JPH0441682A - チタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ - Google Patents
チタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブInfo
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- JPH0441682A JPH0441682A JP15079790A JP15079790A JPH0441682A JP H0441682 A JPH0441682 A JP H0441682A JP 15079790 A JP15079790 A JP 15079790A JP 15079790 A JP15079790 A JP 15079790A JP H0441682 A JPH0441682 A JP H0441682A
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- Japan
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- valve
- core material
- titanium aluminide
- combustion engine
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明はチタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排
気バルブに関するものである。
気バルブに関するものである。
［従来技術〕
現在知られているチタニウムアルミナイドは強度及び耐
熱性が優れているが靭性が低い欠点がある。この為耐久
性が低く内燃機関の吸、排気バルブ用材料としては不適
当である。
熱性が優れているが靭性が低い欠点がある。この為耐久
性が低く内燃機関の吸、排気バルブ用材料としては不適
当である。
［発明が解決しようとする課題］
優れた強度及び耐熱性の外に高い靭性を有するチタニウ
ムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブの提供を課
題とする。
ムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブの提供を課
題とする。
［課題を解決するための技術的手段］
上記の課題を解決するためこの発明は下記組成のチタニ
ウムアルミナイド製の、バルブの形状を有するバルブ芯
材と、このバルブ芯材の表面の少なくとも一部を覆うＴ
：又はＮ；の外皮とからなっている。
ウムアルミナイド製の、バルブの形状を有するバルブ芯
材と、このバルブ芯材の表面の少なくとも一部を覆うＴ
：又はＮ；の外皮とからなっている。
２５ａｔ％≦Ｔｉ≦７５ａｔ％
２５ａｔ％≦Ａｌ≦７５ａｔ％
［作用］
上記チタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バル
ブはチタニウムアルミナイド製の、バルブの形状を有す
るバルブ芯材が優れた強度及び耐熱性を有しており、バ
ルブ芯材の表面の少なくとも一部を覆うＴｉ又はＮｉの
外皮が優れた靭性を有しているのでバルブ全体として優
れた強度、耐熱性及び靭性を有することになり、内燃機
関用膜、排気バルブとして優れた機能を発揮する。
ブはチタニウムアルミナイド製の、バルブの形状を有す
るバルブ芯材が優れた強度及び耐熱性を有しており、バ
ルブ芯材の表面の少なくとも一部を覆うＴｉ又はＮｉの
外皮が優れた靭性を有しているのでバルブ全体として優
れた強度、耐熱性及び靭性を有することになり、内燃機
関用膜、排気バルブとして優れた機能を発揮する。
Ｌ実施例Ｊ
以下実施例を示す図面によりこの発明を説明する。第１
図は第１実施例を示す。第１図（イ）の１はバルブ芯材
で、Ｔ ｉ −３６ｗｔ％Ａ］のチタニウムアルミナイ
ドを使用し、バルブに近い形状に１６００℃で鋳造し、
切削により所望のバルブよりヤヤ小さい寸法に形成され
ている。このバルブ芯材１を第１図（ロ）に示すように
真空中でＮ缶２内に封入する。次に第１図（ハ）に示す
ように１３００℃×１時間、１０００気圧（７）Ａｒ７
ｊスＨＩＰ（熱間静水圧処理）する。このＨＩＰにより
バルブ芯材１の全表面にＮ１缶２が密着してＮ１を外皮
３として有するバルブ形状体４となる。
図は第１実施例を示す。第１図（イ）の１はバルブ芯材
で、Ｔ ｉ −３６ｗｔ％Ａ］のチタニウムアルミナイ
ドを使用し、バルブに近い形状に１６００℃で鋳造し、
切削により所望のバルブよりヤヤ小さい寸法に形成され
ている。このバルブ芯材１を第１図（ロ）に示すように
真空中でＮ缶２内に封入する。次に第１図（ハ）に示す
ように１３００℃×１時間、１０００気圧（７）Ａｒ７
ｊスＨＩＰ（熱間静水圧処理）する。このＨＩＰにより
バルブ芯材１の全表面にＮ１缶２が密着してＮ１を外皮
３として有するバルブ形状体４となる。
このバルブ形状体４を１３００’ＣＸ２４時間の均質化
処理を施し、切削により所望のバルブ形状とする。
