JPH0555235B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は、エンジンバルブおよびその製造方法
に係り、特にエンジンバルブ素材としてチタン基
合金材料を用い、そのエンジンバルブ素材に硬化
肉盛を行つて、弁フエース面を形成してなるエン
ジンバルブおよびその製造方法に関するものであ
る。 従来技術 自動車等のエンジンには、その燃焼室内に混合
ガスを供給したり或いは燃焼室から燃焼排ガスを
排出したりするために、吸気口や排気口を開閉す
るエンジンバルブが設けられている。そして、こ
のエンジンバルブは高温度の環境下で使用される
ものであるところから、耐熱性、耐摩耗性などに
優れていることが必要とされる。このため、従来
から、オーステナイト系の耐熱鋼、例えば
SUH36材料等をエンジンバルブ素材として用い、
そのエンジンバルブ素材に硬化肉盛を行つて、吸
気口若しくは排気口の弁座に着座する弁フエース
面を形成することにより、耐熱性、耐摩耗性など
を満足せしめたエンジンバルブが製造されてい
る。 一方、近年、エンジンの省エネルギー化のため
に各種構成部品の軽量化が図られているが、上記
エンジンバルブにおいても、その一つの対策とし
て、エンジンバルブ素材を軽量かつ耐熱性に優れ
たチタン基合金材料製とすることが検討されるよ
うになつてきた。すなわち、エンジンバルブ素材
としてTi−６％Al−４％Ｖ等のチタン基合金材
料を用い、そのバルブ傘部に所定の硬化肉盛材を
溶射したり或いはイオン窒化法にて表面硬化処理
を施したりして、耐摩耗性の高い弁フエース面を
形成するのである。 本発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したように溶射によつて硬
化肉盛を行うと、その硬化肉盛部に多数のピンホ
ールが発生するとともに、硬化肉盛部は単にエン
ジンバルブ素材の表面に溶着せしめられるのみで
両者間の結合性は低く、硬化肉盛部に亀裂が生じ
たり剥離したりするという問題があつた。また、
イオン窒化法にて表面硬化処理を施せば、亀裂や
剥離の問題はないが、充分な厚さの硬化層を形成
することが困難で、エンジンバルブの耐久性や耐
摩耗性が損なわれる。したがつて、チタン基合金
材料からなる軽量なエンジンバルブとして、実用
上充分に満足し得るものは未だ提供されていない
のであり、その原因として、特に、バルブ傘部に
高硬度で耐摩耗性に優れた弁フエース面を形成す
る方法が充分に確立されていない点が挙げられる
のである。 問題点を解決するための手段 上記の如き問題を解決するために、本発明に係
るエンジンバルブの製造方法は、チタン基合金材
料からなるエンジンバルブ素材に所定の硬化肉盛
を行つて、弁フエース面を形成し、目的とするエ
ンジンバルブを製造するに際して、プラズマアー
クトーチとエンジンバルブ素材との間にプラズマ
アークを形成する一方、パウダ搬送ガスによつて
所定の粉末材料を前記プラズマアーク内に導い
て、かかる粉末材料を溶融せしめ、前記エンジン
バルブ素材に所定の硬化肉盛を行うと共に、前記
プラズマアークトーチのノズル径：D₁が、該硬
化肉盛部の開先幅：D₂に対して、下式： 0.6D₂≦D₁≦1.2D₂ を満足するようにしたことを特徴とするものであ
る。 なお、かかる本発明において、エンジンバルブ
素材を構成するチタン基合金材料としては、通常
のチタンを主成分として含む材料が適宜に選択さ
れて用いられ得るものであり、一般にTi−６％
