JPH06101428A - 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート - Google Patents
内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシートInfo
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- JPH06101428A JPH06101428A JP4277891A JP27789192A JPH06101428A JP H06101428 A JPH06101428 A JP H06101428A JP 4277891 A JP4277891 A JP 4277891A JP 27789192 A JP27789192 A JP 27789192A JP H06101428 A JPH06101428 A JP H06101428A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 すぐれた耐摩耗性を長期に亘って示し、かつ
相手攻撃性もきわめて低い内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合
金製バルブシートを提供する。 【構成】 バルブシートを、重量%で、MHv:400
〜800を有するFe−Cr−Mo−V−W系合金の硬
質素地に、全体に占める割合で、MHv:700〜18
00を有するFe−Cr−W−Co系合金の硬質耐熱
相:3〜15%を分散含有せしめ、さらに必要に応じて
MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%を分散含有せしめた組
成、並びに10〜30%の空孔率を有する鉄系焼結合金
基体にCuまたはCu合金を溶浸してなる銅溶浸鉄系焼
結合金で構成する。
相手攻撃性もきわめて低い内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合
金製バルブシートを提供する。 【構成】 バルブシートを、重量%で、MHv:400
〜800を有するFe−Cr−Mo−V−W系合金の硬
質素地に、全体に占める割合で、MHv:700〜18
00を有するFe−Cr−W−Co系合金の硬質耐熱
相:3〜15%を分散含有せしめ、さらに必要に応じて
MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%を分散含有せしめた組
成、並びに10〜30%の空孔率を有する鉄系焼結合金
基体にCuまたはCu合金を溶浸してなる銅溶浸鉄系焼
結合金で構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、苛酷な条件下での使
用でもすぐれた耐摩耗性を発揮し、かつ相手攻撃性も著
しく低い内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート
に関するものである。
用でもすぐれた耐摩耗性を発揮し、かつ相手攻撃性も著
しく低い内燃機関用銅溶浸鉄系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】従来、一般に自動車はじめ、各種内燃機
関のバルブシートとして、数多くのものが提案されてい
る。
関のバルブシートとして、数多くのものが提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種内燃
機関の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるバルブシートの使用環境も一
段と苛酷さを増す状況にあり、これに対応するためより
一層耐摩耗性にすぐれたバルブシートの開発が強く望ま
れている。
機関の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるバルブシートの使用環境も一
段と苛酷さを増す状況にあり、これに対応するためより
一層耐摩耗性にすぐれたバルブシートの開発が強く望ま
れている。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれたバルブシー
トを開発すべく研究を行なった結果、バルブシートを、
マイクロビッカース硬さ(MHv)で400〜800を
有するFe−Cr−Mo−V−W系合金の硬質素地に、
全体に占める割合で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の硬質耐熱相:3〜15%、 を分散含有せしめ、さらに必要に応じて、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%、 を分散含有せしめた組成、並びに10〜30%の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にCuまたはCu合金を溶浸
してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成すると、この結果の
銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシートは、苛酷な条件下で
の実用に際してすぐれた耐摩耗性を発揮すると共に、相
手攻撃性もきわめて低いといういう研究結果を得たので
ある。
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれたバルブシー
トを開発すべく研究を行なった結果、バルブシートを、
マイクロビッカース硬さ(MHv)で400〜800を
有するFe−Cr−Mo−V−W系合金の硬質素地に、
全体に占める割合で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の硬質耐熱相:3〜15%、 を分散含有せしめ、さらに必要に応じて、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%、 を分散含有せしめた組成、並びに10〜30%の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にCuまたはCu合金を溶浸
してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成すると、この結果の
銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシートは、苛酷な条件下で
の実用に際してすぐれた耐摩耗性を発揮すると共に、相
手攻撃性もきわめて低いといういう研究結果を得たので
ある。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、MHv:400〜800を有す
るFe−Cr−Mo−V−W系合金の硬質素地に、全体
に占める割合で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の硬質耐熱相:3〜15%、 さらに必要に応じて、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%、 を分散含有せしめた組成、並びに10〜30%の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にCuまたはCu合金を溶浸
してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成した、耐摩耗性にす
ぐれ、かつ相手攻撃性も小さい内燃機関用銅溶浸鉄系焼
結合金製バルブシートに特徴を有するものである。
なされたものであって、MHv:400〜800を有す
るFe−Cr−Mo−V−W系合金の硬質素地に、全体
に占める割合で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の硬質耐熱相:3〜15%、 さらに必要に応じて、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%、 を分散含有せしめた組成、並びに10〜30%の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にCuまたはCu合金を溶浸
してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成した、耐摩耗性にす
ぐれ、かつ相手攻撃性も小さい内燃機関用銅溶浸鉄系焼
結合金製バルブシートに特徴を有するものである。
【0006】なお、この発明のバルブシートにおいて、
これを構成する鉄系焼結合金基体の硬質素地は、 C:0.7〜2%、 Si:0.1〜0.5
%、Mn:0.1〜0.5%、 Cr:2〜6%、M
o:2〜10%、 V:1〜6%、W:1〜1
0%、を含有し、さらに必要に応じて、 Co:0.2〜10%、を含有し、残りがFeと不可避
不純物からなる組成を有するFe−Cr−Mo−V−W
系合金、また分散相として存在する硬質耐熱相は、 Cr:25〜45%、 W:20〜30%、C
o:20〜30%、 Nb:0.2〜2%、C:
1〜3%、を含有し、残りがFeと不可避不純物からな
る組成を有するFe−Cr−W−Co系合金、さらに同
じく分散相として必要に応じて含有される高温耐酸化相
は、 Cr:25〜32%、 Mo:7〜10%、S
i:1.5〜3.5%、を含有し、残りがCoと不可避
不純物からなる組成を有するCo−Cr−Mo系合金で
構成するのが望ましい。
これを構成する鉄系焼結合金基体の硬質素地は、 C:0.7〜2%、 Si:0.1〜0.5
%、Mn:0.1〜0.5%、 Cr:2〜6%、M
o:2〜10%、 V:1〜6%、W:1〜1
0%、を含有し、さらに必要に応じて、 Co:0.2〜10%、を含有し、残りがFeと不可避
不純物からなる組成を有するFe−Cr−Mo−V−W
系合金、また分散相として存在する硬質耐熱相は、 Cr:25〜45%、 W:20〜30%、C
o:20〜30%、 Nb:0.2〜2%、C:
1〜3%、を含有し、残りがFeと不可避不純物からな
る組成を有するFe−Cr−W−Co系合金、さらに同
じく分散相として必要に応じて含有される高温耐酸化相
は、 Cr:25〜32%、 Mo:7〜10%、S
i:1.5〜3.5%、を含有し、残りがCoと不可避
不純物からなる組成を有するCo−Cr−Mo系合金で
構成するのが望ましい。
【0007】したがって、この発明のバルブシートを構
成する鉄系焼結合金基体における上記硬質素地、硬質耐
熱相、および高温耐酸化相は、これらをそれぞれ上記の
Fe−Cr−Mo−V−W系合金、Fe−Cr−W−C
o系合金、およびCo−Cr−Mo系合金で構成するこ
とにより上記の硬さをもつようになり、かつ上記硬質耐
熱相および高温耐酸化相の含有割合をそれぞれ3〜15
%および2〜12%とすることにより、これらのもつ上
記硬さと硬質素地のもつ硬さとの間に効果的硬さバラン
スが形成されるようになり、バルブシートはすぐれた耐
摩耗性を長期に亘って発揮するようになるものである。
