JPH07188873A - 内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシート - Google Patents
内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシートInfo
- Publication number
- JPH07188873A JPH07188873A JP33271893A JP33271893A JPH07188873A JP H07188873 A JPH07188873 A JP H07188873A JP 33271893 A JP33271893 A JP 33271893A JP 33271893 A JP33271893 A JP 33271893A JP H07188873 A JPH07188873 A JP H07188873A
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- Japan
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- iron
- based sintered
- valve seat
- sintered alloy
- internal combustion
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐摩耗性に優れた内燃機関用鉄基焼結合金製バ
ルブシートを提供する。 【構成】内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシートを重量
％で、Ｃｒ：０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜５％、Ｎ
ｉ：０．５〜５％、Ｃｏ：２〜１０％およびＣ：０．６
〜１．５％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物か
らなる組成を有する素地中に、全体に占める割合で５〜
２０％のＺｒ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷのけい化物のうちの
１種または２種以上を均一に分散させた組織を有する鉄
基焼結合金で構成したことを特徴とするものである。
ルブシートを提供する。 【構成】内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシートを重量
％で、Ｃｒ：０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜５％、Ｎ
ｉ：０．５〜５％、Ｃｏ：２〜１０％およびＣ：０．６
〜１．５％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物か
らなる組成を有する素地中に、全体に占める割合で５〜
２０％のＺｒ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷのけい化物のうちの
１種または２種以上を均一に分散させた組織を有する鉄
基焼結合金で構成したことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
やＬＰＧエンジンなどの内燃機関のバルブシート、特に
望ましくは吸気側バルブシートとして使用した場合にす
ぐれた耐摩耗性を発揮する鉄基焼結合金製バルブシート
に関するものである。
やＬＰＧエンジンなどの内燃機関のバルブシート、特に
望ましくは吸気側バルブシートとして使用した場合にす
ぐれた耐摩耗性を発揮する鉄基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、内燃機関用バルブシートとして、
例えば特開平３−１５８４４４号公報に記載されている
ように、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃｒ：
０．５〜３％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｎｉ：０．５〜３
％、Ｃｏ：２〜１０％、Ｃ ：０．６〜１．５％、を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなるＦｅ基合
金素地に、Ｃｒ：２５〜４５％、Ｗ ：２０〜３０％、
Ｃｏ：２０〜３０％、Ｃ ：１〜３％、Ｓｉ：０．５〜
２％、Ｎｂ：０．２〜２％、を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる組成を有するＣｒ系合金硬質粒
子が全体に占める割合で１０〜２５％分散した組織を有
するＦｅ基焼結合金からなる耐摩耗性にすぐれたＦｅ基
焼結合金製バルブシートなどが提案されている。
例えば特開平３−１５８４４４号公報に記載されている
ように、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃｒ：
０．５〜３％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｎｉ：０．５〜３
％、Ｃｏ：２〜１０％、Ｃ ：０．６〜１．５％、を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなるＦｅ基合
金素地に、Ｃｒ：２５〜４５％、Ｗ ：２０〜３０％、
