JPH06299207A - エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
エンジンバルブの製造方法Info
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- JPH06299207A JPH06299207A JP8852693A JP8852693A JPH06299207A JP H06299207 A JPH06299207 A JP H06299207A JP 8852693 A JP8852693 A JP 8852693A JP 8852693 A JP8852693 A JP 8852693A JP H06299207 A JPH06299207 A JP H06299207A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブ本体とバルブフェイスとの接合強度が
高いエンジンバルブを製造効率よく製造する。 【構成】 射出成形によりリング状のバルブフェイス用
グリーンボディ１を作って、これをバルブ本体射出成形
用金型の固定型２内の嵌込み部２ａに嵌込む。そして、
バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を固定型２
内に射出して、バルブ本体用グリーンボディ４とバルブ
フェイス用グリーンボディ１とが接合されてなる接合グ
リーンボディを作る。接合グリーンボディを脱バインダ
した後に焼結する。
高いエンジンバルブを製造効率よく製造する。 【構成】 射出成形によりリング状のバルブフェイス用
グリーンボディ１を作って、これをバルブ本体射出成形
用金型の固定型２内の嵌込み部２ａに嵌込む。そして、
バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を固定型２
内に射出して、バルブ本体用グリーンボディ４とバルブ
フェイス用グリーンボディ１とが接合されてなる接合グ
リーンボディを作る。接合グリーンボディを脱バインダ
した後に焼結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結によりエンジンバ
ルブを製造する方法に関するものである。
ルブを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等のエンジンの吸気バルブ
および排気バルブは、ＳＵＨ１１、ＳＵＨ３５等の耐熱
鋼を用いて熱間鍛造により製造されている。最近ではエ
ンジンの高性能化に伴って、バルブの耐久性を高めるこ
とが要求されており、排気バルブでは、バルブフェイス
面にＴＩＧ溶接や粉体プラズマ溶接により超耐磨耗合金
（Ｃｏ基合金、Ｎｉ基合金等）を肉盛溶接してバルブフ
ェイスを形成してバルブの耐久性を高めている。しかし
ながら、溶接により超耐磨耗合金のバルブフェイスを形
成する作業は面倒であった。そこで異種金属材料部品を
焼結により一体成形する技術を用いて、バルブ本体およ
びバルブフェイスの成形と両者の一体化とを同時に行う
ことが提案された。異種金属材料部品を焼結により一体
成形する公知の方法は、予め結合すべき部品のグリーン
ボディを別々に作っておき、グリーンボディどうしを組
み合わせて接合グリーンボディを作り、接合グリーンボ
ディを焼結するというものである。この方法をエンジン
バルブの製造方法に適用する場合には、まずバルブフェ
イス接合凹部を有するバルブ本体用グリーンボディ及び
バルブフェイス用グリーンボディを焼結用金属粉末とバ
インダとの混練物を射出成形してそれぞれ形成する。そ
して、バルブフェイス用グリーンボディを損傷させない
ようにバルブフェイス接合凹部にバルブフェイス用グリ
ーンボディを嵌合して接合グリーンボディを作り、これ
を脱バインダした後に焼結してバルブ本体とバルブフェ
イスとを一体化することになる。
および排気バルブは、ＳＵＨ１１、ＳＵＨ３５等の耐熱
鋼を用いて熱間鍛造により製造されている。最近ではエ
ンジンの高性能化に伴って、バルブの耐久性を高めるこ
とが要求されており、排気バルブでは、バルブフェイス
面にＴＩＧ溶接や粉体プラズマ溶接により超耐磨耗合金
（Ｃｏ基合金、Ｎｉ基合金等）を肉盛溶接してバルブフ
ェイスを形成してバルブの耐久性を高めている。しかし
ながら、溶接により超耐磨耗合金のバルブフェイスを形
成する作業は面倒であった。そこで異種金属材料部品を
焼結により一体成形する技術を用いて、バルブ本体およ
びバルブフェイスの成形と両者の一体化とを同時に行う
ことが提案された。異種金属材料部品を焼結により一体
成形する公知の方法は、予め結合すべき部品のグリーン
ボディを別々に作っておき、グリーンボディどうしを組
