JPH05247606A - 内燃機関のバルブシート用焼結合金及びその合金を用いたバルブシートの製造方法 - Google Patents
内燃機関のバルブシート用焼結合金及びその合金を用いたバルブシートの製造方法Info
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- JPH05247606A JPH05247606A JP8026592A JP8026592A JPH05247606A JP H05247606 A JPH05247606 A JP H05247606A JP 8026592 A JP8026592 A JP 8026592A JP 8026592 A JP8026592 A JP 8026592A JP H05247606 A JPH05247606 A JP H05247606A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｃo含有量を少なく抑えたにも拘らず、従来
品と同等ないしそれ以上の強度と耐摩耗性を有するバル
ブシート及びその製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｒ：１.０〜３.０％、Ｃ：０.７〜１.０
％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、Ｃ
ｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有し、
さらにＣａＦ2等の潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、
残りがＦｅと不可避不純物からなる組成(以上重量％)
で、かつ、主体がマルテンサイト相からなる素地中に、
６０〜７０％のＭｏを含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒
子を均一に分散させた焼結合金基体に、５〜20重量％の
Ｃuによる溶浸処理を行なったのち、急冷し、焼戻しを
してバルブシートを製造する。高価なＣｏの使用量を少
なくて材料コストが低下し、かつＣu溶浸処理により、
焼結体中の空孔が封孔され、強度と耐摩耗性が向上す
る。
品と同等ないしそれ以上の強度と耐摩耗性を有するバル
ブシート及びその製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｒ：１.０〜３.０％、Ｃ：０.７〜１.０
％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、Ｃ
ｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有し、
さらにＣａＦ2等の潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、
残りがＦｅと不可避不純物からなる組成(以上重量％)
で、かつ、主体がマルテンサイト相からなる素地中に、
６０〜７０％のＭｏを含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒
子を均一に分散させた焼結合金基体に、５〜20重量％の
Ｃuによる溶浸処理を行なったのち、急冷し、焼戻しを
してバルブシートを製造する。高価なＣｏの使用量を少
なくて材料コストが低下し、かつＣu溶浸処理により、
焼結体中の空孔が封孔され、強度と耐摩耗性が向上す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液化プロパンガ
ス、軽油等を燃料とする内燃機関のバルブシート用の焼
結合金、及び、その焼結合金を用いてバルブシートを製
造する方法に関する。
ス、軽油等を燃料とする内燃機関のバルブシート用の焼
結合金、及び、その焼結合金を用いてバルブシートを製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のバルブシートには、常温から
高温に至る広い温度範囲で、優れた耐摩耗性及び耐熱
性、耐食性を有し、かつ、高温での衝撃加重に対しての
疲れ強さを備える一方、脱落防止のため高い圧環強度を
有していることが要求される。
高温に至る広い温度範囲で、優れた耐摩耗性及び耐熱
性、耐食性を有し、かつ、高温での衝撃加重に対しての
疲れ強さを備える一方、脱落防止のため高い圧環強度を
有していることが要求される。
【０００３】この要求を満たすバルブシート用焼結合金
として、特公昭６２−６６２２号公報、特開昭６２−３
７７１０号公報、特開昭６３−２２３１４２号公報、特
開平２−４７２０２号公報等には、Ｆｅ基に、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｍｏ等の金属元素を含有して、高温での耐摩
耗性、耐熱性を高めるようにした合金が提案されてい
る。
として、特公昭６２−６６２２号公報、特開昭６２−３
７７１０号公報、特開昭６３−２２３１４２号公報、特
開平２−４７２０２号公報等には、Ｆｅ基に、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｍｏ等の金属元素を含有して、高温での耐摩
耗性、耐熱性を高めるようにした合金が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術の合金
は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ等の元素を多量に含有して
いるため、材料費が高価につく問題がある。特に、高温