Ｃｏ：２０〜３０％、Ｃ ：１〜３％、Ｓｉ：０．５〜
２％、Ｎｂ：０．２〜２％、を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる組成を有するＣｒ系合金硬質粒
子が全体に占める割合で１０〜２５％分散した組織を有
するＦｅ基焼結合金からなる耐摩耗性にすぐれたＦｅ基
焼結合金製バルブシートなどが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近の内燃機
関は、高速回転化などにより、高出力化が計られてお
り、前記従来の鉄基焼結合金製バルブシートを、特にデ
ィーゼルエンジンやＬＰＧエンジンなどの吸気側バルブ
シートとして使用すると、これらエンジンの吸気側は、
機械的負荷が大きいため、このような条件下では、上記
Ｆｅ基合金素地中に分散せる、硬質粒子は、素地との密
着性が十分でなく、硬質粒子の分離によるバルブシート
自体の摩耗進行を速め、また、この分離した硬質粒子
が、相手部材であるバルブの摩耗も促進するという問題
がある。
関は、高速回転化などにより、高出力化が計られてお
り、前記従来の鉄基焼結合金製バルブシートを、特にデ
ィーゼルエンジンやＬＰＧエンジンなどの吸気側バルブ
シートとして使用すると、これらエンジンの吸気側は、
機械的負荷が大きいため、このような条件下では、上記
Ｆｅ基合金素地中に分散せる、硬質粒子は、素地との密
着性が十分でなく、硬質粒子の分離によるバルブシート
自体の摩耗進行を速め、また、この分離した硬質粒子
が、相手部材であるバルブの摩耗も促進するという問題
がある。
【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、特にディーゼルエンジンやＬＰ
Ｇエンジンなどの吸気側バルブシートとに使用されてい
る、上記従来鉄基焼結合金製バルブシートに着目し、こ
の耐摩耗性向上を計るべく研究を行った結果、Ｃｒ：
０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜５％、Ｎｉ：０．５〜５
％、Ｃｏ：２〜１０％およびＣ：０．６〜１．５％を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
する素地中に、全体に占める割合で５〜２０％のＺｒ、
Ｃｒ、ＭｏおよびＷのけい化物のうちの１種または２種
以上を均一に分散させた組織を有する鉄基焼結合金で、
バルブシートを構成すると、この結果の鉄基焼結合金製
バルブシートは、これとエンジンの吸気側に用いても、
素地中に分散しているけい化物粒子がＦｅ基合金素地と
の密着性が著しく良好なために、硬質のけい化物粒子の
分離が原因の摩耗が抑制され、かつ相手部材であるバル
ブの相手攻撃性も著しく低下するようになり、耐摩耗性
が向上し、寿命が大幅に向上するという知見を得たので
ある。
上述のような観点から、特にディーゼルエンジンやＬＰ
Ｇエンジンなどの吸気側バルブシートとに使用されてい
る、上記従来鉄基焼結合金製バルブシートに着目し、こ
の耐摩耗性向上を計るべく研究を行った結果、Ｃｒ：
０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜５％、Ｎｉ：０．５〜５
％、Ｃｏ：２〜１０％およびＣ：０．６〜１．５％を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
する素地中に、全体に占める割合で５〜２０％のＺｒ、
Ｃｒ、ＭｏおよびＷのけい化物のうちの１種または２種
以上を均一に分散させた組織を有する鉄基焼結合金で、
バルブシートを構成すると、この結果の鉄基焼結合金製
バルブシートは、これとエンジンの吸気側に用いても、
素地中に分散しているけい化物粒子がＦｅ基合金素地と
の密着性が著しく良好なために、硬質のけい化物粒子の
分離が原因の摩耗が抑制され、かつ相手部材であるバル
ブの相手攻撃性も著しく低下するようになり、耐摩耗性
が向上し、寿命が大幅に向上するという知見を得たので
ある。
【０００５】本発明は、かかる知見にもとづいてなされ
たものであって、Ｃｒ：０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜
５％、Ｎｉ：０．５〜５％、Ｃｏ：２〜１０％および
Ｃ：０．６〜１．５％を含有し、残りがＦｅおよび不可
避不純物からなる組成を有する素地中に、全体に占める
割合で５〜２０％のＺｒ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷのけい化
物のうちの１種または２種以上を均一に分散させた組織
を有する鉄基焼結合金で構成した内燃機関用バルブシー
トに特徴を有するものである。
たものであって、Ｃｒ：０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜
５％、Ｎｉ：０．５〜５％、Ｃｏ：２〜１０％および
Ｃ：０．６〜１．５％を含有し、残りがＦｅおよび不可
避不純物からなる組成を有する素地中に、全体に占める
割合で５〜２０％のＺｒ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷのけい化
物のうちの１種または２種以上を均一に分散させた組織
を有する鉄基焼結合金で構成した内燃機関用バルブシー
トに特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のバルブシートを構成す
