JPH08120306A - 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法Info
- Publication number
- JPH08120306A JPH08120306A JP28587994A JP28587994A JPH08120306A JP H08120306 A JPH08120306 A JP H08120306A JP 28587994 A JP28587994 A JP 28587994A JP 28587994 A JP28587994 A JP 28587994A JP H08120306 A JPH08120306 A JP H08120306A
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- Japan
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- alloy
- hard particles
- valve seat
- based sintered
- sintered alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブ
シートを製造する。 【構成】 Ｆｅ基合金の素地に、Ｃｏ基合金の硬質粒子
が分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成され
たバルブシートの製造法において、前記素地と硬質粒子
との界面部にＮｉを主成分とする合金層を連続的および
／または断続的に存在させて前記硬質粒子の前記素地に
対する密着性を向上させる。
シートを製造する。 【構成】 Ｆｅ基合金の素地に、Ｃｏ基合金の硬質粒子
が分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成され
たバルブシートの製造法において、前記素地と硬質粒子
との界面部にＮｉを主成分とする合金層を連続的および
／または断続的に存在させて前記硬質粒子の前記素地に
対する密着性を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐摩耗性を
有するＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法に関する
ものである。
有するＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、硬質粒子を素地に分散分布させた
組織を有するＦｅ基焼結合金で構成されたバルブシート
が数多く提案され、実用に供されていることは良く知ら
れるところである。
組織を有するＦｅ基焼結合金で構成されたバルブシート
が数多く提案され、実用に供されていることは良く知ら
れるところである。
【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出力化、さらに運転の高速化は
めざましく、これに伴ない、これの構造部材であるバル
ブシートの使用条件は一段と厳しさを増す状況にある
が、上記の従来Ｆｅ基焼結合金製バルブシートの場合、
より一段の苛酷な条件下での使用では硬質粒子の素地か
らの剥離が起り易く、比較的短時間で使用寿命に至るの
が現状である。
機関の高性能化および高出力化、さらに運転の高速化は
めざましく、これに伴ない、これの構造部材であるバル
ブシートの使用条件は一段と厳しさを増す状況にある
が、上記の従来Ｆｅ基焼結合金製バルブシートの場合、
より一段の苛酷な条件下での使用では硬質粒子の素地か
らの剥離が起り易く、比較的短時間で使用寿命に至るの
が現状である。
【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、バルブシートを構成するＦｅ基
焼結合金における硬質粒子の素地に対する密着性向上を
はかるべく研究を行なった結果、硬質粒子をＣｏ基合
金、望ましくは、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、Ｃｒ：１５〜３０％、 Ｍｏ：５〜２０
％、Ｎｉ：５〜２０％、 Ｆｅ：５〜２０％、
Ｃ：０．５〜３％、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基合金に特定し、さらに素
地をＦｅ基合金、望ましくは、Ｃ：０．５〜２％、
Ｎｉ：３〜１０％、Ｃｏ：０．５〜８％、
Ｍｏ：０．５〜２％、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基合金に特定し、かつ
上記硬質粒子の割合を望ましくは全体に占める割合で５
〜２５％に限定した上で、上記Ｃｏ基合金の硬質粒子と
上記Ｆｅ基合金の素地との界面に、Ｎｉを主成分とする
合金層を介在させると、前記合金層の前記硬質粒子およ
び素地の両方に対する結合力はきわめて高いものである
ことから、前記硬質粒子の前記素地に対する密着性が著
しく向上し、この結果のＦｅ基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前記硬質粒子の前
記素地からの剥離が著しく抑制されるようなることか
ら、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するという研
究結果を得たのである。
上述のような観点から、バルブシートを構成するＦｅ基
焼結合金における硬質粒子の素地に対する密着性向上を
はかるべく研究を行なった結果、硬質粒子をＣｏ基合
金、望ましくは、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、Ｃｒ：１５〜３０％、 Ｍｏ：５〜２０
％、Ｎｉ：５〜２０％、 Ｆｅ：５〜２０％、
Ｃ：０．５〜３％、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基合金に特定し、さらに素
地をＦｅ基合金、望ましくは、Ｃ：０．５〜２％、