Al−４％Ｖ等がエンジンバルブ素材として好適
に使用され得るものである。 また、チタン基合金材料中に含まれているチタ
ンは異種金属との間で新たな化合物を形成して結
合性が損なわれ易いため、硬化肉盛する粉末材料
（肉盛材）としては、チタンと高硬度の金属炭化
物との混合粉末を用いることが望ましい。すなわ
ち、このような混合粉末を使用すれば、混合粉末
のうちチタンのみが溶融してチタン基合金材料か
らなるエンジンバルブ素材に良好に溶接せしめら
れ、かつその溶接せしめられたチタン層中には高
硬度の金属炭化物の粒子が分布、存在しているた
め、実用上充分な結合性を有する高硬度の硬化肉
盛部が得られるのである。なお、このような混合
粉末としては、例えば、粒径が10〜30μｍのTiC
を10〜50％程度含むTi−TiCの混合粉末、粒径が
30〜70μｍのWCを５〜30程度含むTi−WCの混
合粉末、或いは上記粒径のTiCおよびWCをそれ
ぞれ５〜30％および５〜20％程度含むTi−TiC−
WCの混合粉末等が好適に使用され得る。 そして、かかる本発明において、プラズマアー
クトーチにて硬化肉盛を行う際には、プラズマア
ークによつて溶融状態にある粉末材料や硬化肉盛
部が大気中の酸素、窒素等の影響を受けないよう
に、単に溶接部分のみならず、未だ溶融状態にあ
る硬化肉盛部も、アルゴン、ヘリウム、若しくは
アルゴンとヘリウムとの混合気体等の不活性ガス
にて大気からシールド（アフターシールド）する
ことが望ましい。この場合に、溶融状態にある硬
化肉盛部のみを部分的にシールドすれば、硬化肉
盛部を簡便な装置にて効果的に保護し得るが、特
に、エンジンバルブ素材を冷却用のバツキングに
取り付けて硬化肉盛を行えば、硬化肉盛部が良好
に冷却されてアフターシールドすべき部分が少な
くなる利点がある。なお、空気を不活性ガスで置
換した密閉容器内にプラズマアークトーチおよび
エンジンバルブ素材を収容することにより、硬化
肉盛部を含む装置全体を大気からシールドするこ
とも勿論可能である。 また、エンジンバルブの弁フエース面は、一般
に、バルブ傘部の外周面にテーパ状に形成される
のであるが、エンジンバルブ素材を、その軸線が
鉛直方向に対して10°〜60°傾斜した状態で軸線ま
わりに回転させる一方、その傾斜したエンジンバ
ルブ素材の上方にプラズマアークトーチを配置し
て硬化肉盛を行うようにすれば、溶融金属に作用
する重力に起因してビード形状が損なわれること
はない。 さらに、硬化肉盛を行う際に、必要に応じてプ
ラズマアークトーチとエンジンバルブ素材とを溶
接方向と直角な方向へ相対移動（オシレート）さ
せても良いことは勿論である。 また、このようなプラズマアークを用いて硬化
肉盛することにより好適に得られるチタン基合金
材料からなるエンジンバルブは全く新規なもので
あり、前述した従来の問題を有しない有用なエン
ジンバルブであつて、それは、バルブ傘部の弁フ
エース面が、チタンと金属炭化物とから構成され
る、該チタン基合金材料と一体化された硬化肉盛
部にて構成されると共に、その硬化肉盛部中にお
いて前記金属炭化物が微細な粒子状にてチタン層
中に分散せしめられている特徴を有している。 発明の効果 このように、本発明に従つて、チタン基合金材
料からなるエンジンバルブ素材にプラズマアーク
を用いて硬化肉盛を行うと、硬化肉盛部にピンホ
ールが発生することがなく、また、溶接界面が実
質的に独立して認められず、硬化肉盛部は母材か
ら連続的に変化する連属相としてエンジンバルブ
素材に一体的に融接せしめられる。特に、硬化肉