る鉄基焼結合金の成分組成を上記のごとく限定した理由
について説明する。
る鉄基焼結合金の成分組成を上記のごとく限定した理由
について説明する。
【０００７】（ａ）Ｃ Ｃ成分は、ＭｏおよびＣｒと結合して炭化物を形成し、
硬さを向上させ、耐摩耗性を高める作用があるが、その
含有量が０．６％未満では、上記作用に所望の効果が得
られず、一方、その含有量が１．５％を越えると、素地
の硬さが非常に高くなり、相手材であるバルブを摩耗し
てしまうため、その値を０．６〜１．５％望ましくは
０．８〜１．２％に定めた。
硬さを向上させ、耐摩耗性を高める作用があるが、その
含有量が０．６％未満では、上記作用に所望の効果が得
られず、一方、その含有量が１．５％を越えると、素地
の硬さが非常に高くなり、相手材であるバルブを摩耗し
てしまうため、その値を０．６〜１．５％望ましくは
０．８〜１．２％に定めた。
【０００８】（ｂ）Ｃｒ Ｃｒ成分には、素地に固溶して耐熱性を向上させる作用
がある他、炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用
があるが、その含有量が０．５％未満では上記作用に所
望の効果が得られず、一方、その含有量が５％を越える
と、焼結性が劣化することから、その値を０．５〜５
％、望ましくは１．０〜３．０％に定めた。
がある他、炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用
があるが、その含有量が０．５％未満では上記作用に所
望の効果が得られず、一方、その含有量が５％を越える
と、焼結性が劣化することから、その値を０．５〜５
％、望ましくは１．０〜３．０％に定めた。
【０００９】（ｃ）Ｍｏ Ｍｏ成分には、素地に固溶して炭化物を形成し、耐摩耗
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．５％未
満では、上記作用に所望の効果が得られず、一方、その
含有量が５％を越えると、材料強度が低下することか
ら、その値を０．５〜５％、望ましくは１．０〜３．０
％に定めた。
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．５％未
満では、上記作用に所望の効果が得られず、一方、その
含有量が５％を越えると、材料強度が低下することか
ら、その値を０．５〜５％、望ましくは１．０〜３．０
％に定めた。
【００１０】（ｄ）Ｎｉ Ｎｉ成分には、素地に固溶してこれを強化する作用があ
るが、その含有量が０．５％未満では、上記作用に所望
の効果が得られず、一方、その含有量が５％を越えて含
有させても上記作用は飽和するだけであり、不経済であ
ることから、その値を０．５〜５％、望ましくは１．０
〜３．０％に定めた。
るが、その含有量が０．５％未満では、上記作用に所望
の効果が得られず、一方、その含有量が５％を越えて含
有させても上記作用は飽和するだけであり、不経済であ
ることから、その値を０．５〜５％、望ましくは１．０
〜３．０％に定めた。
【００１１】（ｅ）Ｃｏ Ｃｏ成分には、素地に固溶してこれを強化する作用があ
るが、その含有量が２％未満では、上記作用に所望の効
果が得られず、一方、その含有量が１０％を越えて含有
させても上記作用は飽和するだけであり、不経済である
ことから、その値を２〜１０％、望ましくは３〜８％に
定めた。
るが、その含有量が２％未満では、上記作用に所望の効
果が得られず、一方、その含有量が１０％を越えて含有
させても上記作用は飽和するだけであり、不経済である
ことから、その値を２〜１０％、望ましくは３〜８％に
定めた。
【００１２】（ｆ）けい化物 けい化物は、Ｆｅ基合金素地との密着性にすぐれている
ため高出力のディーゼルエンジンやＬＰＧエンジンのバ
ルブシートとして使用しても、素地からの脱落が著しく
抑制され、バルブシートの耐摩耗性向上に寄与する作用
があるが、その含有量が５％未満では、上記作用に所望
の効果が得られず、一方、その含有量が、２０％を越え
ると、強度および靭性が低下するようになることから、
その含有量を５〜２０％、望ましくは１０〜１５％に定
めた。
ため高出力のディーゼルエンジンやＬＰＧエンジンのバ
ルブシートとして使用しても、素地からの脱落が著しく
抑制され、バルブシートの耐摩耗性向上に寄与する作用
があるが、その含有量が５％未満では、上記作用に所望
の効果が得られず、一方、その含有量が、２０％を越え
ると、強度および靭性が低下するようになることから、
その含有量を５〜２０％、望ましくは１０〜１５％に定
めた。
【００１３】
【実施例】つぎに、この発明の鉄基焼結合金製バルブシ
ートを実施例にもとづいて具体的に説明する。原料粉末
として、いずれも粒度：−１００メッシュのＦｅ−１％
Ｃｒ粉末、カーボニルＮｉ粉末、Ｃｏ粉末、Ｍｏ粉末、
Ｗ粉末、Ｓｉ粉末、Ｎｏ粉末および天然黒鉛粉末を用意
し、さらに、３０〜１００μmの範囲内の所定の平均粒
径を有するＺｒＳｉ2粉末、Ｃｒ3Ｓｉ2粉末、ＭｏＳｉ2
粉末およびＷ3Ｓｉ3粉末を用意し、これら原料粉末を、
所定の割合に配合し、混合した後、６〜６．５ｔ／cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を５００゜
Ｃに３０分間保持の条件で脱油、Ｎ2−５％Ｈ2雰囲気中
で温度１１４０〜１１８０゜Ｃ、１時間保持の条件で、
焼結を行い、表１、２に示される成分組成を有し、かつ
外径：３４mm、内径：２７mm、高さ：７．２mmの寸法を
もった本発明鉄基焼結合金製バルブシート（以下、本発
明バルブシートと言う）１〜１５および従来鉄基焼結合
金製バルブシート（以下、従来バルブシートと言う）１
〜１５を作製した。
ートを実施例にもとづいて具体的に説明する。原料粉末
として、いずれも粒度：−１００メッシュのＦｅ−１％
Ｃｒ粉末、カーボニルＮｉ粉末、Ｃｏ粉末、Ｍｏ粉末、
Ｗ粉末、Ｓｉ粉末、Ｎｏ粉末および天然黒鉛粉末を用意
し、さらに、３０〜１００μmの範囲内の所定の平均粒
径を有するＺｒＳｉ2粉末、Ｃｒ3Ｓｉ2粉末、ＭｏＳｉ2
粉末およびＷ3Ｓｉ3粉末を用意し、これら原料粉末を、
所定の割合に配合し、混合した後、６〜６．５ｔ／cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を５００゜
Ｃに３０分間保持の条件で脱油、Ｎ2−５％Ｈ2雰囲気中
で温度１１４０〜１１８０゜Ｃ、１時間保持の条件で、
焼結を行い、表１、２に示される成分組成を有し、かつ
外径：３４mm、内径：２７mm、高さ：７．２mmの寸法を
もった本発明鉄基焼結合金製バルブシート（以下、本発
明バルブシートと言う）１〜１５および従来鉄基焼結合
金製バルブシート（以下、従来バルブシートと言う）１
〜１５を作製した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】ついで上記本発明バルブシート１〜１５お
よび従来バルブシート１〜１５を夫々、排気量２０００
cc、４気筒のディーゼルエンジンの吸気側に組み込み、
１００時間の摩耗試験を行い、バルブシートおよび相手
部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し、その結果を
表１、２に示した。
よび従来バルブシート１〜１５を夫々、排気量２０００
cc、４気筒のディーゼルエンジンの吸気側に組み込み、
１００時間の摩耗試験を行い、バルブシートおよび相手
部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し、その結果を
表１、２に示した。
【００１７】
【発明の効果】表１、２に示された結果から明らかなよ
うに、素地中にけい化物を分散させた本発明バルブシー
ト１〜１５は、いずれも従来バルブシート１〜１５に比
して内燃機関であるディーゼルエンジンの吸気側バルブ
シートとして用いても、小さな相手攻撃性で、著しくす
ぐれた耐摩耗性を示すことが明らかである。
うに、素地中にけい化物を分散させた本発明バルブシー
ト１〜１５は、いずれも従来バルブシート１〜１５に比
して内燃機関であるディーゼルエンジンの吸気側バルブ
シートとして用いても、小さな相手攻撃性で、著しくす
ぐれた耐摩耗性を示すことが明らかである。
【００１８】上述のように、本発明鉄基焼結合金製バル
ブシートは、ディーゼルエンジンやＬＰＧエンジンなど
のように高出力内燃機関の特に、吸気側バルブシートと
して使用した場合に、すぐれた耐摩耗性能を長期に亘っ
て発揮するなど工業上有用な特性をもつものである。
ブシートは、ディーゼルエンジンやＬＰＧエンジンなど
のように高出力内燃機関の特に、吸気側バルブシートと
して使用した場合に、すぐれた耐摩耗性能を長期に亘っ
て発揮するなど工業上有用な特性をもつものである。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、 Ｃｒ：０．５〜５％、Ｍｏ：０．５〜５％、 Ｎｉ：０．５〜５％、Ｃｏ：２〜１０％、 Ｃ：０．６〜１．５％、を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる組成を有する素地中に、全体に占め
る割合で５〜２０重量％のＺｒ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの
けい化物のうちの１種または２種以上を、均一に分散さ
せた組織を有する鉄基焼結合金で構成したことを特徴と
する内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33271893A JPH07188873A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33271893A JPH07188873A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07188873A true JPH07188873A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18258093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33271893A Pending JPH07188873A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 内燃機関用鉄基焼結合金製バルブシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07188873A (ja) |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33271893A patent/JPH07188873A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020205 |