Ｎｉ：３〜１０％、Ｃｏ：０．５〜８％、
Ｍｏ：０．５〜２％、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基合金に特定し、かつ
上記硬質粒子の割合を望ましくは全体に占める割合で５
〜２５％に限定した上で、上記Ｃｏ基合金の硬質粒子と
上記Ｆｅ基合金の素地との界面に、Ｎｉを主成分とする
合金層を介在させると、前記合金層の前記硬質粒子およ
び素地の両方に対する結合力はきわめて高いものである
ことから、前記硬質粒子の前記素地に対する密着性が著
しく向上し、この結果のＦｅ基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前記硬質粒子の前
記素地からの剥離が著しく抑制されるようなることか
ら、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するという研
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、Ｆｅ基合金、望ましくは、Ｃ：
０．５〜２％、 Ｎｉ：３〜１０％、Ｃｏ：
０．５〜８％、 Ｍｏ：０．５〜２％、を含有
し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成をＦｅ基合
金の素地に、Ｃｏ基合金、望ましくは、Ｃｒ：１５〜３
０％、 Ｍｏ：５〜２０％、Ｎｉ：５〜２０％、
Ｆｅ：５〜２０％、Ｃ：０．５〜３％、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
Ｃｏ基合金の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦｅ
基焼結合金で構成されたバルブシートの製造法におい
て、前記硬質粒子と素地との界面部にＮｉを主成分とす
る合金層を連続的および／または断続的に存在させて前
記硬質粒子の前記素地に対する密着性を向上させること
によりＦｅ基焼結合金製バルブシートの耐摩耗性を向上
させる方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、Ｆｅ基合金、望ましくは、Ｃ：
０．５〜２％、 Ｎｉ：３〜１０％、Ｃｏ：
０．５〜８％、 Ｍｏ：０．５〜２％、を含有
し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成をＦｅ基合
金の素地に、Ｃｏ基合金、望ましくは、Ｃｒ：１５〜３
０％、 Ｍｏ：５〜２０％、Ｎｉ：５〜２０％、
Ｆｅ：５〜２０％、Ｃ：０．５〜３％、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
Ｃｏ基合金の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦｅ
基焼結合金で構成されたバルブシートの製造法におい
て、前記硬質粒子と素地との界面部にＮｉを主成分とす
る合金層を連続的および／または断続的に存在させて前
記硬質粒子の前記素地に対する密着性を向上させること
によりＦｅ基焼結合金製バルブシートの耐摩耗性を向上
させる方法に特徴を有するものである。
【０００６】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。硬質粒子形成用原料粉末として、いずれ
も４７〜６９μｍの範囲内の所定の平均粒径および表１
に示される組成をもったＣｏ基合金粉末Ａ〜Ｋを用意
し、さらに素地形成用原料粉末として、いずれも１００
μｍ以下の粒度を有するＮｉ粉末、Ｃｏ粉末、Ｍｏ粉
末、Ｆｅ粉末、および黒鉛粉末を用意し、また、さらに
上記Ｃｏ基合金粉末Ａ〜Ｋのそれぞれを５μｍの平均粒
径を有するカーボニルＮｉの所定量と一緒に混合した
後、これを水素雰囲気中、９００℃に１時間保持の条件
で加熱し、冷却後解砕してＮｉ被覆Ｃｏ基合金粉末と
し、これらの原料粉末を表２，３に示される配合組成に
配合し、これに潤滑材として１％のステアリン酸亜鉛を
加えてミキサーにて３０分間混合した後、７ton ／cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を５００℃
に３０分間保持して脱脂し、ついで真空中、１１００〜
１２００℃の範囲内の所定温度に１時間保持の条件で焼
結することにより本発明法１〜１３および従来法１〜１
３をそれぞれ実施し、いずれも外径：３４mm×厚さ：７
mmの寸法を有し、かつ上記配合組成と実質的に同じ組成
をもったＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造した。
的に説明する。硬質粒子形成用原料粉末として、いずれ
も４７〜６９μｍの範囲内の所定の平均粒径および表１
に示される組成をもったＣｏ基合金粉末Ａ〜Ｋを用意
し、さらに素地形成用原料粉末として、いずれも１００
μｍ以下の粒度を有するＮｉ粉末、Ｃｏ粉末、Ｍｏ粉
末、Ｆｅ粉末、および黒鉛粉末を用意し、また、さらに
上記Ｃｏ基合金粉末Ａ〜Ｋのそれぞれを５μｍの平均粒
径を有するカーボニルＮｉの所定量と一緒に混合した
後、これを水素雰囲気中、９００℃に１時間保持の条件
で加熱し、冷却後解砕してＮｉ被覆Ｃｏ基合金粉末と
し、これらの原料粉末を表２，３に示される配合組成に
配合し、これに潤滑材として１％のステアリン酸亜鉛を
加えてミキサーにて３０分間混合した後、７ton ／cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を５００℃
に３０分間保持して脱脂し、ついで真空中、１１００〜
１２００℃の範囲内の所定温度に１時間保持の条件で焼
結することにより本発明法１〜１３および従来法１〜１
３をそれぞれ実施し、いずれも外径：３４mm×厚さ：７
mmの寸法を有し、かつ上記配合組成と実質的に同じ組成
をもったＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造した。
【０００７】この結果得られた各種のバルブシートにつ
