブシート、（８）Ｃｕ：１５〜４０
重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５
〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：
０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避
不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ
基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合して
なる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相
が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相により断面
花びら状に包囲された状態で分散している組織を有する
鉄基焼結合金製バルブシート、に特徴を有するものであ
る。
【０００６】例えば、前記硬質粉末としてＦｅ：１０〜
５０重量％を含有し、残部がＭｏである組成のＭｏ基合
金からなる硬質粉末を添加し焼結すると、硬質粉末に含
まれるＭｏは焼結中に素地にほとんど拡散せず、したが
って、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重
量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅ
を主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ
基合金相で結合してなる素地を形成し、一方、Ｆｅ：１
０〜５０重量％を含有し、さらに素地から拡散したＮ
ｉ：０．０１〜５％、Ｃｕ：０．０１〜５％およびＣ：
０．１〜３％を含有するＭｏ基合金からなるＭＨＶ：５
００〜１７００の硬質粒子相がこの素地中に形成され、
前記（１）または（２）記載のこの発明の鉄基焼結合金
製バルブシートが作られる。
５０重量％を含有し、残部がＭｏである組成のＭｏ基合
金からなる硬質粉末を添加し焼結すると、硬質粉末に含
まれるＭｏは焼結中に素地にほとんど拡散せず、したが
って、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重
量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅ
を主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ
基合金相で結合してなる素地を形成し、一方、Ｆｅ：１
０〜５０重量％を含有し、さらに素地から拡散したＮ
ｉ：０．０１〜５％、Ｃｕ：０．０１〜５％およびＣ：
０．１〜３％を含有するＭｏ基合金からなるＭＨＶ：５
００〜１７００の硬質粒子相がこの素地中に形成され、
前記（１）または（２）記載のこの発明の鉄基焼結合金
製バルブシートが作られる。
【０００７】したがって、この発明は、（９）前記ＭＨ
Ｖ：５００〜１７００の硬質粒子相は、ＭｏおよびＦｅ
を主成分とするＭｏ―Ｆｅ系合金からなる前記（１）ま
たは（２）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特徴
を有するものである。
Ｖ：５００〜１７００の硬質粒子相は、ＭｏおよびＦｅ
を主成分とするＭｏ―Ｆｅ系合金からなる前記（１）ま
たは（２）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特徴
を有するものである。
【０００８】また、例えば、前記硬質粉末としてＦｅ：
１０〜５０重量％を含有し、残部がＣｏである組成のＣ
ｏ基合金からなる硬質粉末を添加し焼結すると、焼結中
に硬質粉末に含まれるＣｏは素地に拡散し、したがっ
て、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量
％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜
１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物か
らなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相
をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地
を形成し、一方、Ｆｅ：１０〜５０重量％を含有し、さ
らに素地から拡散したＮｉ：０．０１〜５％、Ｃｕ：
０．０１〜５％およびＣ：０．１〜３％を含有するＣｏ
基合金からなるＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相
がこの素地中に形成され、前記（３）または（４）記載
のこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートが作られる。
１０〜５０重量％を含有し、残部がＣｏである組成のＣ
ｏ基合金からなる硬質粉末を添加し焼結すると、焼結中
に硬質粉末に含まれるＣｏは素地に拡散し、したがっ
て、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量
％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜
１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物か
らなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相
をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地
を形成し、一方、Ｆｅ：１０〜５０重量％を含有し、さ
らに素地から拡散したＮｉ：０．０１〜５％、Ｃｕ：
０．０１〜５％およびＣ：０．１〜３％を含有するＣｏ
基合金からなるＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相
がこの素地中に形成され、前記（３）または（４）記載
のこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートが作られる。
【０００９】したがって、この発明は、（１０）前記Ｍ
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、ＣｏおよびＦ
ｅを主成分とするＣｏ―Ｆｅ系合金からなる前記（３）
または（４）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特
徴を有するものである。
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、ＣｏおよびＦ
ｅを主成分とするＣｏ―Ｆｅ系合金からなる前記（３）
または（４）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特
徴を有するものである。
【００１０】また、例えば、前記硬質粉末としてＣｒ：
１０〜４０重量％、Ｍｏ：５〜２５重量％を含有し、残
部がＮｉである組成のＮｉ基合金からなる硬質粉末を添
加し焼結すると、焼結中に硬質粉末に含まれるＣｒは素
地中に拡散するがＭｏは素地に拡散しないところから、
Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｒ：０．１〜１０
重量％を含有しかつＦｅ残りがＦｅおよび不可避不純物
からなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金
相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素
地を形成し、一方、Ｃｒ：１０〜４０重量％、Ｍｏ：５
〜２５重量％を含有し、さらに素地から拡散したＦｅ：
２〜２０％、Ｃｕ：０．０１〜１０％およびＣ：０．１
〜３％を含有するＮｉ基合金で構成されたＭＨＶ：５０
０〜１７００の範囲内の硬質粒子相が素地中に形成さ
れ、前記（５）または（６）記載のこの発明の鉄基焼結
合金製バルブシートが作られる。
１０〜４０重量％、Ｍｏ：５〜２５重量％を含有し、残
部がＮｉである組成のＮｉ基合金からなる硬質粉末を添
加し焼結すると、焼結中に硬質粉末に含まれるＣｒは素
地中に拡散するがＭｏは素地に拡散しないところから、
Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｒ：０．１〜１０
重量％を含有しかつＦｅ残りがＦｅおよび不可避不純物
からなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金
相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素