処理を施し、切削により所望のバルブ形状とする。
第２図は第２実施例を示す。第２図（イ）の１１は円柱
状の芯材で、この芯材１１はｒ＊−３３ｗｔ％Ａｔ−３
ｗｔ％Ｍｒｌとなるようにｌｉ粉末及びＡｌ−Ｍｎ合金
粉末を混合し、Ａｌ缶に入れて５００℃で脱気後６８φ
から２６φに押し出され、この押出し材を２５ｍの長さ
に切断したものである。芯材１１に外径が３０φになる
ように一端閉鎖、他端解放のＴｉ缶１２を被せて被覆体
１３とする。この被覆体１３を第２図（ロ）に示すよう
にバルブ形状型１４の中に据え込んでバルブ形状体１５
を得た。従ってバルブ形状体１５はバルブ芯材１５ａと
Ｔｉの外皮１５ｂとから構成されている。なお、第２図
（ロ）に示すようにバルブ芯材１５ａの上、下面は外皮
１５ｂで被覆されていない。このバルブ形状体１５を１
２００℃ｘ２時間、Ａｒガス中１３００気圧でＨＩＰし
た後１２００’ＣＸ２４時間均質化処理をし、切削して
所望のバルブとする。
状の芯材で、この芯材１１はｒ＊−３３ｗｔ％Ａｔ−３
ｗｔ％Ｍｒｌとなるようにｌｉ粉末及びＡｌ−Ｍｎ合金
粉末を混合し、Ａｌ缶に入れて５００℃で脱気後６８φ
から２６φに押し出され、この押出し材を２５ｍの長さ
に切断したものである。芯材１１に外径が３０φになる
ように一端閉鎖、他端解放のＴｉ缶１２を被せて被覆体
１３とする。この被覆体１３を第２図（ロ）に示すよう
にバルブ形状型１４の中に据え込んでバルブ形状体１５
を得た。従ってバルブ形状体１５はバルブ芯材１５ａと
Ｔｉの外皮１５ｂとから構成されている。なお、第２図
（ロ）に示すようにバルブ芯材１５ａの上、下面は外皮
１５ｂで被覆されていない。このバルブ形状体１５を１
２００℃ｘ２時間、Ａｒガス中１３００気圧でＨＩＰし
た後１２００’ＣＸ２４時間均質化処理をし、切削して
所望のバルブとする。
第３実施例として図示しないがバルブ形状に近い形ニＴ
ｉ −３６ｗｔ％Ａ ＋を１６００℃Ｆ溶解鋳造し、
切削によりバルブ形状よりヤヤ小さく成形したものに、
Ｔｉを表面に１ｍの厚さになるように溶射した後所望の
形状に仕上げることも可能である。
ｉ −３６ｗｔ％Ａ ＋を１６００℃Ｆ溶解鋳造し、
切削によりバルブ形状よりヤヤ小さく成形したものに、
Ｔｉを表面に１ｍの厚さになるように溶射した後所望の
形状に仕上げることも可能である。
第３．４．５図はいずれも第１図のバルブ形状体４及び
第２図のバルブ形状体１５と異なるバルブ形状体の実施
例を示す。第３図（第４実施例）のバルブ形状体１６は
バルブ芯材１６ａのステムの上端面を除いてＴ１又はＮ
ｉの外皮１６ｂで被覆され、第４図（第５実施例）のバ
ルブ形状体っ７はバルブ芯材１７ａのフェイス部全体と
ステム部の一部がＴｉ又はＮｉの外皮１７ｂて被覆され
ている。第５図（第６実施例）のバルブ形状体１８はバ
ルブ芯材１８ａのフェイス部の下面のみがＴ１又はＮｉ
の外皮１８ｂで被覆されている。
第２図のバルブ形状体１５と異なるバルブ形状体の実施
例を示す。第３図（第４実施例）のバルブ形状体１６は
バルブ芯材１６ａのステムの上端面を除いてＴ１又はＮ
ｉの外皮１６ｂで被覆され、第４図（第５実施例）のバ
ルブ形状体っ７はバルブ芯材１７ａのフェイス部全体と
ステム部の一部がＴｉ又はＮｉの外皮１７ｂて被覆され
ている。第５図（第６実施例）のバルブ形状体１８はバ
ルブ芯材１８ａのフェイス部の下面のみがＴ１又はＮｉ
の外皮１８ｂで被覆されている。
第６図は第７実施例のバルブ形状体１９を示す。
バルブ形状体１９はバルブ形状体１６においてノベルブ
ヘッドの厚さｂに対するＴｉ又はＮｉ外皮の厚さｂ−ａ
が０．１〜５０％のものを示して０る。
ヘッドの厚さｂに対するＴｉ又はＮｉ外皮の厚さｂ−ａ
が０．１〜５０％のものを示して０る。
なお、第６図で１９８はチタニウムアルミナイドからな
るバルブ芯材を示し、１９ｂはＴｉ又（よＮｉの外皮を
示す。
るバルブ芯材を示し、１９ｂはＴｉ又（よＮｉの外皮を
示す。
表１は第１〜３実施例の特性を示す。伸びの測定及びシ
ャルピー試験はバルブのステム部で行なった。表１から
第１〜３実施例のバルブは靭性の優れた適当な厚さのＴ
ｉ又はＮｉの外皮を有するのでバルブは靭性に富み、実
機の寿命を長くすることが明らかである。
ャルピー試験はバルブのステム部で行なった。表１から
第１〜３実施例のバルブは靭性の優れた適当な厚さのＴ
ｉ又はＮｉの外皮を有するのでバルブは靭性に富み、実
機の寿命を長くすることが明らかである。
上記の各実施例において、Ａｌ合金の成分（８１％）と
して下記のうち１種以上を含有し、残部をＡＩとしても
よい。
して下記のうち１種以上を含有し、残部をＡＩとしても
よい。
Ｃｒ・０．０５〜１０
Ｍｎ・・・０．０５〜１０
Ｖ ・・・０．０５〜１０
Ｃｏ０．０５〜１０
Ｚ「・・・０．０５〜１０
Ｙ ・・・０．０５〜１０
Ｍｏ・・・０．０５〜１０
Ｎｂ・・・０．０５〜１０
１−（ｆ・・・０．０５〜１０
丁ａ・０．０１〜１０
Ｗ ・・・０．０１〜１０
Ｃｅ・・・０．０１〜１０
Ｎｄ・・・０．０１〜１０
Ｓｉ・・・０．００１〜１０
Ｂ ・・・０．０１〜５．０
０ ・・・０．０１〜１．０
Ｃ・・・０．００１〜５． Ｏ