成する鉄系焼結合金基体における上記硬質素地、硬質耐
熱相、および高温耐酸化相は、これらをそれぞれ上記の
Fe−Cr−Mo−V−W系合金、Fe−Cr−W−C
o系合金、およびCo−Cr−Mo系合金で構成するこ
とにより上記の硬さをもつようになり、かつ上記硬質耐
熱相および高温耐酸化相の含有割合をそれぞれ3〜15
%および2〜12%とすることにより、これらのもつ上
記硬さと硬質素地のもつ硬さとの間に効果的硬さバラン
スが形成されるようになり、バルブシートはすぐれた耐
摩耗性を長期に亘って発揮するようになるものである。
【0008】また、この発明のバルブシートを構成する
鉄系焼結合金基体の空孔率を10〜30%と定めたの
は、空孔率が10%未満では銅溶浸が十分に行なわれ
ず、苛酷な条件下での相手攻撃性が大きくなり、一方空
孔率が30%を越えると耐摩耗性が急激に低下するよう
になるという理由によるものである。
鉄系焼結合金基体の空孔率を10〜30%と定めたの
は、空孔率が10%未満では銅溶浸が十分に行なわれ
ず、苛酷な条件下での相手攻撃性が大きくなり、一方空
孔率が30%を越えると耐摩耗性が急激に低下するよう
になるという理由によるものである。
【0009】
【実施例】つぎに、この発明のバルブシートを実施例に
より具体的に説明する。原料粉末として、いずれも10
0mesh以下の粒度を有し、かつそれぞれ表1〜7に示さ
れる硬さおよび組成をもった硬質素地形成用アトマイズ
Fe−Cr−Mo−V−W系合金粉末、硬質耐熱相形成
用アトマイズFe−Cr−W−Co系合金粉末、および
高温耐酸化相形成用アトマイズCo−Cr−Mo系合金
粉末を用意し、これら原料粉末を表1〜4に示される配
合割合で配合し、潤滑材としてステアリン酸亜鉛:1%
を加えてミキサーにて30分間混合した後、2〜7ton
/cm2 の範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を500℃に30分間保持して脱脂(上記ス
テアリン酸亜鉛の除去)し、ついでアンモニア分解ガス
雰囲気中、1100〜1200℃の範囲内の所定温度に
1時間保持の条件で焼結して、配合組成と実質的に同一
の組成、並びに同じく表5〜7に示される空孔率、さら
に外径:34mm×内径:27mm×厚さ:7mmの寸法をも
った鉄系焼結合金基体を形成し、これに無酸素銅(純銅
という)、いずれも重量%で、Cu−2.5%Co−
1.5%Zn(Cu合金1という)、およびCu−3.
5%Fe−2.1%Zn(Cu合金2という)からなる
組成をもったCu合金1,2を、同じく表5〜7に示さ
れる組合せで載置し、この状態でメタン変成ガス雰囲気
中、温度:1100℃に15分間保持の条件で銅溶浸を
行ない、銅溶浸後、600〜700℃の範囲内の所定温
度に1.5時間保持の条件で熱処理を施すことにより本
発明バルブシート1〜18および比較バルブシート1〜
10をそれぞれ製造した。
より具体的に説明する。原料粉末として、いずれも10
0mesh以下の粒度を有し、かつそれぞれ表1〜7に示さ
れる硬さおよび組成をもった硬質素地形成用アトマイズ
Fe−Cr−Mo−V−W系合金粉末、硬質耐熱相形成
用アトマイズFe−Cr−W−Co系合金粉末、および
高温耐酸化相形成用アトマイズCo−Cr−Mo系合金
粉末を用意し、これら原料粉末を表1〜4に示される配
合割合で配合し、潤滑材としてステアリン酸亜鉛:1%
を加えてミキサーにて30分間混合した後、2〜7ton
/cm2 の範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を500℃に30分間保持して脱脂(上記ス
テアリン酸亜鉛の除去)し、ついでアンモニア分解ガス
雰囲気中、1100〜1200℃の範囲内の所定温度に
1時間保持の条件で焼結して、配合組成と実質的に同一
の組成、並びに同じく表5〜7に示される空孔率、さら
に外径:34mm×内径:27mm×厚さ:7mmの寸法をも
った鉄系焼結合金基体を形成し、これに無酸素銅(純銅
という)、いずれも重量%で、Cu−2.5%Co−
1.5%Zn(Cu合金1という)、およびCu−3.
5%Fe−2.1%Zn(Cu合金2という)からなる
組成をもったCu合金1,2を、同じく表5〜7に示さ
れる組合せで載置し、この状態でメタン変成ガス雰囲気
中、温度:1100℃に15分間保持の条件で銅溶浸を
行ない、銅溶浸後、600〜700℃の範囲内の所定温
度に1.5時間保持の条件で熱処理を施すことにより本
発明バルブシート1〜18および比較バルブシート1〜
10をそれぞれ製造した。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【表3】
【0013】
【表4】
【0014】
【表5】
【0015】
【表6】
【0016】
【表7】
【0017】なお、比較バルブシート1〜10は、これ
を構成する鉄系焼結合金基体の空孔率、硬質耐熱相、高
温耐酸化相、および硬質素地の硬さ、並びに硬質耐熱相
の含有割合のうちのいずれかがこの発明の範囲から外れ
たものである。
を構成する鉄系焼結合金基体の空孔率、硬質耐熱相、高
温耐酸化相、および硬質素地の硬さ、並びに硬質耐熱相
の含有割合のうちのいずれかがこの発明の範囲から外れ
たものである。
【0018】ついで、この結果得られた各種のバルブシ
ートについて、 バルブの材質:SUH3製基体にステライト盛金、 バルブの加熱温度:850℃、 バルブの着座回数:3000r.p.m.、 雰囲気:0.4kg/cm2 の圧力のプロパンガスと、1.