地を形成し、一方、Ｃｒ：１０〜４０重量％、Ｍｏ：５
〜２５重量％を含有し、さらに素地から拡散したＦｅ：
２〜２０％、Ｃｕ：０．０１〜１０％およびＣ：０．１
〜３％を含有するＮｉ基合金で構成されたＭＨＶ：５０
０〜１７００の範囲内の硬質粒子相が素地中に形成さ
れ、前記（５）または（６）記載のこの発明の鉄基焼結
合金製バルブシートが作られる。
【００１１】したがって、この発明は、（１１）前記Ｍ
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｎｉ、Ｃｒお
よびＭｏを主成分とするＮｉ系合金からなる前記（５）
または（６）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特
徴を有するものである。
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｎｉ、Ｃｒお
よびＭｏを主成分とするＮｉ系合金からなる前記（５）
または（６）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特
徴を有するものである。
【００１２】また、例えば、前記硬質粉末としてＭｏ：
１５〜３５％、Ｃｒ：２〜１３％、Ｓｉ：０．５〜５％
を含有し、残部がＣｏのＣｏ基合金からなる硬質粉末を
添加し焼結すると、焼結中に硬質粉末に含まれるＣｏお
よびＣｒは素地中に拡散し、Ｍｏはほとんど素地に拡散
しないところから、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：
０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量
％、Ｃｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ
を主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地を形成
し、一方、Ｍｏ：１５〜３５％、Ｃｒ：２〜１３％、Ｓ
ｉ：０．５〜５％を含有し、さらに素地から拡散したＮ
ｉ：０．０１〜５％、Ｃｕ：０．０１〜５％、Ｆｅ：２
〜２０％およびＣ：０．１〜３％を含有するＣｏ系合金
で構成されたＭＨＶ：５００〜１７００の範囲内の硬質
粒子相が素地中に形成され、前記（７）または（８）記
載のこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートが作られ
る。
１５〜３５％、Ｃｒ：２〜１３％、Ｓｉ：０．５〜５％
を含有し、残部がＣｏのＣｏ基合金からなる硬質粉末を
添加し焼結すると、焼結中に硬質粉末に含まれるＣｏお
よびＣｒは素地中に拡散し、Ｍｏはほとんど素地に拡散
しないところから、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：
０．３〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量
％、Ｃｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ
を主成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地を形成
し、一方、Ｍｏ：１５〜３５％、Ｃｒ：２〜１３％、Ｓ
ｉ：０．５〜５％を含有し、さらに素地から拡散したＮ
ｉ：０．０１〜５％、Ｃｕ：０．０１〜５％、Ｆｅ：２
〜２０％およびＣ：０．１〜３％を含有するＣｏ系合金
で構成されたＭＨＶ：５００〜１７００の範囲内の硬質
粒子相が素地中に形成され、前記（７）または（８）記
載のこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートが作られ
る。
【００１３】したがって、この発明は、（１２）前記Ｍ
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｃｏ、Ｍｏ、
ＣｒおよびＳｉを主成分とするＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ
系合金からなる前記（７）または（８）記載の鉄基焼結
合金製バルブシート、に特徴を有するものである。
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｃｏ、Ｍｏ、
ＣｒおよびＳｉを主成分とするＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ
系合金からなる前記（７）または（８）記載の鉄基焼結
合金製バルブシート、に特徴を有するものである。
【００１４】また、例えば、前記硬質粉末として重量％
で、Ｃｒ：５〜４０％、Ｗ：１５〜３０％、Ｃｏ：５〜
３０％Ｃ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎｂ：
０．１〜３％を含有し、残部がＦｅのＦｅ基合金からな
る硬質粉末を添加し焼結すると、焼結中に硬質粉末に含
まれるＣｏおよびＣｒは素地中に拡散することから、Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜１０
重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主
成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合
金相で結合してなる素地を形成し、一方、Ｃｒ：５〜４
０％、Ｗ：１５〜３０％、Ｃｏ：５〜３０％、Ｃ：０．
１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎｂ：０．１〜３％を
含有し、さらに素地から拡散したＮｉ：０．０１〜８
％、Ｃｕ：０．０１〜８％を含有する合金で構成された
ＭＨＶ：５００〜１７００の範囲内の硬質粒子相が素地
中に形成され、前記（７）または（８）記載のこの発明
の鉄基焼結合金製バルブシートが作られる。
で、Ｃｒ：５〜４０％、Ｗ：１５〜３０％、Ｃｏ：５〜
３０％Ｃ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎｂ：
０．１〜３％を含有し、残部がＦｅのＦｅ基合金からな
る硬質粉末を添加し焼結すると、焼結中に硬質粉末に含
まれるＣｏおよびＣｒは素地中に拡散することから、Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜１０
重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主
成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合
金相で結合してなる素地を形成し、一方、Ｃｒ：５〜４
０％、Ｗ：１５〜３０％、Ｃｏ：５〜３０％、Ｃ：０．
１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎｂ：０．１〜３％を
含有し、さらに素地から拡散したＮｉ：０．０１〜８
％、Ｃｕ：０．０１〜８％を含有する合金で構成された
ＭＨＶ：５００〜１７００の範囲内の硬質粒子相が素地
中に形成され、前記（７）または（８）記載のこの発明
の鉄基焼結合金製バルブシートが作られる。
【００１５】したがって、この発明は、（１３）前記Ｍ
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｗ、Ｃｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｂを主成分とするＦｅ−Ｃｒ−
Ｗ−Ｃｏ−Ｃ−Ｓｉ−Ｎｂ系合金からなる前記（７）ま
たは（８）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特徴
を有するものである。
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｗ、Ｃｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｂを主成分とするＦｅ−Ｃｒ−
Ｗ−Ｃｏ−Ｃ−Ｓｉ−Ｎｂ系合金からなる前記（７）ま
たは（８）記載の鉄基焼結合金製バルブシート、に特徴
を有するものである。
【００１６】さらに、例えば、前記硬質粉末として重量
％で、Ｃｒ：５〜４０％、Ｍｏ：１５〜３０％、Ｃｏ：
５〜３０％Ｃ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎ
ｂ：０．１〜３％を含有し、残部がＦｅのＦｅ基合金か
らなる硬質粉末を添加し焼結すると、焼結中に硬質粉末
に含まれるＣｏおよびＣｒは素地中に拡散することか
ら、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量
