JPS6024174B2 - 弁座用Ｆｅ基焼結合金 - Google Patents
弁座用Ｆｅ基焼結合金Info
- Publication number
- JPS6024174B2 JPS6024174B2 JP7408180A JP7408180A JPS6024174B2 JP S6024174 B2 JPS6024174 B2 JP S6024174B2 JP 7408180 A JP7408180 A JP 7408180A JP 7408180 A JP7408180 A JP 7408180A JP S6024174 B2 JPS6024174 B2 JP S6024174B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- valve
- valve seats
- content
- based sintered
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、すぐれた耐熱性、耐摩耗性、被削性、およ
び自己潤滑性を有し、特に内燃機関における弁座の製造
に使用するのに適したＦｅ基糠結合金に関するものであ
る。
び自己潤滑性を有し、特に内燃機関における弁座の製造
に使用するのに適したＦｅ基糠結合金に関するものであ
る。
従来、例えば内燃機関駆動用燃料として有鉛ガソリンが
使用され、前記有給ガソリンにおいては、これが熱焼す
る際に、ガソリン中に含有させたアルキル鉛から無機鉛
が生成し、この生成無機鉛の一部が弁および弁座に付着
することから、弁および弁座の耐酸化性、自己潤滑性、
および耐摩耗性が著しく改善されるようになるなどガソ
リン中の鉛の効果には大なるものがあった。
使用され、前記有給ガソリンにおいては、これが熱焼す
る際に、ガソリン中に含有させたアルキル鉛から無機鉛
が生成し、この生成無機鉛の一部が弁および弁座に付着
することから、弁および弁座の耐酸化性、自己潤滑性、
および耐摩耗性が著しく改善されるようになるなどガソ
リン中の鉛の効果には大なるものがあった。
しかし排気ガス規制により有鉛ガソリンの使用が困難に
なりつつある現状では、弁および弁座の酸化および摩耗
の抑制、並びに自己潤滑性の付与を、前記有鉛ガソリン
における鉛効果に期待することはできず、したがって弁
座自体の材質向上をはかることによって、これらの問題
解決をはかる鏡向にあるのが現状である。
なりつつある現状では、弁および弁座の酸化および摩耗
の抑制、並びに自己潤滑性の付与を、前記有鉛ガソリン
における鉛効果に期待することはできず、したがって弁
座自体の材質向上をはかることによって、これらの問題
解決をはかる鏡向にあるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、無鉛ガ
ソリンを使用した場合にも、その機能を十分に発揮する
内燃機関用弁座を得べく材質面より研究を行なった結果
、Ｃ：０．５〜３％、Ｃｒ：１〜２０％、Ｓ：０．０５
〜２％、Ｍｏ：０．１〜５％、Ｂ：０．００５〜１％を
含有し、必要に応じてＰ：０．１〜２％およびＳｉ：０
．０５〜２％のうちの１種または２種を含有し、さらに
必要に応じてＮｉ：０．１〜５％およびＣｏ：０．１〜
５％のうちの１種または２種を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成（以上重量％、以下％はすべて
重量％を意味する）を有するＦｅ基嫌結合金は、素地と
の密着性が良好で自己潤滑性を有する硫化物相が素地の
結晶粒界に均一の分散した組織をもつため、これを特に
内燃機関における弁座の製造に使用した場合、無鉛ガソ
リン、軽油、およびＬ．Ｐ．Ｇなどの燃料使用に際して
も、すぐれた耐熱性、耐摩耗性、および自己潤滑性を示
し、さらに弁座製造に際してはすぐれた被削性を示すな
ど有用な特性を有することを見出したのである。
ソリンを使用した場合にも、その機能を十分に発揮する
内燃機関用弁座を得べく材質面より研究を行なった結果
、Ｃ：０．５〜３％、Ｃｒ：１〜２０％、Ｓ：０．０５
〜２％、Ｍｏ：０．１〜５％、Ｂ：０．００５〜１％を
含有し、必要に応じてＰ：０．１〜２％およびＳｉ：０
．０５〜２％のうちの１種または２種を含有し、さらに
必要に応じてＮｉ：０．１〜５％およびＣｏ：０．１〜
５％のうちの１種または２種を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成（以上重量％、以下％はすべて
重量％を意味する）を有するＦｅ基嫌結合金は、素地と
の密着性が良好で自己潤滑性を有する硫化物相が素地の
結晶粒界に均一の分散した組織をもつため、これを特に
内燃機関における弁座の製造に使用した場合、無鉛ガソ
リン、軽油、およびＬ．Ｐ．Ｇなどの燃料使用に際して
も、すぐれた耐熱性、耐摩耗性、および自己潤滑性を示
し、さらに弁座製造に際してはすぐれた被削性を示すな
ど有用な特性を有することを見出したのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。
て、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。
｛ａ）Ｃ
Ｃ成分には素地に固溶して合金素地を強化するほか、炭