盛すべき粉末材料を適当に選択すれば、硬化肉盛
部とエンジンバルブ素材との間の結合性が損なわ
れる虞れもない。また、イオン窒化法等の表面硬
化処理を施す場合に比較して、充分な厚さの硬化
肉盛部が容易に得られる。したがつて、実用上充
分に満足し得る、チタン基合金材料からなる軽量
なエンジンバルブが製造され得ることとなるので
ある。 また、肉盛材として粉末材料を用いるため、棒
材を用いる場合に比較して硬化肉盛に要する時間
が短縮され得るとともに、硬化肉盛の自動化が容
易となる。さらに、プラズマアークを用いて硬化
肉盛を行うため、その硬化肉盛を施すべき開先部
の深さが浅くても良好なビード形状の硬化肉盛が
得られ、肉盛材の使用量が大幅に節減され得ると
いう利点もある。 さらに、上記のように構成されたエンジンバル
ブによれば、チタン基合金材料製であるため、そ
の重量が大幅に軽量化され得る。また、弁フエー
ス面が形成されているバルブ傘部の硬化肉盛部
は、チタンと金属炭化物とから構成されてチタン
基合金材料と一体化されているとともに、その一
体化された硬化肉盛部中において、金属炭化物が
微細な粒子状にてチタン層中に分散せしめられて
いるため、硬化肉盛部が単にチタン基合金材料の
表面に溶着されている場合に比較して、硬化肉盛
部とチタン基合金材料との結合性が高められ、か
つ充分な硬度が得られる。したがつて、実用上充
分に満足し得る、チタン基合金材料からなる軽量
なエンジンバルブが提供されることとなるのであ
る。 実施例 次に、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の実施例を説明するが、理解を容易に
するために、先ず、本発明において好適に用いら
れるプラズマ肉盛溶接装置を第１図に基づいて説
明することとする。 図において、１０は、鉛直方向に配置されたプ
ラズマアークトーチ（以下、トーチと称する）の
先端部である。かかるトーチ１０は、中心部にタ
ングステン電極１２を備えており、この電極１２
の外側には、トーチ内筒１４およびトーチ外筒１
６がそれぞれ所定の距離を隔てて同軸的に配設さ
れている。そして、それら電極１２とトーチ内筒
１４との間、およびトーチ内筒１４とトーチ外筒
１６との間には、それぞれ環状の通路１８および
２０が形成されている。 通路１８は、配管２２を介してプラズマガス供
給装置２４に接続されており、アルゴンガス等の
プラズマガスが供給されるようになつている。そ
して、この通路１８内に供給されたプラズマガス
は、トーチ内筒１４の先端に設けられたノズル３
０から下方に噴出させられる。 また、通路２０は、配管３２を介して搬送ガス
供給装置３４に接続されており、更にその配管３
２の中間部には、パウダ供給装置３６が接続され
て、そのパウダ供給装置３６から肉盛材として所
定の粉末材料が供給されるようになつている。す
なわち、通路２０には、所定量の粉末材料を含ん
だ搬送ガスが供給され、トーチ外筒１６の先端に
設けられたノズル３８から下方に噴出せしめられ
るのである。なお、粉末材料としてはチタンと金
属炭化物との混合粉末、例えばTi−TiC、Ti−
WC、Ti−TiC−WC等の混合粉末が好適に使用
され得るが、Ti−TiNの混合粉末等その他の硬
化肉盛用粉末材料を用いることも可能であり、ま
た、搬送ガスとしてはアルゴンガス、ヘリウムガ
ス等の不活性ガスが用いられる。 一方、トーチ内筒１４およびトーチ外筒１６の
ノズル３０および３８には、それぞれ冷却水通路