における耐摩耗性を向上させるために添加されるＣｏ成
分は、近年Ｃｏの産出量が激減しているために、Ｃｏを
大量に(８〜１０％)に含有する従来の合金では、原材料
コストの高騰が避けられない。
は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ等の元素を多量に含有して
いるため、材料費が高価につく問題がある。特に、高温
における耐摩耗性を向上させるために添加されるＣｏ成
分は、近年Ｃｏの産出量が激減しているために、Ｃｏを
大量に(８〜１０％)に含有する従来の合金では、原材料
コストの高騰が避けられない。
【０００５】また、ある種の燃料、例えば液化プロパン
ガス、軽油、無鉛ガソリン等を使用する場合、従来の合
金を使用したバルブシートでは潤滑効果が得られない問
題があり、耐摩耗性をより向上させることができるバル
ブシート用合金が要望されている。
ガス、軽油、無鉛ガソリン等を使用する場合、従来の合
金を使用したバルブシートでは潤滑効果が得られない問
題があり、耐摩耗性をより向上させることができるバル
ブシート用合金が要望されている。
【０００６】本発明は、これらの問題を解決した内燃機
関のバルブシート用焼結合金、及びその焼結合金を用い
てバルブシートを製造する方法を提供することを目的と
する。
関のバルブシート用焼結合金、及びその焼結合金を用い
てバルブシートを製造する方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、次のとおりに構成されている。
めに、本発明は、次のとおりに構成されている。
【０００８】Ｃｒ：１.０〜３.０％、Ｃ：０.７〜１.３
％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、Ｃ
ｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有し、
さらに、ＣａＦ2、ＢａＦ2等の中の１種又は２種からな
る潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成(以上重量％)で、かつ、主体がマ
ルテンサイト相からなる素地中に、６０〜７０％のＭｏ
を含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒子を均一に分散させ
たことを特徴とする内燃機関のバルブシート用焼結合
金。
％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、Ｃ
ｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有し、
さらに、ＣａＦ2、ＢａＦ2等の中の１種又は２種からな
る潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成(以上重量％)で、かつ、主体がマ
ルテンサイト相からなる素地中に、６０〜７０％のＭｏ
を含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒子を均一に分散させ
たことを特徴とする内燃機関のバルブシート用焼結合
金。
【０００９】Ｃｒ：１.０〜３.０％、Ｃ：０.７〜１.３
％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、Ｃ
ｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有し、
さらに、ＣａＦ2、ＢａＦ2等の中の１種又は２種からな
る潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成(以上重量％)で、かつ、主体がマ
ルテンサイト相からなる素地中に、６０〜７０％のＭｏ
を含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒子を均一に分散させ
た焼結合金を、熱間で鍛造し、再焼結処理を施した後、
急冷し、焼き戻しをすることを特徴とする内燃機関のバ
ルブシート製造方法。
％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、Ｃ
ｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有し、
さらに、ＣａＦ2、ＢａＦ2等の中の１種又は２種からな
る潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成(以上重量％)で、かつ、主体がマ
ルテンサイト相からなる素地中に、６０〜７０％のＭｏ
を含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒子を均一に分散させ
た焼結合金を、熱間で鍛造し、再焼結処理を施した後、
急冷し、焼き戻しをすることを特徴とする内燃機関のバ
ルブシート製造方法。
【００１０】
【作用】ＣaＦ2、ＢaＦ2等の潤滑成分を含有させること
により、Ｃｏの含有量を従来より低下させても、充分な
耐摩耗性が得られる。
により、Ｃｏの含有量を従来より低下させても、充分な
耐摩耗性が得られる。
【００１１】再焼結処理の後に急冷することにより、残
留オーステナイトが除去され、熱膨張係数が低下すると
ともに、圧環強度が向上して使用中にバルブシートの脱
落を防止することができる。
留オーステナイトが除去され、熱膨張係数が低下すると
ともに、圧環強度が向上して使用中にバルブシートの脱
落を防止することができる。
【００１２】
【実施例】−１００メッシュのＦe粉末及びステンレス
鋼粉末を主成分として、Ｆｅ粉末には、黒鉛をＦｅ粉末