％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜
１０重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅ
を主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ
基合金相で結合してなる素地を形成し、この素地中に、
Ｃｒ：５〜４０％、Ｍｏ：１５〜３０％、Ｃｏ：５〜３
０％、Ｃ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎｂ：
０．１〜３％を含有し、さらに素地から拡散したＮｉ：
０．０１〜８％、Ｃｕ：０．０１〜８％を含有する合金
で構成されたＭＨＶ：５００〜１７００の範囲内の硬質
粒子相が素地中に形成され、前記（７）または（８）記
載のこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートが作られ
る。
％で、Ｃｒ：５〜４０％、Ｍｏ：１５〜３０％、Ｃｏ：
５〜３０％Ｃ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎ
ｂ：０．１〜３％を含有し、残部がＦｅのＦｅ基合金か
らなる硬質粉末を添加し焼結すると、焼結中に硬質粉末
に含まれるＣｏおよびＣｒは素地中に拡散することか
ら、Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量
％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃｏ：０．１〜
１０重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅ
を主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ
基合金相で結合してなる素地を形成し、この素地中に、
Ｃｒ：５〜４０％、Ｍｏ：１５〜３０％、Ｃｏ：５〜３
０％、Ｃ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ｎｂ：
０．１〜３％を含有し、さらに素地から拡散したＮｉ：
０．０１〜８％、Ｃｕ：０．０１〜８％を含有する合金
で構成されたＭＨＶ：５００〜１７００の範囲内の硬質
粒子相が素地中に形成され、前記（７）または（８）記
載のこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートが作られ
る。
【００１７】したがって、この発明は、（１４）前記Ｍ
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｂを主成分とするＦｅ−Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｃｏ−Ｃ−Ｓｉ−Ｎｂ系合金からなる前記
（７）または（８）記載の鉄基焼結合金製バルブシー
ト、に特徴を有するものである。
ＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相は、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｂを主成分とするＦｅ−Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｃｏ−Ｃ−Ｓｉ−Ｎｂ系合金からなる前記
（７）または（８）記載の鉄基焼結合金製バルブシー
ト、に特徴を有するものである。
【００１８】前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子
相は、前記９、１０、１１、１２、１３および１４記載
の合金からなる硬質粒子相が混在してもよい。したがっ
て、この発明は、（１５）ＭＨＶ：５００〜１７００の
硬質粒子相は、前記（９）、（１０）、（１１）、（１
２）、（１３）および（１４）記載の合金からなる硬質
粒子相の全部または一部が混在している前記（３）、
（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の鉄
基焼結合金製バルブシート、に特徴を有するものであ
る。
相は、前記９、１０、１１、１２、１３および１４記載
の合金からなる硬質粒子相が混在してもよい。したがっ
て、この発明は、（１５）ＭＨＶ：５００〜１７００の
硬質粒子相は、前記（９）、（１０）、（１１）、（１
２）、（１３）および（１４）記載の合金からなる硬質
粒子相の全部または一部が混在している前記（３）、
（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の鉄
基焼結合金製バルブシート、に特徴を有するものであ
る。
【００１９】前記鉄基焼結合金製バルブシートの素地中
に分散する硬質粒子相は、ＭＨＶ：５００〜１７００の
範囲内の硬質粒子相であればよいが、相手材であるバル
ブの材質によって鉄基焼結合金製バルブシートの素地中
に分散する硬質粒子相はＭＨＶ：５００〜１０００の硬
質粒子相、ＭＨＶ：８００〜１７００の硬質粒子相、並
びにＭＨＶ：５００〜１０００の硬質粒子相およびＭＨ
Ｖ：８００〜１７００の硬質粒子混合相に分けて使用す
ることが一層好ましい。
に分散する硬質粒子相は、ＭＨＶ：５００〜１７００の
範囲内の硬質粒子相であればよいが、相手材であるバル
ブの材質によって鉄基焼結合金製バルブシートの素地中
に分散する硬質粒子相はＭＨＶ：５００〜１０００の硬
質粒子相、ＭＨＶ：８００〜１７００の硬質粒子相、並
びにＭＨＶ：５００〜１０００の硬質粒子相およびＭＨ
Ｖ：８００〜１７００の硬質粒子混合相に分けて使用す
ることが一層好ましい。
【００２０】例えば、相手材であるバルブの材質がＳＵ
Ｈ３５、ＳＵＨ３６などのオーステナイト系耐熱鋼であ
る場合は、鉄基焼結合金製バルブシートの素地中に分散
する硬質粒子相をＭＨＶ：５００〜１０００の範囲内の
硬質粒子相であることが一層好ましく、相手材であるバ
ルブの材質がＳＵＨ３、ＳＵＨ１１などのマルテンサイ
ト系耐熱鋼である場合は、鉄基焼結合金製バルブシート
の素地中に分散する硬質粒子相をＭＨＶ：８００〜１７
００の硬質粒子相であることが一層好ましく、さらに、
相手材であるバルブのフェース面材質がＣｏ基耐熱合金
の盛金である場合は、鉄基焼結合金製バルブシートの素
地中に分散する硬質粒子相をＭＨＶ：５００〜１０００
およびＭＨＶ：８００〜１７００の硬質粒子混合相とす
ることが好ましい。
Ｈ３５、ＳＵＨ３６などのオーステナイト系耐熱鋼であ
る場合は、鉄基焼結合金製バルブシートの素地中に分散
する硬質粒子相をＭＨＶ：５００〜１０００の範囲内の
硬質粒子相であることが一層好ましく、相手材であるバ
ルブの材質がＳＵＨ３、ＳＵＨ１１などのマルテンサイ
ト系耐熱鋼である場合は、鉄基焼結合金製バルブシート
の素地中に分散する硬質粒子相をＭＨＶ：８００〜１７
００の硬質粒子相であることが一層好ましく、さらに、
相手材であるバルブのフェース面材質がＣｏ基耐熱合金
の盛金である場合は、鉄基焼結合金製バルブシートの素
地中に分散する硬質粒子相をＭＨＶ：５００〜１０００
およびＭＨＶ：８００〜１７００の硬質粒子混合相とす
ることが好ましい。
【００２１】前記鉄基焼結合金製バルブシートの素地を
構成するＦｅを主成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、Ｃ
ｕ、Ｃおよび硬質粒子から拡散した成分を含みＦｅを５
０重量％以上含むＦｅ合金相であり、Ｃｕを主成分とす
るＣｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みＣｕを５０
重量％以上含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ基合金相に
含まれるＮｉおよびＣ濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれる
ＮｉおよびＣの濃度よりも大きい。
構成するＦｅを主成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、Ｃ
ｕ、Ｃおよび硬質粒子から拡散した成分を含みＦｅを５
０重量％以上含むＦｅ合金相であり、Ｃｕを主成分とす
るＣｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みＣｕを５０
重量％以上含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ基合金相に
含まれるＮｉおよびＣ濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれる
ＮｉおよびＣの濃度よりも大きい。
【００２２】したがって、前記（１）〜（１３）に記載
の鉄基焼結合金製バルブシートにおける素地を構成する
Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、Ｃｕ、Ｃおよ
び硬質粒子から拡散した成分を含みＦｅを５０重量％以
上含むＦｅ合金相であり、前記Ｆｅ合金相を結合するＣ
ｕを主成分とするＣｕ基合金相はＮｉ、Ｆｅ、Ｃおよび
硬質粒子から拡散した成分を含みＣｕを５０重量％以上
含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ基合金相に含まれるＮ
ｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよ
びＣの濃度よりも大きい鉄基焼結合金製バルブシート、
に特徴を有するものである。
の鉄基焼結合金製バルブシートにおける素地を構成する
Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、Ｃｕ、Ｃおよ
び硬質粒子から拡散した成分を含みＦｅを５０重量％以
上含むＦｅ合金相であり、前記Ｆｅ合金相を結合するＣ
ｕを主成分とするＣｕ基合金相はＮｉ、Ｆｅ、Ｃおよび
硬質粒子から拡散した成分を含みＣｕを５０重量％以上
含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ基合金相に含まれるＮ
ｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよ
びＣの濃度よりも大きい鉄基焼結合金製バルブシート、
に特徴を有するものである。
【００２３】この発明の鉄基焼結合金製バルブシート
は、原料粉末として、Ｆｅ粉末、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末、
Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末、必要に応じＣ粉末、ＭＨＶ：５０
０〜１７００の硬質粉末およびＭＨＶ：５００〜１７０
０の硬質粉末を用意し、これら原料粉末を所定の割合で
配合して混合し、さらに金型成型時の潤滑剤であるステ
アリン酸亜鉛末とともにダブルコーンミキサーで混合
し、プレス成形して圧粉体を作製し、圧粉体を水素を含
む窒素雰囲気中、温度：１１００〜１３００℃で燒結す
ることにより製造する。焼結温度は１０９０〜１２００
℃が一層好ましい。
は、原料粉末として、Ｆｅ粉末、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末、
Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末、必要に応じＣ粉末、ＭＨＶ：５０
０〜１７００の硬質粉末およびＭＨＶ：５００〜１７０
０の硬質粉末を用意し、これら原料粉末を所定の割合で
配合して混合し、さらに金型成型時の潤滑剤であるステ
アリン酸亜鉛末とともにダブルコーンミキサーで混合
し、プレス成形して圧粉体を作製し、圧粉体を水素を含
む窒素雰囲気中、温度：１１００〜１３００℃で燒結す
ることにより製造する。焼結温度は１０９０〜１２００
℃が一層好ましい。
【００２４】この発明の鉄基焼結合金製バルブシートの
製造方法において、原料粉末として前記Ｃｕ粉末および
Ｎｉ粉末の要素粉末を使用することができるが、前記Ｃ
ｕ粉末およびＮｉ粉末の要素粉末代えてＣｕ−Ｎｉ合金
粉末を使用する方が一層好ましく、その理由は下記の焼
結メカニズムによるものと考えられる。すなわち、Ｃｕ
−Ｎｉ合金粉末を配合すると、焼結初期段階においてＣ
ｕ−Ｎｉ合金の固液共存域に昇温されても一気に大量の
Ｃｕ液相が発生するのではなく、穏やかに焼結が進行
し、焼結体に歪み、撓みなどの変形は生じさせない。焼
結中期段階において、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末のＮｉはＦｅ
との親和性が高いため、Ｆｅ粉末中に拡散する。Ｆｅ粉
末中のＮｉ濃度が高くなるとＣｕのＦｅへの固溶限が高
くなるため、ＦｅへのＣｕの拡散も活発になり、Ｆｅと
Ｃｕの密着性が向上する。焼結後期段階においては、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金相中のＮｉ含有量が低下しているため、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金粉末の融点が下がり、一気に多量の液相が
発生し、ダイナミックな相焼結が進行する。なお、焼結
後期段階において一気に多量の液相が発生しても、既に
十分な焼結が進行した後であるので焼結体に歪み、撓み
は発生しない。Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末を原料粉末として使
用したこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートの焼結は
前述のようなメカニズムによるものと考えられるから、
この発明の鉄基焼結合金製バルブシートを製造する際に
使用する原料粉末として、特にＣｕ−Ｎｉ合金（Ｎｉ：
１〜２５重量％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純
物からなる母合金）粉末を使用することが好ましい。
製造方法において、原料粉末として前記Ｃｕ粉末および
Ｎｉ粉末の要素粉末を使用することができるが、前記Ｃ
ｕ粉末およびＮｉ粉末の要素粉末代えてＣｕ−Ｎｉ合金
粉末を使用する方が一層好ましく、その理由は下記の焼
結メカニズムによるものと考えられる。すなわち、Ｃｕ
−Ｎｉ合金粉末を配合すると、焼結初期段階においてＣ
ｕ−Ｎｉ合金の固液共存域に昇温されても一気に大量の
Ｃｕ液相が発生するのではなく、穏やかに焼結が進行
し、焼結体に歪み、撓みなどの変形は生じさせない。焼
結中期段階において、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末のＮｉはＦｅ
との親和性が高いため、Ｆｅ粉末中に拡散する。Ｆｅ粉
末中のＮｉ濃度が高くなるとＣｕのＦｅへの固溶限が高
くなるため、ＦｅへのＣｕの拡散も活発になり、Ｆｅと
Ｃｕの密着性が向上する。焼結後期段階においては、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金相中のＮｉ含有量が低下しているため、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金粉末の融点が下がり、一気に多量の液相が
発生し、ダイナミックな相焼結が進行する。なお、焼結
後期段階において一気に多量の液相が発生しても、既に
十分な焼結が進行した後であるので焼結体に歪み、撓み
は発生しない。Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末を原料粉末として使
用したこの発明の鉄基焼結合金製バルブシートの焼結は
前述のようなメカニズムによるものと考えられるから、
この発明の鉄基焼結合金製バルブシートを製造する際に
使用する原料粉末として、特にＣｕ−Ｎｉ合金（Ｎｉ：
１〜２５重量％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純
物からなる母合金）粉末を使用することが好ましい。
【００２５】これらのメカニズムはこの発明の鉄基焼結
合金製バルブシートの素地を形成するメカニズムであっ
て、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粉末は焼結しても
溶融することなく、原料粉末とほぼ同じ形状を保ち、前
記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粉末は焼結中に硬質
粉末の周囲に存在するＦｅ粉末吸着し、Ｆｅ粉末は硬質
粒子相の周囲を断面花びら状（立体的にみると半団子
状）のＦｅ基合金相が包囲した状態で分散している組織
を形成する。かかる断面花びら状（立体的にみると半団
子状）のＦｅ基合金相はＣｕ基合金相に対する接触面積
を増加させ、従来よりも一層Ｆｅ基合金相とＣｕ基合金
相の結合強度を増加させる。
合金製バルブシートの素地を形成するメカニズムであっ
て、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粉末は焼結しても
溶融することなく、原料粉末とほぼ同じ形状を保ち、前
記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粉末は焼結中に硬質
粉末の周囲に存在するＦｅ粉末吸着し、Ｆｅ粉末は硬質
粒子相の周囲を断面花びら状（立体的にみると半団子
状）のＦｅ基合金相が包囲した状態で分散している組織
を形成する。かかる断面花びら状（立体的にみると半団
子状）のＦｅ基合金相はＣｕ基合金相に対する接触面積
を増加させ、従来よりも一層Ｆｅ基合金相とＣｕ基合金
相の結合強度を増加させる。
【００２６】つぎに、この発明の鉄基焼結合金製バルブ