４０および４２が配設されて、それ等両ノズル３
０および３８を冷却するようになつている。ま
た、トーチ外筒１６の先端部には、シールドガス
供給装置４４から配管４６を介してアルゴンガ
ス、ヘリウムガス等の不活性ガスからなるシール
ドガスが供給されるようになつており、そのシー
ルドガスをトーチ１０の軸心方向へ略円筒状に吹
き出すことにより、溶接部が大気からシールドさ
れるようになつている。 以上のように構成されたトーチ１０の下方に
は、硬化肉盛溶接を施すべきエンジンバルブ素材
４８が取り付けられるようになつている。このエ
ンジンバルブ素材４８は、自動車等のエンジンの
燃焼室内に混合ガス京を供給したり或いは燃焼室
から燃焼排ガスを排出したりするために、吸気口
や排気口を開閉するエンジンバルブの素材を成す
もので、軽量かつ耐熱性に優れたチタン基合金材
料製である。エンジンバルブ素材４８は軸部５０
と傘部５２とを備えており、その傘部５２の軸部
５０側に位置する肩部の外側部には、硬化肉盛が
施される円環状の凹部５４（開先部）が形成され
ている。なお、第１図において凹部５４に示す破
線は、硬化肉盛が施されて硬化肉盛部５５が形成
された状態を示したものである。 かかるエンジンバルブ素材４８は、鉛直方向に
対して角度θだけ傾斜して設けられた取付軸５６
に、冷却用のバツキング５８を介してその軸線Ａ
が取付軸５６の軸線と一致する状態で取り付けら
れており、取付軸５６とともに軸線Ａまわりに所
定の速度で回転せしめられるようになつている。
この軸線Ａの鉛直方向に対する角度θは、エンジ
ンバルブ素材４８の形状等を考慮して、10°〜60°
の範囲内に設定することが望ましい。そして、こ
のように取付軸５６に取り付けられた状態におい
て、エンジンバルブ素材４８の前記傘部５２に形
成さた凹部５４のうち、最も上方に位置する部分
は、前記トーチ１０のノズル３８の鉛直下方に保
持されていて、エンジンバルブ素材４８が軸線Ａ
まわりに回転させられることにより、円環状の凹
部５４に順次硬化肉盛が施されるのである。ここ
で、ノズル３８のノズル径：D₁は、凹部５４の
開先幅：D₂に対して、下式： 0.6D₂≦D₁≦1.2D₂ を満足するように設定されている。 また、トーチ１０の先端部近傍には、第２図に
示すように、下端面６０に多数の噴出孔６２が形
成されたアフターシールド装置６４が設けられて
いる。アフターシールド装置６４は、図示しない
シールドガス供給装置からアルゴン、ヘリウム、
もしくはアルゴンとヘリウムとの混合気体等の不
活性ガスからなるシールドガスが供給されるよう
になつており、その供給されたシールドガスを多
数の噴出孔６２から下方に噴出するもので、トー
チ１０の溶接方向下流側に配設されている。上記
多数の噴出孔６２は、溶接方向とほぼ平行に前記
エンジンバルブ素材４８の開先幅D₁よりも僅か
に広い間隔ｄを隔てて二列設けられており、その
溶接方向の距離１はエンジンバルブ素材４８に形
成された硬化肉盛部５５のうち、トーチ１０によ
つて肉盛溶接され、未だ溶融状態にある部分の長
さ寸法以上となるように、溶接速度等を考慮して
設定されている。 なお、トーチ１０の電極１２とトーチ内筒１４
との間には、パイロツト電源６６から所定のパイ
ロツト電流が供給されるようになつているととも
に、電極１２とエンジンバルブ素材４８が取り付
けられるバツキング５８との間には、メイン電源
６８から所定の溶接電流が供給されるようになつ
ている。また、電極１２とトーチ内筒１４との間
には、パイロツト電源６６と並列に点火用の高周