Ｎ ・・・０．００１〜５．０
チタニウムアルミナイド製造の際上記の各成分に付いて
注意すべきことは （イ）Ａｔ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉに付イて２５ａｔ％未渦
の場合、又は７５ａｔ％を越える場合は合金反応せず、
金属間化合物とすることが困難である。
注意すべきことは （イ）Ａｔ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉに付イて２５ａｔ％未渦
の場合、又は７５ａｔ％を越える場合は合金反応せず、
金属間化合物とすることが困難である。
（ロ）Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂ、Ｃ，ＮについＴＣｒ、１ｖｌｎ
は０．０５ａｔ％未満、Ｂは０．０１ａｔ％未満、Ｃ，
Ｎは０．００１８ｔ％未満では延性の向上が見られない
。又Ｃｒ、 Ｍｎは１０ａｔ％を、Ｂ、Ｃ，Ｎは５．Ｑ
ａｔ％を越えると延性の改良が飽和する。
は０．０５ａｔ％未満、Ｂは０．０１ａｔ％未満、Ｃ，
Ｎは０．００１８ｔ％未満では延性の向上が見られない
。又Ｃｒ、 Ｍｎは１０ａｔ％を、Ｂ、Ｃ，Ｎは５．Ｑ
ａｔ％を越えると延性の改良が飽和する。
（ハ＞Ｗ、Ｓｉについて
Ｗは０．０１ａｔ％未満、Ｓｉは０．００１８ｔ％未満
では耐酸化性の向上が見られず、又Ｗ、Ｓｉは１０ａｔ
％を越えると耐酸化性が飽和する。
では耐酸化性の向上が見られず、又Ｗ、Ｓｉは１０ａｔ
％を越えると耐酸化性が飽和する。
（ニ）Ｃｏ、Ｚｒ、Ｙ、Ｍｏ、Ｎｂ、１−１ｆ、 Ｔａ
、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｏにライて Ｃｏ、Ｚｒ、Ｙ、ＭＯｌＮｂ、Ｈｆは０．０５ａｔ％未
満、Ｔａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｏは０．０１ａｔ％未満では強
度の向上が見られず、又多元素は１０ａｔ％を越えると
強度が飽和する。
、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｏにライて Ｃｏ、Ｚｒ、Ｙ、ＭＯｌＮｂ、Ｈｆは０．０５ａｔ％未
満、Ｔａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｏは０．０１ａｔ％未満では強
度の向上が見られず、又多元素は１０ａｔ％を越えると
強度が飽和する。
（ホ）外皮の厚さ
Ｔｒ、Ｎｒの外皮の厚さがバルブ芯材の厚さの０．１％
未満では靭性を高める効果がない。又５０％を越えると
チタニウムアルミナイド本来の耐熱性が大きく失われる
。
未満では靭性を高める効果がない。又５０％を越えると
チタニウムアルミナイド本来の耐熱性が大きく失われる
。
［効果］
この発明のチタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排
気バルブは上記の構成を有するので強度、耐熱性の外に
靭性が非常に優れているので耐久性がおる。従って内燃
機関用吸、排気バルブの材料として非常に適している。
気バルブは上記の構成を有するので強度、耐熱性の外に
靭性が非常に優れているので耐久性がおる。従って内燃
機関用吸、排気バルブの材料として非常に適している。
第１図は第１実施例を示し、（イ）はバルブ芯材の正面
図を、（ロ）は製作過程の正断面図を、（ハ）はバルブ
形状体の正断面図を示す。第２図は第２実施例を示し、
（イ）は芯材をＴｉ缶で被覆したものの正断面図を図を
、（ロ）はバルブ形状体の正断面図を示す。第３．４．
５図はそれぞれバルブ形状体の異なる例の正断面図を示
す。第６図は第３図の特別例を示す。 １・・・バルブ芯材 ３・・・外皮 ４・・・バルブ形状体 １５・・・バルブ形状体 １５ａ・・・バルブ芯材 １５ｂ・・・外皮１６・
・・バルブ形状体 １６ａ・・・バルブ芯材 １６ｂ・・・外皮１７・
・・バルブ形状体 １７ａ・・・バルブ芯材 １７ｂ・・・外皮１８・
・・バルブ形状体 １８ａ・・・バルブ芯材 １８ｂ・・・外皮１９・
・・バルブ形状体
図を、（ロ）は製作過程の正断面図を、（ハ）はバルブ
形状体の正断面図を示す。第２図は第２実施例を示し、
（イ）は芯材をＴｉ缶で被覆したものの正断面図を図を
、（ロ）はバルブ形状体の正断面図を示す。第３．４．
５図はそれぞれバルブ形状体の異なる例の正断面図を示
す。第６図は第３図の特別例を示す。 １・・・バルブ芯材 ３・・・外皮 ４・・・バルブ形状体 １５・・・バルブ形状体 １５ａ・・・バルブ芯材 １５ｂ・・・外皮１６・
・・バルブ形状体 １６ａ・・・バルブ芯材 １６ｂ・・・外皮１７・
・・バルブ形状体 １７ａ・・・バルブ芯材 １７ｂ・・・外皮１８・
・・バルブ形状体 １８ａ・・・バルブ芯材 １８ｂ・・・外皮１９・
・・バルブ形状体
Claims (3)
- （１）下記組成のチタニウムアルミナイド製の、バルブ
の形状を有するバルブ芯材と、このバルブ芯材の表面の
少なくとも一部を覆うＴｉ又はＮｉの外皮とからなるこ
とを特徴とするチタニウムアルミナイド製内燃機関用吸