の周囲に被覆したミツクス粉末とし、これに、カーボニ
ルＮｉ粉末、Ｃｒ粉末、Ｃｏ粉末、Ｍｏ粉末、Ｎｂ粉
末、ＦｅＭｏ粉末（Ｍｏ含有量：６２％）、必要に応じ
て１〜５％のＣｕ粉末、及び潤滑材としてＣａＦ2粉末
を配合して、原料粉を構成する。
鋼粉末を主成分として、Ｆｅ粉末には、黒鉛をＦｅ粉末
の周囲に被覆したミツクス粉末とし、これに、カーボニ
ルＮｉ粉末、Ｃｒ粉末、Ｃｏ粉末、Ｍｏ粉末、Ｎｂ粉
末、ＦｅＭｏ粉末（Ｍｏ含有量：６２％）、必要に応じ
て１〜５％のＣｕ粉末、及び潤滑材としてＣａＦ2粉末
を配合して、原料粉を構成する。
【００１３】表１は、本発明の９種の実施例及び比較例
における各成分の配合比を示すものである。
における各成分の配合比を示すものである。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１の混合比で配合した各実施例の原料粉
を、ブレンダーにより混合した後、５〜６ton／cm2の圧
力で圧粉体を成形する。
を、ブレンダーにより混合した後、５〜６ton／cm2の圧
力で圧粉体を成形する。
【００１６】成形した圧粉体を、真空焼結炉にて脱ロ
ウ、真空＋Ｎ2パーシャル雰囲気中で、１１３０〜１１
６０℃の温度を１時間恒温保持して焼結し、焼結体を得
る。
ウ、真空＋Ｎ2パーシャル雰囲気中で、１１３０〜１１
６０℃の温度を１時間恒温保持して焼結し、焼結体を得
る。
【００１７】この焼結体を、高周波コイル加熱装置によ
り９５０〜１０００℃まで加熱したのち鍛造して、パー
ライト相を主体とするバルブシートを形成するととも
に、密度を７.５gr／cm3以上として、理論密度比を９５
％以上に高める。
り９５０〜１０００℃まで加熱したのち鍛造して、パー
ライト相を主体とするバルブシートを形成するととも
に、密度を７.５gr／cm3以上として、理論密度比を９５
％以上に高める。
【００１８】次いで、再拡散のために、再び１１３０〜
１１６０℃の温度を１時間恒温保持する焼結を行なっ
て、拡散性を増加させる。
１１６０℃の温度を１時間恒温保持する焼結を行なっ
て、拡散性を増加させる。
【００１９】この焼結を行なった材料を急冷して、パー
ライト相をマルテンサイト相に変化させ、かつ残留オー
ステナイトを除去する。これによりじん性及び圧環強度
が高まり、バルブシートが使用中にシリンダヘッドから
脱落する事故を防止することができる。
ライト相をマルテンサイト相に変化させ、かつ残留オー
ステナイトを除去する。これによりじん性及び圧環強度
が高まり、バルブシートが使用中にシリンダヘッドから
脱落する事故を防止することができる。
【００２０】すなわち、バルブシートは、シリンダヘッ
ドに、冷しばめ又は圧入の手法で装着してあり、常時半
径方向に圧縮力を付与することにより、その脱落が防止
されるようにしてある。
ドに、冷しばめ又は圧入の手法で装着してあり、常時半
径方向に圧縮力を付与することにより、その脱落が防止
されるようにしてある。
【００２１】しかし、使用材料の熱膨張係数が大きい
と、内燃機関に装着したバルブシートは、運転中の高温
と停止時の常温との雰囲気に反復してさらされるため
に、長期間使用した場合に、バルブシートがシリンダヘ
ッドから脱落するおそれがある。
と、内燃機関に装着したバルブシートは、運転中の高温
と停止時の常温との雰囲気に反復してさらされるため
に、長期間使用した場合に、バルブシートがシリンダヘ
ッドから脱落するおそれがある。
【００２２】本発明の焼結合金を用いたバルブシート
は、前記の再拡散のための焼結後に急冷することによ
り、残留オーステナイトを除去し、かつパーライト相を
マルテンサイト相に変化させてあるので、熱膨張係数が
きわめて小さく、バルブシートの脱落を、ほぼ完全に防
止することができる。しかも、融点の高いＦeＭo粒子を
添加したことにより、マルテンサイト相中に未溶融のＦ
eＭo粒子が均一に分散した組織が得られ、高硬度のバル
ブシートとなる。
は、前記の再拡散のための焼結後に急冷することによ
り、残留オーステナイトを除去し、かつパーライト相を
マルテンサイト相に変化させてあるので、熱膨張係数が
きわめて小さく、バルブシートの脱落を、ほぼ完全に防
止することができる。しかも、融点の高いＦeＭo粒子を
添加したことにより、マルテンサイト相中に未溶融のＦ
eＭo粒子が均一に分散した組織が得られ、高硬度のバル
ブシートとなる。
【００２３】次いで、最終工程として、６００〜６６０
℃の温度で１時間恒温保持する焼戻し処理を行ない、残
留応力を除去する。
℃の温度で１時間恒温保持する焼戻し処理を行ない、残
留応力を除去する。
【００２４】表１の特性値は、以上の工程で製造したバ
ルブシートのロックウエル硬度と圧環値を示している。
すなわち本発明の９種の実施例は、Ｃoの含有量を低減
したにも拘らず、いずれも比較例以上の硬度と圧環強度
を有し、優れた耐摩耗性、耐衝撃性、耐脱落性等を備え
ていることが判る。
ルブシートのロックウエル硬度と圧環値を示している。
すなわち本発明の９種の実施例は、Ｃoの含有量を低減
したにも拘らず、いずれも比較例以上の硬度と圧環強度
を有し、優れた耐摩耗性、耐衝撃性、耐脱落性等を備え
ていることが判る。
【００２５】
【発明の効果】(ａ) 成分中のＣｏ含有量が少ないの
で、高価なＣｏの使用量を減少させて、原材料費を節減
することができ、しかも、Ｃoの含有量を少なく抑えた
にも拘らず従来の合金以上の硬度と圧環強度、及び耐摩
耗性を有する焼結合金とすることができる。
で、高価なＣｏの使用量を減少させて、原材料費を節減
することができ、しかも、Ｃoの含有量を少なく抑えた
にも拘らず従来の合金以上の硬度と圧環強度、及び耐摩