シートを構成する鉄基焼結合金の成分組成を上記のごと
く限定した理由について説明する。 〔〕硬質粒子相 鉄基焼結合金製バルブシート素地に分散する硬質粒子相
のＭＨＶを５００〜１７００に限定した理由は、ＭＨＶ
が５００未満の硬質粒子相では十分な耐摩耗性がえられ
ないので好ましくなく、一方、ＭＨＶが１７００を越え
るとバルブを過大に摩耗させるので好ましくないことに
よるものである。また、鉄基焼結合金製バルブシート素
地中に５容量％分散していても十分な耐摩耗性が得られ
ないので好ましくなく、一方、３０容量％を越えて分散
すると硬質粒子相が多過ぎて靱性が不足するので好まし
くない。したがって、硬質粒子相の分散量は５〜３０容
量％に定めた。硬質粒子相の分散量の一層好ましい範囲
は８〜２５容量％である。前記硬質粒子相は焼結中に素
地の成分であるＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣが拡散浸透す
る。したがって、硬質粒子相には微量のＦｅ、Ｃｕ、Ｎ
ｉおよびＣが含まれている。
シートを構成する鉄基焼結合金の成分組成を上記のごと
く限定した理由について説明する。 〔〕硬質粒子相 鉄基焼結合金製バルブシート素地に分散する硬質粒子相
のＭＨＶを５００〜１７００に限定した理由は、ＭＨＶ
が５００未満の硬質粒子相では十分な耐摩耗性がえられ
ないので好ましくなく、一方、ＭＨＶが１７００を越え
るとバルブを過大に摩耗させるので好ましくないことに
よるものである。また、鉄基焼結合金製バルブシート素
地中に５容量％分散していても十分な耐摩耗性が得られ
ないので好ましくなく、一方、３０容量％を越えて分散
すると硬質粒子相が多過ぎて靱性が不足するので好まし
くない。したがって、硬質粒子相の分散量は５〜３０容
量％に定めた。硬質粒子相の分散量の一層好ましい範囲
は８〜２５容量％である。前記硬質粒子相は焼結中に素
地の成分であるＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣが拡散浸透す
る。したがって、硬質粒子相には微量のＦｅ、Ｃｕ、Ｎ
ｉおよびＣが含まれている。
【００２７】〔〕素地 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有し、さらに必要
に応じて硬質粉末の構成元素が拡散して含有し、残りが
Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを
主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基
合金相で結合してなる組織を有するが、前記組成となる
ように限定した理由は、以下の通りである。
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有し、さらに必要
に応じて硬質粉末の構成元素が拡散して含有し、残りが
Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを
主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基
合金相で結合してなる組織を有するが、前記組成となる
ように限定した理由は、以下の通りである。
【００２８】（ａ）Ｃｕ Ｃｕは、密度、強度および耐摩耗性を向上させる効果が
あるが、その含有量が１５重量％未満では液相の発生量
が十分でなく、したがって密度、強度および耐摩耗性の
効果が十分でなく、一方、４０重量％を越えると液相が
過大となり、焼結中に変形が生じて寸法のバラツキが大
きくなるので好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量
は１５〜４０重量％に定めた。Ｃｕの含有量の一層好ま
しい範囲は１７〜３０重量％であり、さらに一層好まし
い範囲は２０〜２８重量％である。
あるが、その含有量が１５重量％未満では液相の発生量
が十分でなく、したがって密度、強度および耐摩耗性の
効果が十分でなく、一方、４０重量％を越えると液相が
過大となり、焼結中に変形が生じて寸法のバラツキが大
きくなるので好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量
は１５〜４０重量％に定めた。Ｃｕの含有量の一層好ま
しい範囲は１７〜３０重量％であり、さらに一層好まし
い範囲は２０〜２８重量％である。
【００２９】（ｂ）Ｎｉ Ｎｉは、Ｃｕ合金中においてＣｕ合金相の融点を上昇さ
せ、液相焼結をコントロールし、またＦｅ合金相の強度
および靱性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．３重量％未満ではその効果が十分でなく、一方、１
２重量％を越えて含有してもそれ以上の効果が少ない。
したがって、Ｎｉ含有量は０．３〜１２重量％に定め
た。Ｎｉの含有量の一層好ましい範囲は２〜６重量％で
ある。
せ、液相焼結をコントロールし、またＦｅ合金相の強度
および靱性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．３重量％未満ではその効果が十分でなく、一方、１
２重量％を越えて含有してもそれ以上の効果が少ない。
したがって、Ｎｉ含有量は０．３〜１２重量％に定め
た。Ｎｉの含有量の一層好ましい範囲は２〜６重量％で
ある。
【００３０】（ｃ）Ｃ Ｃは、原料Ｆｅ粉を還元し焼結を促進させ、また、強度
および硬さを向上させる作用があるが、その含有量が
０．０００５重量％未満では効果が十分でなく、一方、
０．８重量％を越えて含有させてもそれ以上の効果がな
い。したがって、Ｃの含有量は０．０００５〜０．８重
量％に定めた。Ｃ含有量の一層好ましい範囲は０．０５
〜０．５重量％である。
および硬さを向上させる作用があるが、その含有量が
０．０００５重量％未満では効果が十分でなく、一方、
０．８重量％を越えて含有させてもそれ以上の効果がな
い。したがって、Ｃの含有量は０．０００５〜０．８重
量％に定めた。Ｃ含有量の一層好ましい範囲は０．０５
〜０．５重量％である。
【００３１】（ｄ）素地の組織 この発明の鉄基焼結合金製バルブシートの素地は、Ｃ
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、大部分がＦ
ｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣ
ｕ基合金相で結合してなる組織を有するが、前記硬質粒
子の成分が拡散してＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相に
含まれることもある。かかる硬質粒子相の周囲を包囲し
ているＦｅ基合金相は断面花びら状（立体的にみると半
団子状）になっていることが一層好ましく、硬質粒子相
の周囲を包囲しているＦｅ基合金相が断面花びら状（立
体的にみると半団子状）になることによりＦｅ基合金相
とＣｕ基合金相の接触面積が増大し、より一層大きな結
合力が得られる。
ｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３〜１２重量％、
Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、大部分がＦ
ｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣ
ｕ基合金相で結合してなる組織を有するが、前記硬質粒
子の成分が拡散してＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相に
含まれることもある。かかる硬質粒子相の周囲を包囲し
ているＦｅ基合金相は断面花びら状（立体的にみると半
団子状）になっていることが一層好ましく、硬質粒子相
の周囲を包囲しているＦｅ基合金相が断面花びら状（立
体的にみると半団子状）になることによりＦｅ基合金相
とＣｕ基合金相の接触面積が増大し、より一層大きな結
合力が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】原料粉末として、平均粒径：５５
μｍのＦｅ粉末、表１に示される成分組成および平均粒
径を有するＣｕ−Ｎｉ合金粉末ａ〜ｅ、平均粒径：１１
μｍのＣｕ粉末、平均粒径：１０μｍのＮｉ合金粉末、
平均粒径：１８μｍの黒鉛粉末を用意し、さらに下記の
表２に示される成分組成を有する硬質粉末Ａ〜Ｆを用意
した。
μｍのＦｅ粉末、表１に示される成分組成および平均粒
径を有するＣｕ−Ｎｉ合金粉末ａ〜ｅ、平均粒径：１１
μｍのＣｕ粉末、平均粒径：１０μｍのＮｉ合金粉末、
平均粒径：１８μｍの黒鉛粉末を用意し、さらに下記の
表２に示される成分組成を有する硬質粉末Ａ〜Ｆを用意
した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例１ 前記Ｆｅ粉末、表１のＣｕ−Ｎｉ合金粉末ａ〜ｅ、黒鉛