み合わせて接合グリーンボディを作り、接合グリーンボ
ディを焼結するというものである。この方法をエンジン
バルブの製造方法に適用する場合には、まずバルブフェ
イス接合凹部を有するバルブ本体用グリーンボディ及び
バルブフェイス用グリーンボディを焼結用金属粉末とバ
インダとの混練物を射出成形してそれぞれ形成する。そ
して、バルブフェイス用グリーンボディを損傷させない
ようにバルブフェイス接合凹部にバルブフェイス用グリ
ーンボディを嵌合して接合グリーンボディを作り、これ
を脱バインダした後に焼結してバルブ本体とバルブフェ
イスとを一体化することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな製造方法では、バルブフェイス用グリーンボディを
バルブ本体用グリーンボディに嵌合して接合グリーンボ
ディを形成する際に、両者を損傷させないように嵌合す
る必要があるため、製造効率が悪いという問題がある。
またこの方法ではバルブ本体用グリーンボディとバルブ
フェイス用グリーンボディとの密着度を十分に高めるこ
とができず、バルブ本体とバルブフェイスとの接合強度
を十分に高めることができなかった。
うな製造方法では、バルブフェイス用グリーンボディを
バルブ本体用グリーンボディに嵌合して接合グリーンボ
ディを形成する際に、両者を損傷させないように嵌合す
る必要があるため、製造効率が悪いという問題がある。
またこの方法ではバルブ本体用グリーンボディとバルブ
フェイス用グリーンボディとの密着度を十分に高めるこ
とができず、バルブ本体とバルブフェイスとの接合強度
を十分に高めることができなかった。
【０００４】本発明の目的は、製造効率がよく、しかも
バルブ本体とバルブフェイスとの接合強度が高いエンジ
ンバルブを容易に製造できる方法を提供することにあ
る。
バルブ本体とバルブフェイスとの接合強度が高いエンジ
ンバルブを容易に製造できる方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、バルブフェイ
スとバルブ本体とが焼結体により形成されてなるエンジ
ンバルブの製造方法を対象として、まず射出成形により
リング状のバルブフェイス用グリーンボディを作る（第
１のグリーンボディ成形工程）。次にバルブフェイス用
グリーンボディを嵌込む嵌込み部を備えたバルブ本体射
出成形用金型内の嵌込み部にバルブフェイス用グリーン
ボディを嵌込んだ後に、バルブ本体用金属粉末とバイン
ダとの混練物を金型内に射出してバルブ本体用グリーン
ボディとバルブフェイス用グリーンボディとが接合され
た接合グリーンボディを作る（第２のグリーンボディ成
形工程）。そして、接合グリーンボディからバインダを
除去（脱バインダ工程）してから、バインダを除去した
接合グリーンボディを焼結する（焼結工程）。
スとバルブ本体とが焼結体により形成されてなるエンジ
ンバルブの製造方法を対象として、まず射出成形により
リング状のバルブフェイス用グリーンボディを作る（第
１のグリーンボディ成形工程）。次にバルブフェイス用
グリーンボディを嵌込む嵌込み部を備えたバルブ本体射
出成形用金型内の嵌込み部にバルブフェイス用グリーン
ボディを嵌込んだ後に、バルブ本体用金属粉末とバイン
ダとの混練物を金型内に射出してバルブ本体用グリーン
ボディとバルブフェイス用グリーンボディとが接合され
た接合グリーンボディを作る（第２のグリーンボディ成
形工程）。そして、接合グリーンボディからバインダを
除去（脱バインダ工程）してから、バインダを除去した
接合グリーンボディを焼結する（焼結工程）。
【０００６】
【作用】本発明では、バルブ本体射出成形用金型内の嵌
込み部にバルブフェイス用グリーンボディを嵌込んだ後
に、バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を金型
内に射出して、バルブ本体用グリーンボディを成形する
のと同時に、バルブフェイス用グリーンボディとバルブ
本体用グリーンボディとの一体化を図る。この方法によ
ると、別個に成形したバルブフェイス用グリーンボディ
とバルブ本体用グリーンボディとを嵌合させる工程が無
いために、グリーンボディが破損するおそれはなく、製
造効率を高めることができる。またバルブ本体用グリー
ンボディを成形する際に、成形材料はバルブフェイス用
グリーンボディの表面に密着するため、バルブフェイス
用グリーンボディとバルブ本体用グリーンボディとの密
着度は十分に高いものとなる。その結果、焼結後の両者
の接合強度を十分に高めることができる。
込み部にバルブフェイス用グリーンボディを嵌込んだ後
に、バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を金型
内に射出して、バルブ本体用グリーンボディを成形する