、排気バルブ。 ２５ａｔ％≦Ｔｉ≦７５ａｔ％ ２５ａｔ％≦Ａｌ≦７５ａｔ％ - （２）ＡｌがＡｔ％で下記元素の１種以上を含み、残余
はＡｌであることを特徴とする請求項（１）記載のチタ
ニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ。 Ｃｒ・・・０．０５〜１０ Ｍｎ・・・０．０５〜１０ Ｖ・・・０．０５〜１０ Ｃｏ・・・０．０５〜１０ Ｚｒ・・・０．０５〜１０ Ｙ・・・０．０５〜１０ Ｍｏ・・・０．０５〜１０ Ｎｂ・・・０．０５〜１０ Ｈｆ・・・０．０５〜１０ Ｔａ・・・０．０５〜１０ Ｗ・・・０．０５〜１０ Ｃｅ・・・０．０５〜１０ Ｎｄ・・・０．０５〜１０ Ｓｉ・・・０．００１〜１０ Ｂ・・・０．０１〜５．０ Ｏ・・・０．０１〜１．０ Ｃ・・・０．００１〜５．０ Ｎ・・・０．００１〜５．０ - （３）バルブヘッドを覆うＴｉ又はＮｉの外皮の厚さが
バルブヘッドの厚さに対し０．１〜５０％であることを
特徴とする請求項（１）又は（２）記載のチタニウムア
ルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15079790A JPH0441682A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | チタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15079790A JPH0441682A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | チタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441682A true JPH0441682A (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15504644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15079790A Pending JPH0441682A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | チタニウムアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0441682A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0636701A3 (en) * | 1993-07-19 | 1995-03-29 | Howmet Corp | Titanium aluminide alloys with good war resistance. |
| WO1995024511A1 (en) * | 1994-03-10 | 1995-09-14 | Nippon Steel Corporation | Titanium-aluminium intermetallic compound alloy material having superior high temperature characteristics and method for producing the same |
| US6521059B1 (en) | 1997-12-18 | 2003-02-18 | Alstom | Blade and method for producing the blade |
| FR2868791A1 (fr) * | 2004-04-07 | 2005-10-14 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Alliage titane-aluminium ductile a chaud |
| CN103572102A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-12 | 姚芸 | 一种高温耐热性铝合金 |
| CN104328311A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-04 | 西北工业大学 | 具有过包晶凝固特征的抗热裂型中铌铸造TiAl合金 |
| CN110643877A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-03 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种含W、Mn、Si、B、C及稀土元素的TiAl金属间化合物 |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP15079790A patent/JPH0441682A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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