耗性を有する焼結合金とすることができる。
【００２６】(ｂ) 急冷工程を設けることにより、残留
オーステナイトが除去され、熱膨張係数が低下するとと
もに、圧環強度が向上して、バルブシートの脱落を防止
することができる。
オーステナイトが除去され、熱膨張係数が低下するとと
もに、圧環強度が向上して、バルブシートの脱落を防止
することができる。
【００２７】(ｃ) 潤滑材を含有しているため、潤滑効
果がない燃料の場合でも、優れた耐摩耗性を有してい
る。
果がない燃料の場合でも、優れた耐摩耗性を有してい
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒ：１.０〜３.０％、Ｃ：０.７〜１.
３％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、
Ｃｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有
し、さらに、ＣａＦ2、ＢａＦ2等の中の１種又は２種か
らなる潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、残りがＦｅと
不可避不純物からなる組成(以上重量％)で、かつ、主体
がマルテンサイト相からなる素地中に、６０〜７０％の
Ｍｏを含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒子を均一に分散
させたことを特徴とする内燃機関のバルブシート用焼結
合金。 - 【請求項２】 Ｃｒ：１.０〜３.０％、Ｃ：０.７〜１.
３％、Ｍｏ：５.０〜８.０％、Ｎｂ：０.５〜１.０％、
Ｃｏ：１.０〜５.０％、Ｎｉ：１.０〜５.０％を含有
し、さらに、ＣａＦ2、ＢａＦ2等の中の１種又は２種か
らなる潤滑成分０.２〜２.０％を含有し、残りがＦｅと
不可避不純物からなる組成(以上重量％)で、かつ、主体
がマルテンサイト相からなる素地中に、６０〜７０％の
Ｍｏを含む１０〜５０μｍのＦｅＭｏ粒子を均一に分散
させた焼結合金を、熱間で鍛造し、再焼結処理を施した
後、急冷し、焼き戻しをすることを特徴とする内燃機関
のバルブシートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8026592A JPH05247606A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 内燃機関のバルブシート用焼結合金及びその合金を用いたバルブシートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8026592A JPH05247606A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 内燃機関のバルブシート用焼結合金及びその合金を用いたバルブシートの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247606A true JPH05247606A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=13713481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8026592A Pending JPH05247606A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 内燃機関のバルブシート用焼結合金及びその合金を用いたバルブシートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05247606A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108374121A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-08-07 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种含稀土c110钢级石油套管及其生产方法 |
| KR102180531B1 (ko) * | 2020-02-17 | 2020-11-18 | 유성기업 주식회사 | 고온 내마모용 철계 소결합금을 이용한 밸브시트의 제조방법 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP8026592A patent/JPH05247606A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108374121A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-08-07 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种含稀土c110钢级石油套管及其生产方法 |
| CN108374121B (zh) * | 2018-03-21 | 2020-11-24 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种含稀土c110钢级石油套管及其生产方法 |
| KR102180531B1 (ko) * | 2020-02-17 | 2020-11-18 | 유성기업 주식회사 | 고온 내마모용 철계 소결합금을 이용한 밸브시트의 제조방법 |
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