のと同時に、バルブフェイス用グリーンボディとバルブ
本体用グリーンボディとの一体化を図る。この方法によ
ると、別個に成形したバルブフェイス用グリーンボディ
とバルブ本体用グリーンボディとを嵌合させる工程が無
いために、グリーンボディが破損するおそれはなく、製
造効率を高めることができる。またバルブ本体用グリー
ンボディを成形する際に、成形材料はバルブフェイス用
グリーンボディの表面に密着するため、バルブフェイス
用グリーンボディとバルブ本体用グリーンボディとの密
着度は十分に高いものとなる。その結果、焼結後の両者
の接合強度を十分に高めることができる。
【０００７】なお、バルブフェイス用グリーンボディを
金型に嵌込む代わりに、先にバルブ本体用グリーンボデ
ィ作ってこれを金型に嵌込み、この金型にバルブフェイ
ス用金属粉末とバインダとの混練物を射出して、後から
バルブフェイス用グリーンボディを成形することもでき
る。しかしながら、バルブフェイス用グリーンボディと
バルブ本体用グリーンボディとを比べると、バルブ本体
用グリーンボディのほうが圧倒的に体積が大きく、しか
も形状が複雑である。そのためバルブ本体用グリーンボ
ディの成形精度と金型の精度とを高くしなければ、金型
内にバルブ本体用グリーンボディを正しく配置すること
ができず、バルブフェイス用グリーンボディを正しい寸
法形状で形成することができないという問題が生じる。
また後からバルブフェイス用グリーンボディを成形する
場合には、金型が複雑になる問題が生じる。そこで本発
明では、バルブフェイス用グリーンボディを予め嵌込ん
だバルブ本体射出成形用金型に、バルブ本体用金属粉末
とバインダとの混練物を射出して接合グリーンボディを
作ることによりこのような問題の解決を図っている。
金型に嵌込む代わりに、先にバルブ本体用グリーンボデ
ィ作ってこれを金型に嵌込み、この金型にバルブフェイ
ス用金属粉末とバインダとの混練物を射出して、後から
バルブフェイス用グリーンボディを成形することもでき
る。しかしながら、バルブフェイス用グリーンボディと
バルブ本体用グリーンボディとを比べると、バルブ本体
用グリーンボディのほうが圧倒的に体積が大きく、しか
も形状が複雑である。そのためバルブ本体用グリーンボ
ディの成形精度と金型の精度とを高くしなければ、金型
内にバルブ本体用グリーンボディを正しく配置すること
ができず、バルブフェイス用グリーンボディを正しい寸
法形状で形成することができないという問題が生じる。
また後からバルブフェイス用グリーンボディを成形する
場合には、金型が複雑になる問題が生じる。そこで本発
明では、バルブフェイス用グリーンボディを予め嵌込ん
だバルブ本体射出成形用金型に、バルブ本体用金属粉末
とバインダとの混練物を射出して接合グリーンボディを
作ることによりこのような問題の解決を図っている。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の製造法の一実施例を図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【０００９】本実施例では２種類のバルブ本体と３種類
のバルブフェイスとをそれぞれ組合わせて６種類のバル
ブを作った。最初にバルブ本体成形用ペレット及びバル
ブフェイス成形用ペレットを作るために、下記の表１に
示す組成のＳＵＨ１１及びＳＵＨ３５からなる各バルブ
本体用金属粉末と、ステライト６、ステライト３２、ナ
イモニック８０Ａからなる各バルブフェイス用金属粉末
とをそれぞれ用意した。
のバルブフェイスとをそれぞれ組合わせて６種類のバル
ブを作った。最初にバルブ本体成形用ペレット及びバル
ブフェイス成形用ペレットを作るために、下記の表１に
示す組成のＳＵＨ１１及びＳＵＨ３５からなる各バルブ
本体用金属粉末と、ステライト６、ステライト３２、ナ
イモニック８０Ａからなる各バルブフェイス用金属粉末
とをそれぞれ用意した。
【００１０】
【表１】 次に等量のポリメタクリル酸エステルとパラフィンワッ
クスとを十分に相溶するように１５０℃で２０分間混練
してバインダを作り、このバインダと表１に示した金属
粉末とをそれぞれ真空混練器内で１５０℃で２時間混練
して均質なスラリを形成した。そしてこのスラリを２０
℃で１時間冷却してから平均粒径２mmになるように粉砕
し、これをペレット作成機で１００ Kg/cm2 で圧縮成形
してバルブ本体成形用ペレットＮｏ．１〜Ｎｏ．２及び
バルブフェイス成形用ペレットＮｏ．３〜Ｎｏ．５を作
った。尚、各金属粉末の粒径及びバインダの混合割合は
表２に示す通りである。
クスとを十分に相溶するように１５０℃で２０分間混練
してバインダを作り、このバインダと表１に示した金属
粉末とをそれぞれ真空混練器内で１５０℃で２時間混練