波発振器７０が介挿されている。 次に、上述したプラズマ肉盛溶接装置を用いて
エンジンバルブ素材４８に硬化肉盛を施す手順に
ついて説明するが、これはそのまま本方法発明の
一実施例を成すものである。 先ず、パイロツト電源６６からパイロツト電流
を供給し、電極１２の先端とトーチ内筒１４のノ
ズル３０との間にパイロツトアークを発生させる
と同時に、プラズマガス供給装置２４から環状通
路１８内にプラズマガスを供給する。これによ
り、電極１２の先端にプラズマアークが形成され
る。 その後、電極１２とバツキング５８との間にメ
イン電源６８から溶接電流を供給し、電極１２の
先端に形成されているプラズマアークをエンジン
バルブ素材４８へ移行させるとともに、搬送ガス
供給装置３４およびパウダ供給装置３６から所定
の粉末材料を含む搬送ガスを通路２０内に供給す
る。この通路２０内に供給された粉末材料はノズ
ル３８から噴出せしめられてプラズマアークによ
つて溶融され、エンジンバルブ素材４８の凹部５
４に肉盛溶接される。なお、この時、トーチ１０
の先端部からはシールドガスが吹き出されてお
り、溶融された粉末材料や凹部５４が空気中の酸
素等の影響を受けないようにされている。 そして、この状態において、エンジンバルブ素
材４８をその軸線Ａまわりに回転させることによ
り、凹部５４の肉盛溶接される部位が移動して、
傘部５２の外周部に形成された円環状の凹部５４
の全周に順次硬化肉盛が施されることとなる。こ
の時、アフターシールド装置６４からはシールド
ガスが噴出せしめられており、エンジンバルブ素
材４８に形成された硬化肉盛部５５のうち、未だ
溶融状態にある部分が大気からシールドされて、
大気中の酸素、窒素、水素等の影響を受けないよ
うにされている。なお、必要に応じてトーチ１０
を溶接方向と直角方向、すなわち第１図において
左右方向へ往復移動（オシレート）することも可
能である。 ここで、例えば粉末材料としてチタンと高硬度
の金属炭化物との混合粉末を用いて上記硬化肉盛
溶接を行うと、硬化肉盛部５５は、第３図に示す
ように、チタンのみが溶融してチタン基合金材料
からなるエンジンバルブ素材４８の傘部５２に融
接せしめられ、そのチタン層Ｔ中に高硬度の金属
炭化物７２の粉末が微粒子状に分散せしめられた
構造となる。また、硬化肉盛部５５は、それが溶
融状態にある間不活性ガスにて大気からシールド
されているため、大気中の酸素等に起因して内部
に酸化物等が形成されたりピンホールが発生した
りすることがない。 したがつて、このようにしてチタン基合金材料
からなるエンジンバルブ素材４８に硬化肉盛を行
うと、硬化肉盛部５５にピンホールを生じたり、
或いは硬化肉盛部５５とエンジンバルブ素材４８
との間の結合性が損なわれたりすることがなく、
軽量でかつ実用上充分に満足し得るエンジンバル
ブが製造され得るのである。また、肉盛材として
粉末材料を用いているため、棒材を用いる場合に
比較して溶接時間を短縮化し得るとともに、硬化
肉盛の自動化が容易となる。 なお、上例では、エンジンバルブ素材４８の硬
化肉盛溶接を施すべき部分に凹部５４が形成され
ているが、このようにプラズマアークを用いて硬
化肉盛を行う場合にはそのような凹部は必ずしも
必要ではなく、例えば平坦面であつても良好なビ
ート形状の硬化肉盛が得られる。したがつて、所
定の凹部を形成して硬化肉盛を行う必要があるガ
ス法やTIG法に比較して、肉盛材の使用量が大幅
に節減され得る。 そして、このようにして硬化肉盛されたエンジ