粉末および表２の硬質粉末Ａ〜Ｆを表３に示される割合
で配合し混合することにより原料混合粉末を作製し、こ
の原料混合粉末にさらに金型成形時の潤滑剤であるステ
アリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に当たる量だ
け添加して混合し、プレス成形して外径：３４ｍｍ、内
径：２７ｍｍ、厚さ：７ｍｍの寸法を有するバルブシー
ト形状圧粉体を作製した。
粉末および表２の硬質粉末Ａ〜Ｆを表３に示される割合
で配合し混合することにより原料混合粉末を作製し、こ
の原料混合粉末にさらに金型成形時の潤滑剤であるステ
アリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に当たる量だ
け添加して混合し、プレス成形して外径：３４ｍｍ、内
径：２７ｍｍ、厚さ：７ｍｍの寸法を有するバルブシー
ト形状圧粉体を作製した。
【００３６】
【表３】
【００３７】この圧粉体をＮ２−５％Ｈ２の混合雰囲気
中、温度：１１４０℃、２０分保持の条件で焼結し、本
発明鉄基焼結合金製バルブシート（以下、本発明バルブ
シートという）１〜１６および比較鉄基焼結合金製バル
ブシート（以下、比較バルブシートという）１〜６を作
製した。これら本発明バルブシート１〜１６および比較
バルブシート１〜６の素地の成分組成、並びに硬質粒子
相の分散量（容量％）およびＭＨＶを測定し、その結果
を表４、表５に示した。なお、硬質粒子相の分散量は画
像解析により硬質粒子の面積率を測定した後、これを体
積率に換算することにより測定し、さらに硬質粒子相の
ＭＨＶはマイクロビッカース硬さ測定により測定した。
中、温度：１１４０℃、２０分保持の条件で焼結し、本
発明鉄基焼結合金製バルブシート（以下、本発明バルブ
シートという）１〜１６および比較鉄基焼結合金製バル
ブシート（以下、比較バルブシートという）１〜６を作
製した。これら本発明バルブシート１〜１６および比較
バルブシート１〜６の素地の成分組成、並びに硬質粒子
相の分散量（容量％）およびＭＨＶを測定し、その結果
を表４、表５に示した。なお、硬質粒子相の分散量は画
像解析により硬質粒子の面積率を測定した後、これを体
積率に換算することにより測定し、さらに硬質粒子相の
ＭＨＶはマイクロビッカース硬さ測定により測定した。
【００３８】このようにして作製した本発明バルブシー
ト１を切断し、研磨し、金属顕微鏡による組織観察を行
い、硬質粒子相を中心とした組織写生図を図１に示し
た。図１において１はＦｅ基合金相、２はＣｕ基合金
相、３は硬質粉末Ａにより形成された硬質粒子相であ
る。さらに本発明バルブシート３を切断し、研磨し、金
属顕微鏡による組織観察を行い、硬質粒子相を中心とし
た組織写生図を図２に示した。図２において１はＦｅ基
合金相、２はＣｕ基合金相、３は硬質粉末Ｃにより形成
された硬質粒子相である。図１および図２金属組織の写
生図から明らかなように、本発明バルブシート１および
３はＦｅ基合金相１をＣｕ基合金相２で結合してなる素
地を有し、特に素地中に分散しているＭＨＶ５００〜１
７００の硬質粒子相３は断面花びら状（立体的にみると
半団子状）Ｆｅ基合金相１′により包囲された状態で分
散していることが分かる。さらに本発明バルブシート２
および４〜１４についても素地中に断面花びら状（立体
的にみると半団子状）のＦｅ基合金相１′が存在するか
否かを観察し、その結果を表４、表５に示した。
ト１を切断し、研磨し、金属顕微鏡による組織観察を行
い、硬質粒子相を中心とした組織写生図を図１に示し
た。図１において１はＦｅ基合金相、２はＣｕ基合金
相、３は硬質粉末Ａにより形成された硬質粒子相であ
る。さらに本発明バルブシート３を切断し、研磨し、金
属顕微鏡による組織観察を行い、硬質粒子相を中心とし
た組織写生図を図２に示した。図２において１はＦｅ基
合金相、２はＣｕ基合金相、３は硬質粉末Ｃにより形成
された硬質粒子相である。図１および図２金属組織の写
生図から明らかなように、本発明バルブシート１および
３はＦｅ基合金相１をＣｕ基合金相２で結合してなる素
地を有し、特に素地中に分散しているＭＨＶ５００〜１
７００の硬質粒子相３は断面花びら状（立体的にみると
半団子状）Ｆｅ基合金相１′により包囲された状態で分
散していることが分かる。さらに本発明バルブシート２
および４〜１４についても素地中に断面花びら状（立体
的にみると半団子状）のＦｅ基合金相１′が存在するか
否かを観察し、その結果を表４、表５に示した。
【００３９】さらに、前記本発明バルブシート１および
３の組織のＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有
量をＥＰＭＡにより測定した結果、前記Ｆｅ基合金相は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含みかつＦｅ５０重量％以上含
み、前記Ｃｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みかつ
Ｃｕを５０重量％以上を含み、さらにＦｅ基合金相に含
まれるＮｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれる
ＮｉおよびＣの濃度よりも大であることを確認した。ま
たＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相には硬質粒子相の成
分が一部拡散浸透して含まれており、一方、硬質粒子相
にはＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣが一部拡散浸透して含ま
れていることが分かった。
３の組織のＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有
量をＥＰＭＡにより測定した結果、前記Ｆｅ基合金相は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含みかつＦｅ５０重量％以上含
み、前記Ｃｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みかつ
Ｃｕを５０重量％以上を含み、さらにＦｅ基合金相に含
まれるＮｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれる
ＮｉおよびＣの濃度よりも大であることを確認した。ま
たＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相には硬質粒子相の成
分が一部拡散浸透して含まれており、一方、硬質粒子相
にはＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣが一部拡散浸透して含ま
れていることが分かった。
【００４０】さらにＣｒ：２重量％、Ｍｏ：１．５重量
％、Ｎｉ：１．５重量％、Ｃｏ：５重量％、Ｃ：１．０
重量％、Ｎｂ：０．６重量％を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる組成並びにパーライト相および
ベーナイト相を主体とした組織からなる鉄基合金組織を
有する素地中に、表２の硬質粒子ＡとＥが合計で１７容
量％が均一に分散した組織を有する鉄基焼結合金で構成
された従来鉄基焼結合金製バルブシート（以下、従来バ
ルブシートという）を用意した。
％、Ｎｉ：１．５重量％、Ｃｏ：５重量％、Ｃ：１．０
重量％、Ｎｂ：０．６重量％を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる組成並びにパーライト相および
ベーナイト相を主体とした組織からなる鉄基合金組織を
有する素地中に、表２の硬質粒子ＡとＥが合計で１７容
量％が均一に分散した組織を有する鉄基焼結合金で構成
された従来鉄基焼結合金製バルブシート（以下、従来バ
ルブシートという）を用意した。
【００４１】摩耗試験 前記本発明バルブシート１〜１６、比較バルブシート１
〜６および従来バルブシートについて下記の摩耗試験を
行った。ＳＵＨ３６の材質からなり外径が３０ｍｍの傘
部分を有するバルブを用意し、このバルブの傘部分を温
度：９００℃に保持し、さらに本発明バルブシート１〜
１６、比較バルブシート１〜６および従来バルブシート
をそれぞれ内部が水冷されている冶具に圧入し、ガソリ
ン燃焼雰囲気中で着座荷重：３０ｋｇ、バルブ着座回
数：３０００回／分の条件で１５０時間試験し、バルブ
シートおよびバルブの最大摩耗量を測定し、その結果を
表４、表５に示した。
〜６および従来バルブシートについて下記の摩耗試験を
行った。ＳＵＨ３６の材質からなり外径が３０ｍｍの傘
部分を有するバルブを用意し、このバルブの傘部分を温
度：９００℃に保持し、さらに本発明バルブシート１〜
１６、比較バルブシート１〜６および従来バルブシート
をそれぞれ内部が水冷されている冶具に圧入し、ガソリ
ン燃焼雰囲気中で着座荷重：３０ｋｇ、バルブ着座回