して均質なスラリを形成した。そしてこのスラリを２０
℃で１時間冷却してから平均粒径２mmになるように粉砕
し、これをペレット作成機で１００ Kg/cm2 で圧縮成形
してバルブ本体成形用ペレットＮｏ．１〜Ｎｏ．２及び
バルブフェイス成形用ペレットＮｏ．３〜Ｎｏ．５を作
った。尚、各金属粉末の粒径及びバインダの混合割合は
表２に示す通りである。
【００１１】
【表２】 次にバルブフェイス成形用ペレットを１３０〜１５０
℃、８００〜１０００ kg/cm3 でバルブフェイス成形用
金型に射出し、平均厚み４mm外径３８mmのリング形状を
呈するバルブフェイス用グリーンボディを成形した。そ
して図１の模式図に示すようにバルブフェイス用グリー
ンボディ１をバルブ本体射出成形用金型の固定型２内の
嵌込み部２ａに嵌め込んだ。次にバルブ本体射出成形用
金型の移動型３を固定型２に結合し、バルブ本体成形用
ペレットを１３０〜１６０℃で溶融した溶融物（バルブ
本体用金属粉末とバインダとの混練物）を６００〜８０
０ kg/cm3 の圧力で移動型３の射出孔３ａを通してバル
ブ本体成形用金型の固定型２内に射出して、バルブ本体
用グリーンボディ４とバルブフェイス用グリーンボディ
１とを接合した接合グリーンボディを作った（図２参
照）。尚、本実施例ではバルブ本体成形用ペレットＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．２及びバルブフェイス成形用ペレットＮ
ｏ．３〜Ｎｏ．５をそれぞれ組み合わせて６種類の接合
グリーンボディを作った。
℃、８００〜１０００ kg/cm3 でバルブフェイス成形用
金型に射出し、平均厚み４mm外径３８mmのリング形状を
呈するバルブフェイス用グリーンボディを成形した。そ
して図１の模式図に示すようにバルブフェイス用グリー
ンボディ１をバルブ本体射出成形用金型の固定型２内の
嵌込み部２ａに嵌め込んだ。次にバルブ本体射出成形用
金型の移動型３を固定型２に結合し、バルブ本体成形用
ペレットを１３０〜１６０℃で溶融した溶融物（バルブ
本体用金属粉末とバインダとの混練物）を６００〜８０
０ kg/cm3 の圧力で移動型３の射出孔３ａを通してバル
ブ本体成形用金型の固定型２内に射出して、バルブ本体
用グリーンボディ４とバルブフェイス用グリーンボディ
１とを接合した接合グリーンボディを作った（図２参
照）。尚、本実施例ではバルブ本体成形用ペレットＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．２及びバルブフェイス成形用ペレットＮ
ｏ．３〜Ｎｏ．５をそれぞれ組み合わせて６種類の接合
グリーンボディを作った。
【００１２】次に各接合グリーンボディに１６００μm/
cm2 の量で紫外線を照射させながら、各接合グリーンボ
ディを図３の温度パターンで加熱して行う米国特許第４
６７８４９８号に示される光分解型脱バインダ法で９０
％の脱バインダを行った後に、１×１０-2Torrの減圧下
において図４の温度パターンで加熱して焼結して６種類
のエンジンバルブを完成した。
cm2 の量で紫外線を照射させながら、各接合グリーンボ
ディを図３の温度パターンで加熱して行う米国特許第４
６７８４９８号に示される光分解型脱バインダ法で９０
％の脱バインダを行った後に、１×１０-2Torrの減圧下
において図４の温度パターンで加熱して焼結して６種類
のエンジンバルブを完成した。
【００１３】表３は各エンジンバルブの焼結後の相対密
度を示している。
度を示している。
【００１４】
【表３】 本表より、各エンジンバルブはいずれも９５％以上の相
対密度で焼結されており、良好に焼結されているのが判
る。
対密度で焼結されており、良好に焼結されているのが判
る。
【００１５】また各エンジンバルブのバルブ本体とバル
ブフェイスとの拡散接合は良好であることが確認され
た。
ブフェイスとの拡散接合は良好であることが確認され
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明では、バルブ本体射出成形用金型
内の嵌込み部にバルブフェイス用グリーンボディを嵌込
んだ後に、バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物
を金型内に射出して、バルブ本体用グリーンボディを成
形するのと同時に、バルブフェイス用グリーンボディと
バルブ本体用グリーンボディとの一体化を図る。したが
って本発明によれば、グリーンボディが破損するおそれ
はなく、製造効率を高めることができ、しかもバルブフ
ェイス用グリーンボディとバルブ本体用グリーンボディ
との密着度は十分に高いものとなる。その結果、焼結後
の接合強度を十分に高めることができる。