ンバルブ素材４８には、その後、その硬化肉盛部
５５に研削加工等の所定の加工が施されて、燃焼
室の吸気口若しくは排気口に設けられた弁座に着
座する弁フエース面が形成され、耐熱性、耐摩耗
性に優れたエンジンバルブが製造されるのであ
る。 なお、上記説明においては、エンジンバルブ素
材４８が冷却用のバツキング５８を介して取付軸
５６に取り付けられるようになつているため、硬
化肉盛部５５が良好に冷却されて、アフターシー
ルド装置６４の溶接方向の距離１が比較的短くて
済むが、このバツキング５８は、エンジンバルブ
素材４８の大きさや、溶接電流等の溶接条件を考
慮して、必要に応じて設ければ良いものである。 また、上述したプラズマ肉盛溶接装置は飽くま
でも本方法発明を好適に実施し得る装置の一例で
あり、また、その装置を用いてエンジンバルブを
製造することは本方法発明の一つの実施例を意味
するもので、本発明はこれらの記載によつて何等
制約を受けるものではなく、当業者の知識に基づ
いて種々の変更、改良を施した態様で実施しても
良いことは勿論である。 因に、チタン基合金材料としてTi−６％Al−
４％Ｖ材料を用いたエンジンバルブ素材４８の傘
部５２に硬化肉盛を行う際に、溶接電流を40〜
50A、溶接速度を８mm／sec、プラズマガスの供
給量を0.7／min、パウダ搬送ガスの供給量を
3.0／min、シールドガス供給装置４４から供
給されるシールドガスの供給量を20.0／min、
硬化肉盛部５５の開先幅：D₂を2.0mmとし、オシ
レートを行わないという条件で、肉盛材として供
給する粉末材料およびノズル径：D₁を適宜変更
するとともに、アフターシールド装置６４から
20.0／minの供給量でシールドガスを噴出して
アフターシールドを行つた場合と行わなかつた場
合について、硬化肉盛部５５とエンジンバルブ素
材４８との間の結合性、硬化肉盛部５５における
ピンホールの発生状況およびビード形状を調べた
結果を第１表に示す。 なお、粉末材料Ti−TiCにおけるTiCの粒径は
約20μｍでその混合率は約30％、Ti−TiNにおけ
るTiNの粒径は約20μｍでその混合率は約30％、
Ti−TiC−WCにおけるTiC、WCの粒径はそれ
ぞれ約20μｍ、50μｍでそれらの混合率はそれぞ
れ約20％、10％、Ti−WCにおけるWCの粒径は
約50μｍでその混合率は約10％である。また、No.
１〜11は前記第１図に示すトーチ１０を用いて硬
化肉盛を行つたものであるが、No.12は比較のため
に溶射で硬化肉盛を行つたものである。

【表】 ＊、＊＊、＊＊＊：○・・・良好 △・・
・使用可 ×・・不良
かかる第１表から明らかなように、ノズル径：
D₁が本発明の範囲内で且つアフターシールドを
行つたNo.１〜５の硬化肉盛においては、硬化肉盛
部５５とエンジンバルブ素材４８との間の結合性
も高く、硬化肉盛部５５にピンホールを生じたり
ビード形状が損なわれたりすることもない。 これに対して、ノズル径：D₁が本発明の範囲
から逸脱しているNo.６およびNo.７の場合には、い
ずれもビード形状が損なわれて満足し得る硬化肉
盛部５５が得られない。また、アフターシールド
を行わなかつたNo.８の場合には、硬化肉盛部５５
が大気中の酸素等の影響を受けて、ピンホールが
発生したりビード形状が損なわれたりするが、こ
れらは実用上差し支えない程度でエンジンバルブ
としての使用は可能である。 また、肉盛材としてステライト＃12、
Nimonic80A、Mo−MoCの粉末材料を用いたNo.