いて、耐摩耗性を評価する目的で摩耗試験を行なった。
摩耗試験は、バルブシートを、排気量：２０００ccのガ
ソリンエンジンに組み込み、無鉛ガソリンを用い、バル
ブ材質：ＪＩＳ・ＳＵＨ３５、エンジン回転数：６００
０r.p.m.、試験時間：１００時間の条件で行ない、バル
ブシートの最大摩耗深さおよび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４に示
した。
いて、耐摩耗性を評価する目的で摩耗試験を行なった。
摩耗試験は、バルブシートを、排気量：２０００ccのガ
ソリンエンジンに組み込み、無鉛ガソリンを用い、バル
ブ材質：ＪＩＳ・ＳＵＨ３５、エンジン回転数：６００
０r.p.m.、試験時間：１００時間の条件で行ない、バル
ブシートの最大摩耗深さおよび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４に示
した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】
【表３】
【００１１】
【表４】
【００１２】
【発明の効果】表４に示される結果から、本発明法１〜
１３によって製造されたＦｅ基焼結合金製バルブシート
は、これを構成するＦｅ基焼結合金の硬質粒子と素地の
界面部に存在するＮｉを主成分とする合金層（焼結時
に、原料粉末であるＮｉ被覆Ｃｏ基合金粉末の被覆Ｎｉ
中に、硬質粒子を構成する前記Ｃｏ基合金および素地の
構成成分が固溶してＮｉを主成分とする合金層が形成さ
れる）の作用で素地に対する硬質粒子の密着性が著しく
向上するようになるので、上記の高速運転条件でも相手
攻撃性の低い状態で、すぐれた耐摩耗性を示すのに対し
て、従来法１〜１３で製造されたＦｅ基焼結合金製バル
ブシートにおいては、硬質粒子の素地に対する密着性が
十分でないために、硬質粒子に剥離が発生し易く、耐摩
耗性および相手攻撃性のいずれの特性も劣ったものにな
ることが明らかである。上述のように、この発明の方法
によれば、硬質粒子の素地に対する密着性の著しくすぐ
れたＦｅ基焼結合金で構成されたバルブシートを製造す
ることができ、したがってこの結果のＦｅ基焼結合金製
バルブシートは苛酷な条件下でも低い相手攻撃性で、す
ぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
１３によって製造されたＦｅ基焼結合金製バルブシート
は、これを構成するＦｅ基焼結合金の硬質粒子と素地の
界面部に存在するＮｉを主成分とする合金層（焼結時
に、原料粉末であるＮｉ被覆Ｃｏ基合金粉末の被覆Ｎｉ
中に、硬質粒子を構成する前記Ｃｏ基合金および素地の
構成成分が固溶してＮｉを主成分とする合金層が形成さ
れる）の作用で素地に対する硬質粒子の密着性が著しく
向上するようになるので、上記の高速運転条件でも相手
攻撃性の低い状態で、すぐれた耐摩耗性を示すのに対し
て、従来法１〜１３で製造されたＦｅ基焼結合金製バル
ブシートにおいては、硬質粒子の素地に対する密着性が
十分でないために、硬質粒子に剥離が発生し易く、耐摩
耗性および相手攻撃性のいずれの特性も劣ったものにな
ることが明らかである。上述のように、この発明の方法
によれば、硬質粒子の素地に対する密着性の著しくすぐ
れたＦｅ基焼結合金で構成されたバルブシートを製造す
ることができ、したがってこの結果のＦｅ基焼結合金製
バルブシートは苛酷な条件下でも低い相手攻撃性で、す
ぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
フロントページの続き (72)発明者 河野 通 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ基合金の素地に、Ｃｏ基合金の硬質
粒子が分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成
されたバルブシートの製造法において、前記硬質粒子と
素地との界面部にＮｉを主成分とする合金層を連続的お
よび／または断続的に存在させて前記硬質粒子の前記素
地に対する密着性を向上させることを特徴とする耐摩耗
性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28587994A JPH08120306A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28587994A JPH08120306A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08120306A true JPH08120306A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17697215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28587994A Withdrawn JPH08120306A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08120306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004136350A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 軽金属合金鋳包み用バルブシート |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP28587994A patent/JPH08120306A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004136350A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 軽金属合金鋳包み用バルブシート |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |