JPH0224623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の弁の表面を液状で該表面
上へ塗布しうる耐熱侵蝕性補強材料で被覆する方
法及び装置に関する。

西ドイツ国特許第944642号明細書からは、弁の
被覆すべき表面部分を耐熱侵蝕性材料の融液中へ
浸漬するこの種の方法が既に公知である。

この方法では溶液中へ浸漬した後に、補強材料
の十分な付着を保証するために長時間かかる熱拡
散処理が必要であるという事実を別としても、こ
の方法ではたんに熱侵蝕保護性の均一な厚さの被
膜が得られるにすぎない。

しかしながら、高い外力を受ける弁は、特定部
分、例えば弁座部分になお補強材料で著しく大き
い層厚、つまり厚さ２〜３mmに被覆する必要があ
り、これに対してその他の熱侵蝕に対し保護すべ
き表面部分はμ単位の層厚で十分である。

この補強層を設けるためには、773〓（500℃）
以上の温度でも大きい高度と耐摩耗性を有する補
強材料をプラズマアーク法もしくはアルゴンアー
ク法によつて設けるのが普通である。

しかしながらこの場合、殊に大きさの増加する
弁では、補強材料が液状で高い温度で冷たい基体
工作材料上へ設けられるために被覆中に高い内部
応力が生じるので困難が生じる。応力除去熱処理
によつて除去することのできないこの内部応力
は、基体材料と補強材料の熱降伏点が非常に高い
ため、加工もしくは運転による補助応力が重なる
場合に被膜中にひび割れをつくる。さらに、従来
の半自動的補強法では、溶接部分における欠陥個
所を除くことができないので、破壊のない詳細な
品質管理にも拘らず外部からは認められない欠陥
個所を有する個々の弁を使用することになり、こ
のため内燃機関の運転中に被膜が破裂し内燃機関
にかなりの損傷をもたらす。

従つて本発明の課題は、弁を１作業工程で厚さ
の異なる被覆材料を設けることができかつ内部応
力及び欠陥個所が確実に除かれている、簡単な手
段で実施できかつ自動的作業に適した方法を提供
することである。

この課題は本発明によれば、弁の弁座部分に囲
繞溝を設け、弁の被覆すべき表面部分を鍋部材と
蓋部材とからなる溶融ルツボで取囲み、それらの
内部輪郭は被覆される弁の外形に一致し、蓋部材
と弁との間に少なくとも、上記溝によつて形成さ
れる空〓の充填下に顆粒状の補強金属を装入し、
蓋部材は鍋部材中で軸線方向に自由に運動しうる
ように配置されており、全構成部材の真空中で加
熱して顆粒状の補強金属を溶解し、蓋部材と鍋部
材との間及び蓋部材と弁との間に形成する環状間
〓内へ、浮遊する蓋部材の重力下で溶解金属を上
昇させることによつて解決される。

この手段により、加工欠点もしくはガス封入の
ための、内部応力を生じる温度差及び欠陥個所を
完全に除いて、補強のため及び熱侵蝕に対して適
当な層厚での弁の被覆が達成される。

有利に、顆粒状の補強金属としては、成分が次
の範囲内にある合金が使用される：炭素0.75％、
珪素4.25％、クロム13〜20％、ニツケル70％、鉄
4.75％、ホウ素３％。この合金は一面では弁座部
分に高い運転温度においても高い硬度及び耐摩耗
性を保証し、他面では他の表面部分に熱侵蝕に対
する良好な安定性を保証する。

本発明の他の特徴及び利点は特許請求の範囲と
関連する図面による下記の記載から明らかであ
る。

第１図には鍋部材３と蓋部材４とからなる溶融
ルツボ５が図示されており、該ルツボ中に弁１が
直立配置されている。弁１は弁棒部分が弁部４の
中心開口を貫通し、弁座部分に囲繞溝２が構成さ
れている。蓋部材４は円錐形外面９を有し、該外
面で外方へ円錘形に拡がる鍋部材３の内面１０
に、環状間〓の形成下に接する。蓋部材４と鍋部
材３とは、その内部輪郭が完全に被覆された弁の
外形に一致する空間を囲む。蓋部材４には重なり
（図示さず）が配置されている。

補強金属を設けるため及び他の表面部分を被覆
するためには、溝２中へニツケルをベースとする
顆粒状の補強金属（有利に市販名“Colmoney6”
を有する合金）を充填し、それに重りで重くした
蓋部材４を載せる。

真空（10^-6〜10^-7トル）を生成させた後に全部
材を加熱して、顆粒状の補強金属（colmo−
ney6）を溶解し、蓋部材４の重力下の沈下によ
つて液状の補強金属を環状間〓７及び８中へ上昇
させる（第２図）。この間〓７及び８中で生じる
融液柱の圧力下に毛管作用によつて、弁と溶融ル
ツボ５との間に形成する全空〓ならびに皿状底部
と溶融ルツボとの間に存在する間〓も充填され
る。間〓の幅は加工される弁表面の粗面度によつ
て生じ、μ単位の大きさでありかつ熱侵蝕に対す
る被覆には十分である。しかし大きい層厚を得る
ために、弁表面を溶融ルツボの内面に対して一定
距離に保つ手段、例えば弁及び蓋部材の保持装置
を設けるかもしくは弁表面と溶融ルツボとの内壁
との間にスペーサを配置する等の手段を講じるこ
ともできる。

これに反して、弁座部分に溝２により形成され
る空〓を充填し、弁座部分の補強に必要な、数mm
に達する層厚が得られる。

弁１の基材（例えばX45CrSi9）と補強金属と
は、塑性拡散ゾーン中で等温度で15〜30分の保持
時間中に結合する。

冷却した後、内燃機関運転中に熱侵蝕を受ける
弁皿の全部分は耐蝕性補強金属からなる保護層で
被覆され、弁座は残留応力なしに補強されてい
る。

補強及び被覆方法は加熱された真空炉中で実施
することができ、該真空炉は時間的に制御された
サイクルで全自動的に運転することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明方法を実施する装置を、２つ
の異なる工程で示す部分断面図であり、第１図は
加熱前の本発明による装置の部分断面図であり、
第２図は溶融温度に加熱した後の本発明による装
置の部分断面図である。 １……弁、２……溝、３……鍋部材、４……蓋
部材、５……溶融ルツボ、６……補強金属、７，
８……環状間〓、９……蓋部材の外面、１０……
鍋部材の内面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の弁の表面を液状で該表面上へ塗布
   しうる耐熱侵蝕性補強材料を用いて被覆する方法
   において、弁１の弁座部分に囲繞溝を設け、弁の
   被覆すべき表面部分を鍋部材３と蓋部材４とから
   なる溶融ルツボ５で取囲み、ルツボの内部輪郭は
   被覆された弁の外形に一致し、蓋部材４と弁１と
   の間に少なくとも上記溝２により形成される空〓
   の充填下に顆粒状の補強金属６を装入し、蓋部材
   ４は鍋部材３中を軸線方向に自由に運動しうるよ
   うに配置されており、全構成部材１，３，４，６
   を真空中で加熱して、顆粒状の補強金属６を溶解
   し、蓋部材４と鍋部材３との間及び蓋部材４と弁
   １との間に形成される環状間〓７，８内へ、浮遊
   する蓋部材９の重力下で溶融金属を上昇させるこ
   とを特徴とする内燃機関の弁の表面を被覆する方
   法。 ２ 顆粒状の補強金属６として組成：炭素0.75
   ％、珪素4.25％、クロム13〜20％、ニツケル70
   ％、鉄4.75％、ホウ素３％を有する合金（市販名
   “コルモネー６”）を使用する、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 内燃機関の弁の表面を液状で該表面上へ塗布
   しうる耐熱侵蝕性補強材料を用いて被覆する装置
   において、弁座部分に囲繞溝２を有する未被覆の
   弁１が溶融ルツボ５中へ挿入可能であり、該ルツ
   ボは鍋部材３と蓋部材４とからなり、蓋部材は鍋
   部材３中でその円錐形外面９が鍋部材３の円錐形
   内面１０に円錐形環状間〓８の形成下に接するよ
   うに挿入可能であり、鍋部材３と蓋部材４とはそ
   れらの内部輪郭で、完全に被覆された弁の外形に
   一致する空間を囲み、その際蓋部材４は弁棒の貫
   通する中心開口を有することを特徴とする内燃機
   関の弁の表面を被覆する装置。 ４ 蓋部材４上に重りを載せうる、特許請求の範
   囲第３項記載の装置。