９、10、11の場合には、チタン基合金材料中のチ
タンが肉盛材と化合して新たな化合物を形成し、
硬化肉盛部５５とエンジンバルブ素材４８との間
の結合性が低下する。さらに、溶射によつて肉盛
したNo.12の場合には、肉盛材は単にエンジンバル
ブ素材４８の表面に溶着するのみでは溶込み量が
少なく、結合性が著しく低下するとともに、硬化
肉盛部５５に多数のピンホールが発生する。 加えて、上記の実施例と同様にして、Ti−６
％Al−４％Ｖ材料からなる自動車用エンジンバ
ルブ素材の傘部に、Ti−TiC粉末材料を硬化肉盛
する際に、プラズマガス供給量を0.7／分で一
定とし、またパウダ搬送ガス量：３／分、シー
ルドガス供給量：20／分として、溶接電流を
50A及び100Aの２種類に設定し、その異なる溶
接電流の下におけるノズル径D₁と開先幅D₂との
関係について、硬化肉盛部のビード形状にて評価
し、その結果を第４図に示した。 また、溶接電流を100Aで一定とする一方、プ
ラズマガスの供給量を0.9／分及び1.5／分の
２種類に設定すること以外は、上記と同様にし
て、硬化肉盛を行ない、その異なるプラズマガス
供給量の下におけるノズル径D₁と開先幅D₂との
関係について、硬化肉盛部のビード形状にて評価
し、その結果を第５図に示した。 なお、それら第４図及び第５図における記号に
関して、○印は硬化肉盛部のビード形状が良好で
あつたことを示し、また△印はビード形状がやや
損なわれるものの、実用上使用可能であつたこと
を示し、更に×印は硬化肉盛部のビード形状が不
良であつたことを示している。 そして、かかる第４図及び第５図の結果より明
らかなように、ノズル径D₁と開先幅D₂の関係に
ついて、溶接条件の電流とプラズマガス供給量か
らみても、それらの溶接条件の変化にも拘わら
ず、本発明に従う0.6D₂≦D₁≦1.2D₂の条件下にお
いては、優れた特性を有する良好な硬化肉盛部を
得ることが出来たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において好適に用いられるプラ
ズマ肉盛溶接装置の一例を説明する図である。第
２図は第１図の装置に設けられているアフターシ
ールド装置の噴出孔を示す底面図である。第３図
は第１図の装置によつて肉盛された硬化肉盛部の
断面図である。第４図は、実施例において得られ
た、異なる溶接電流に対するノズル径D₁と開先
幅D₂との関係を調べた結果を示すグラフである。
第５図は、実施例において得られた、異なるプラ
ズマガス供給量に対するノズル径D₁と開先幅D₂
との関係を調べた結果を示すグラフである。 １０：プラズマアークトーチ、３８：ノズル、
４８：エンジンバルブ素材、５２：傘部（バルブ
傘部、５５：硬化肉盛部、７２：金属炭化物、
D₁：ノズル径、D₂：開先幅、Ｔ：チタン層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チタン基合金材料からなるエンジンバルブ素
   材に所定の硬化肉盛を行つて、弁フエース面を形
   成し、目的とするエンジンバルブを製造するに際
   して、 プラズマアークトーチと前記エンジンバルブ素
   材との間にプラズマアークを形成する一方、パウ
   ダ搬送ガスによつて所定の粉末材料を前記プラズ
   マアーク内に導いて、かかる粉末材料を溶融せし
   め、前記エンジンバルブ素材に所定の硬化肉盛を
   行うと共に、前記プラズマアークトーチのノズル
   径：D₁が、該硬化肉盛部の開先幅：D₂に対して、
   下式： 0.6D₂≦D₁≦1.2D₂ を満足するようにしたことを特徴とするエンジン
   バルブの製造方法。 ２ 前記エンジンバルブ素材に形成される、未だ
   溶融状態にある前記硬化肉盛部を、不活性ガスに
   て大気からシールドするようにした特許請求の範
   囲第１項記載の製造方法。 ３ 前記粉末材料が、チタンと金属炭化物との混
   合粉末である特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の製造方法。 ４ チタン基合金材料からなるエンジンバルブに
   して、そのバルブ傘部の弁フエース面が、チタン
   と金属炭化物とから構成される、該チタン基合金
   材料と一体化された硬化肉盛部にて構成されると
   共に、該硬化肉盛部中において前記金属炭化物が
   微細な粒子状にてチタン層中に分散せしめられて
   いることを特徴とするエンジンバルブ。