数：３０００回／分の条件で１５０時間試験し、バルブ
シートおよびバルブの最大摩耗量を測定し、その結果を
表４、表５に示した。
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】表３〜表５に示される結果から、本発明バ
ルブシート１〜１６、比較バルブシート１〜６および従
来バルブシートに比べて、バルブシート自体の最大摩耗
量および相手材であるバルブの最大摩耗量が少ないこと
が分かる。しかし、この発明の範囲から外れている成分
組成を有する比較バルブシート１〜６は、バルブシート
の最大摩耗量および相手材であるバルブの最大摩耗量の
うち少なくともいずれかが好ましくない値を示すことが
分かる。
ルブシート１〜１６、比較バルブシート１〜６および従
来バルブシートに比べて、バルブシート自体の最大摩耗
量および相手材であるバルブの最大摩耗量が少ないこと
が分かる。しかし、この発明の範囲から外れている成分
組成を有する比較バルブシート１〜６は、バルブシート
の最大摩耗量および相手材であるバルブの最大摩耗量の
うち少なくともいずれかが好ましくない値を示すことが
分かる。
【００４５】実施例２ いずれも要素粉末であるＦｅ粉末、Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉
末、黒鉛粉末を配合し、混合して表６に示される配合組
成の素地形成混合粉末を作製し、この素地形成混合粉末
に対して硬質粒子形成のため硬質粉末Ａ〜Ｆを表６に示
される割合で配合し混合することにより原料混合粉末を
作製し、この原料混合粉末にさらに金型成形時の潤滑剤
であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に
当たる量だけ添加して混合し、プレス成形して外径：３
４ｍｍ、内径：２７ｍｍ、厚さ：７ｍｍの寸法を有する
バルブシート形状圧粉体を作製した。この圧粉体をＮ２
−５％Ｈ２の混合雰囲気中、温度：１１４０℃、２０分
保持の条件で焼結し、表７に示される成分組成の素地お
よび硬質粒子相を有する本発明バルブシート１７〜２２
を作製した。
末、黒鉛粉末を配合し、混合して表６に示される配合組
成の素地形成混合粉末を作製し、この素地形成混合粉末
に対して硬質粒子形成のため硬質粉末Ａ〜Ｆを表６に示
される割合で配合し混合することにより原料混合粉末を
作製し、この原料混合粉末にさらに金型成形時の潤滑剤
であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に
当たる量だけ添加して混合し、プレス成形して外径：３
４ｍｍ、内径：２７ｍｍ、厚さ：７ｍｍの寸法を有する
バルブシート形状圧粉体を作製した。この圧粉体をＮ２
−５％Ｈ２の混合雰囲気中、温度：１１４０℃、２０分
保持の条件で焼結し、表７に示される成分組成の素地お
よび硬質粒子相を有する本発明バルブシート１７〜２２
を作製した。
【００４６】これら本発明バルブシート１７〜２２を切
断し、研磨し、金属顕微鏡による組織観察を行ったとこ
ろ、実施例１のＣｕ−Ｎｉ合金粉末を使用して作製した
組織と近似しており、硬質粒子相は断面花びら状のＦｅ
基合金相により包囲された状態で分散していることが分
かったが、実施例１のＣｕ−Ｎｉ合金粉末を使用して作
製した組織と比べて断面花びら状のＦｅ基合金相がやや
少なかった。さらに、前記本発明バルブシート１７〜２
２の組織のＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有
量をＥＰＭＡにより測定した結果、前記Ｆｅ基合金相は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含み、かつＦｅを５０重量％以上
含み、前記Ｃｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含み、
かつＣｕを５０重量％以上含み、さらにＦｅ基合金相に
含まれるＮｉおよびＣ濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれる
ＮｉおよびＣ濃度よりも大であることを確認した。また
Ｆｅ基合金相およびＣｕ基合金相には硬質粒子相の成分
が一部拡散浸透して含まれており、一方、硬質粒子相に
はＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣが拡散浸透して含まれてい
ることが分かった。
断し、研磨し、金属顕微鏡による組織観察を行ったとこ
ろ、実施例１のＣｕ−Ｎｉ合金粉末を使用して作製した
組織と近似しており、硬質粒子相は断面花びら状のＦｅ
基合金相により包囲された状態で分散していることが分
かったが、実施例１のＣｕ−Ｎｉ合金粉末を使用して作
製した組織と比べて断面花びら状のＦｅ基合金相がやや
少なかった。さらに、前記本発明バルブシート１７〜２
２の組織のＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有
量をＥＰＭＡにより測定した結果、前記Ｆｅ基合金相は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含み、かつＦｅを５０重量％以上
含み、前記Ｃｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含み、
かつＣｕを５０重量％以上含み、さらにＦｅ基合金相に
含まれるＮｉおよびＣ濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれる
ＮｉおよびＣ濃度よりも大であることを確認した。また
Ｆｅ基合金相およびＣｕ基合金相には硬質粒子相の成分
が一部拡散浸透して含まれており、一方、硬質粒子相に
はＦｅ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣが拡散浸透して含まれてい
ることが分かった。
【００４７】得られた本発明バルブシート１７〜２２に
ついて実施例１と同じ条件の摩耗試験を行い、バルブシ
ートおよびバルブの最大摩耗量を測定し、その結果を表
７に示した。
ついて実施例１と同じ条件の摩耗試験を行い、バルブシ
ートおよびバルブの最大摩耗量を測定し、その結果を表
７に示した。
【００４８】
【表６】
【００４９】
【表７】
【００５０】表６、表７に示される結果から、本発明バ
ルブシート１７〜２２と実施例１で用意した従来バルブ
シートを比較すると、本発明バルブシート１７〜２２は
従来バルブシートと比べて、バルブシート自体の最大摩
耗量および相手材であるバルブの最大摩耗量が少ないこ
とが分かる。
ルブシート１７〜２２と実施例１で用意した従来バルブ
シートを比較すると、本発明バルブシート１７〜２２は
従来バルブシートと比べて、バルブシート自体の最大摩
耗量および相手材であるバルブの最大摩耗量が少ないこ
とが分かる。
【００５１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の鉄基焼結
合金製バルブシートは、摩耗量が少なく、さらに相手材
であるバルブに対する相手攻撃性が少ないことから、エ
ンジンなどの自動車産業の発展に大いに貢献し得るもの
である。
合金製バルブシートは、摩耗量が少なく、さらに相手材
であるバルブに対する相手攻撃性が少ないことから、エ
ンジンなどの自動車産業の発展に大いに貢献し得るもの
である。
【図1】この発明の鉄基焼結合金製バルブシートの組織
の写生図である。
の写生図である。
【図２】この発明の鉄基焼結合金製バルブシートの組織
の写生図である。
の写生図である。
１：Ｆｅ基合金相 １′：断面花びら状のＦｅ基合金相 ２：Ｃｕ基合金相 ３：硬質粒子相
Claims (17)
- 【請求項１】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し
かつ主成分とするＦｅ基合金相をＣｕ主成分とするＣｕ
基合金相により結合してなる素地中に、マイクロビッカ
ース硬さ（以下、ＭＨＶという）：５００〜１７００の
硬質粒子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相
により包囲された状態で分散している組織を有すること
を特徴とする鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項２】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
し、かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、ＭＨ
Ｖ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の
割合で前記Ｆｅ基合金相により断面花びら状に包囲され
た状態で分散している組織を有することを特徴とする鉄
基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項３】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％Ｃｏ：
０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避
不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とするＦｅ
基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合して
なる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒子相
が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相により包囲
された状態で分散している組織を有することを特徴とす
る鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項４】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃ
ｏ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とする
Ｆｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合
してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒
子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相により
断面花びら状に包囲された状態で分散している組織を有
することを特徴とする鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項５】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃ
ｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とする
Ｆｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合
してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒
子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相により
包囲された状態で分散している組織を有することを特徴
とする鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項６】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃ
ｒ：０．１〜１０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる組成を有しかつＦｅを主成分とする
Ｆｅ基合金相をＣｕを主成分とするＣｕ基合金相で結合
してなる素地中に、ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒
子相が５〜３０容量％の割合で前記Ｆｅ基合金相により
断面花びら状に包囲された状態で分散している組織を有
することを特徴とする鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項７】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃ
ｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を
含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を
有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、ＭＨ
Ｖ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の
割合で前記Ｆｅ基合金相により包囲された状態で分散し
ている組織を有することを特徴とする鉄基焼結合金製バ
ルブシート。 - 【請求項８】 Ｃｕ：１５〜４０重量％、Ｎｉ：０．３
〜１２重量％、Ｃ：０．０００５〜０．８重量％、Ｃ
ｏ：０．１〜１０重量％、Ｃｒ：０．１〜１０重量％を
含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を
有しかつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成
分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に、ＭＨ
Ｖ：５００〜１７００の硬質粒子相が５〜３０容量％の
割合で前記Ｆｅ基合金相により断面花びら状に包囲され
た状態で分散している組織を有することを特徴とする鉄
基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項９】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質粒
子相はＭｏおよびＦｅを主成分とするＭｏ−Ｆｅ系合金
からなることを特徴とする請求項１または２記載の鉄基
焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１０】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相はＣｏおよびＦｅを主成分とするＣｏ−Ｆｅ系合
金からなることを特徴とする請求項３または４記載の鉄
基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１１】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相はＮｉ、ＣｒおよびＭｏを主成分とするＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｍｏ系合金からなることを特徴とする請求項５また
は６記載の鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１２】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相はＣｏ、Ｍｏ、ＣｒおよびＳｉを主成分とするＣ
ｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金からなることを特徴とする
請求項７または８記載の鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１３】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相はＦｅ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｂを主成
分とするＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ−Ｃ−Ｓｉ−Ｎｂ系合金
からなることを特徴とする請求項７または８記載の鉄基
焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１４】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相はＦｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｂを主
成分とするＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｃｏ−Ｃ−Ｓｉ−Ｎｂ系
合金からなることを特徴とする請求項７または８記載の
鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１５】 前記ＭＨＶ：５００〜１７００の硬質
粒子相は、請求項９、１０、１１、１２、１３および１
４記載の合金からなる硬質粒子相の全部または一部が混
在していることを特徴とする請求項３、４、５、６、
７、または８記載の鉄基焼結合金製バルブシート。 - 【請求項１６】 原料粉末として、Ｆｅ粉末、Ｎｉ−Ｃ
ｕ合金粉末硬質粉末、必要に応じＣ粉末を用意し、これ
ら原料粉末を混合し、成形し、焼結することを特徴とす
る鉄基焼結合金製バルブシートの製造方法。 - 【請求項１７】原料粉末として、Ｆｅ粉末、Ｎｉ粉末、
Ｃｕ粉末硬質粉末、必要に応じＣ粉末を用意し、これら
原料粉末を混合し、成形し、焼結することを特徴とする
鉄基焼結合金製バルブシートの製造方法。
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