6l/min の流量の酸素による燃焼ガス、 バルブシートの表面加熱温度(内部水冷):350℃、 試験時間:50時間、 の条件で摩耗試験を行ない、バルブシートの最大摩耗深
さと、相手部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を表5〜7に示した。
ートについて、 バルブの材質:SUH3製基体にステライト盛金、 バルブの加熱温度:850℃、 バルブの着座回数:3000r.p.m.、 雰囲気:0.4kg/cm2 の圧力のプロパンガスと、1.
6l/min の流量の酸素による燃焼ガス、 バルブシートの表面加熱温度(内部水冷):350℃、 試験時間:50時間、 の条件で摩耗試験を行ない、バルブシートの最大摩耗深
さと、相手部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を表5〜7に示した。
【0019】
【発明の効果】表5〜7に示される結果から、本発明バ
ルブシート1〜18は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示
し、かつ相手攻撃性も小さいのに対して、比較バルブシ
ート1〜10に見られるように、バルブシートを構成す
る要件のうちのいずれかの要件でもこの発明の範囲から
外れると耐摩耗性および相手攻撃性のうちのいずれかの
特性が劣ったものになることが明らかである。上述のよ
うに、この発明の内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バル
ブシートは、苛酷な条件下での実用に際しても、相手部
材の摩耗を著しく抑制した状態で、きわめて長期に亘っ
てすぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
ルブシート1〜18は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示
し、かつ相手攻撃性も小さいのに対して、比較バルブシ
ート1〜10に見られるように、バルブシートを構成す
る要件のうちのいずれかの要件でもこの発明の範囲から
外れると耐摩耗性および相手攻撃性のうちのいずれかの
特性が劣ったものになることが明らかである。上述のよ
うに、この発明の内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バル
ブシートは、苛酷な条件下での実用に際しても、相手部
材の摩耗を著しく抑制した状態で、きわめて長期に亘っ
てすぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
Claims (2)
- 【請求項1】 マイクロビッカース硬さ(MHv):4
00〜800を有するFe−Cr−Mo−V−W系合金
の硬質素地に、全体に占める重量割合で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の硬質耐熱相:3〜15%、 を分散含有せしめた組成、並びに10〜30%の空孔率
を有する鉄系焼結基体に、CuまたはCu合金を溶浸し
てなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成したことを特徴とする
耐摩耗性のすぐれた内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バ
ルブシート。 - 【請求項2】 マイクロビッカース硬さ(MHv):4
00〜800を有するFe−Cr−Mo−V−W系合金
の硬質素地に、全体に占める重量割合で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の硬質耐熱相:3〜15%、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の高温耐酸化相:2〜12%、 を分散含有せしめた組成、並びに10〜30%の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体に、CuまたはCu合金を溶
浸してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成したことを特徴と
する耐摩耗性のすぐれた内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金
製バルブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277891A JPH06101428A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277891A JPH06101428A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101428A true JPH06101428A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17589731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277891A Pending JPH06101428A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112458325A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 江西众晶源科技有限公司 | 一种高强度高耐磨性铜合金的制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243155A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-29 | Hitachi Metals Ltd | 耐摩耗性、摺動性に優れたベーン |
| JPS61291954A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-22 | Hitachi Metals Ltd | 高温耐摩耐食焼結材料及びその製造方法 |
| JPS63230754A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 光沢の優れた耐衝撃性ポリスチレン樹脂組成物 |
| JPS63290249A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | 耐熱耐摩耗性鉄基焼結合金 |
| JPH01178712A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-14 | Riken Corp | 鉄基焼結合金製バルブシート |
| JPH01268849A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Riken Corp | 耐摩耗性鉄基焼結合金およびその製造方法 |
| JPH0313546A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-22 | Toyota Motor Corp | バルブシート用鉄系焼結合金 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP4277891A patent/JPH06101428A/ja active Pending
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| CN112458325A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 江西众晶源科技有限公司 | 一种高强度高耐磨性铜合金的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001121 |