内の嵌込み部にバルブフェイス用グリーンボディを嵌込
んだ後に、バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物
を金型内に射出して、バルブ本体用グリーンボディを成
形するのと同時に、バルブフェイス用グリーンボディと
バルブ本体用グリーンボディとの一体化を図る。したが
って本発明によれば、グリーンボディが破損するおそれ
はなく、製造効率を高めることができ、しかもバルブフ
ェイス用グリーンボディとバルブ本体用グリーンボディ
との密着度は十分に高いものとなる。その結果、焼結後
の接合強度を十分に高めることができる。
【００１７】また本発明によれば、バルブフェイス用グ
リーンボディを予め嵌込んだバルブ本体射出成形用金型
に、バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を射出
して接合グリーンボディを作るので、バルブフェイス用
グリーンボディが正し寸法形状で形成できなくなるとい
う問題や金型が複雑になるという問題を解決することが
できる。
リーンボディを予め嵌込んだバルブ本体射出成形用金型
に、バルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を射出
して接合グリーンボディを作るので、バルブフェイス用
グリーンボディが正し寸法形状で形成できなくなるとい
う問題や金型が複雑になるという問題を解決することが
できる。
【図１】 本実施例の製造方法を説明する模式図であ
る。
る。
【図２】 本実施例の製造方法を説明する模式図であ
る。
る。
【図３】 本実施例の製造において脱バインダする際の
温度パターンである。
温度パターンである。
【図４】 本実施例の製造において焼結する際の温度パ
ターンである。
ターンである。
１ バルブフェイス用グリーンボディ ２ａ 嵌込み部 ４ バルブ本体用グリーンボディ
Claims (1)
- 【請求項１】 バルブフェイスとバルブ本体とが焼結体
により形成されてなるエンジンバルブの製造方法であっ
て、 射出成形によりリング状のバルブフェイス用グリーンボ
ディを作る第１のグリーンボディ成形工程と、 前記バルブフェイス用グリーンボディを嵌込む嵌込み部
を備えたバルブ本体射出成形用金型内の前記嵌込み部に
前記バルブフェイス用グリーンボディを嵌込んだ後、バ
ルブ本体用金属粉末とバインダとの混練物を前記金型内
に射出してバルブ本体用グリーンボディと前記バルブフ
ェイス用グリーンボディとが接合された接合グリーンボ
ディを作る第２のグリーンボディ成形工程と、 前記接合グリーンボディからバインダを除去する脱バイ
ンダ工程と、 バインダを除去した前記接合グリーンボディを焼結する
焼結工程とからなるエンジンバルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8852693A JPH06299207A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8852693A JPH06299207A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | エンジンバルブの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299207A true JPH06299207A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=13945290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8852693A Pending JPH06299207A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06299207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117583611A (zh) * | 2022-08-10 | 2024-02-23 | 通用电气公司 | 包含接合材料的接合部件 |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP8852693A patent/JPH06299207A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117583611A (zh) * | 2022-08-10 | 2024-02-23 | 通用电气公司 | 包含接合材料的接合部件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030107 |