化物を形成して合金の耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．５％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方３％を越えて含有させると、合金の
腕化が著しくなると共に硬さ上昇が著しくなって、相手
材たる弁への攻撃性が増大することから、その含有量を
０．５〜３％と定めた。
化物を形成して合金の耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．５％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方３％を越えて含有させると、合金の
腕化が著しくなると共に硬さ上昇が著しくなって、相手
材たる弁への攻撃性が増大することから、その含有量を
０．５〜３％と定めた。
【ｂ｝ Ｃｒ
Ｃｒ成分にはＣと反応して炭化物を形成し、もって合金
の耐摩耗性を向上させるほか、素地に固溶して、その耐
熱性を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方２０％を越
えて含有させると、合金強度の急激な低下および硬さの
上昇を招いて弁損傷を著しく早めることから、その含有
量を１〜２ｏ％と定めた。
の耐摩耗性を向上させるほか、素地に固溶して、その耐
熱性を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方２０％を越
えて含有させると、合金強度の急激な低下および硬さの
上昇を招いて弁損傷を著しく早めることから、その含有
量を１〜２ｏ％と定めた。
‘ｃ’Ｓ
Ｓ成分はＦｅ成分と反応して自己潤滑性および快削性を
付与するための硫化物を形成するが、その含有量が０．
０５％未満では、所望の自己潤滑性および快削性を合金
に付与することができず、一方２％を越えて含有させる
と、合金強度が低下するようになることから、その含有
量を０．０５〜２％と定めた。
付与するための硫化物を形成するが、その含有量が０．
０５％未満では、所望の自己潤滑性および快削性を合金
に付与することができず、一方２％を越えて含有させる
と、合金強度が低下するようになることから、その含有
量を０．０５〜２％と定めた。
‘ｄｌ Ｍｏ
Ｍｏ成分にはＣｒ成分と同様に素地に固落して前記素地
の耐熱性を向上させるほか、Ｃと反応し炭化物を形成し
て合金の耐摩耗性を向上させ、さらに合金の暁入性を改
善する作用があるが、その含有量が０．１％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方５％を越えて含有
させると、合金強度が低下するようになることから、そ
の含有量を０．１〜５％と定めた。
の耐熱性を向上させるほか、Ｃと反応し炭化物を形成し
て合金の耐摩耗性を向上させ、さらに合金の暁入性を改
善する作用があるが、その含有量が０．１％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方５％を越えて含有
させると、合金強度が低下するようになることから、そ
の含有量を０．１〜５％と定めた。
【ｅ’Ｂ
Ｂ成分には競結中に液相を発生して糠緒を活性化し、安
定した炭化物の生成と密度の上昇を可能とする作用があ
るが、その含有量が０．００５％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方１％を越えて含有させると、
合金腕化が著しくなるこから、その含有量を０．００５
〜１％と定めた。
定した炭化物の生成と密度の上昇を可能とする作用があ
るが、その含有量が０．００５％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方１％を越えて含有させると、
合金腕化が著しくなるこから、その含有量を０．００５
〜１％と定めた。
‘ｆ’ ＰおよびＳｉこれらの成分にはＢとの共存にお
いて、凝結をより活性化する均等的作用があるが、Ｐ：
０．１％禾満およびＳｉ：０．０５％未満の含有では、
これら成分含有による改善効果が得られず、一方Ｐ：２
％およびＳｉ：２％をそれぞれ越えて含有させると、合
金の腕化が著しくなることから、それぞれＰ：０．１〜
２％、Ｓｉ：０．０５〜２％と定めた。
いて、凝結をより活性化する均等的作用があるが、Ｐ：
０．１％禾満およびＳｉ：０．０５％未満の含有では、
これら成分含有による改善効果が得られず、一方Ｐ：２
％およびＳｉ：２％をそれぞれ越えて含有させると、合
金の腕化が著しくなることから、それぞれＰ：０．１〜
２％、Ｓｉ：０．０５〜２％と定めた。
（ｇ） ＮｉおよびＣＯＮｉおよびＣｏ成分には合金素
地に園溶して、その強度および耐熱性を高める均等的作
用があるので、特に合金素地を強化する必要がある場合
に含有されるが、その含有量がそれぞれ０．１％未満で
は前記作用に所望の向上効果が現われず、一方それぞれ
５％を越えて含有さてもより一段の向上効果は見られず
経済的でないことから、ＮｉおよびＣｏの含有量を、そ
れぞれ０．１〜５％と定めた。
地に園溶して、その強度および耐熱性を高める均等的作
用があるので、特に合金素地を強化する必要がある場合
に含有されるが、その含有量がそれぞれ０．１％未満で
は前記作用に所望の向上効果が現われず、一方それぞれ
５％を越えて含有さてもより一段の向上効果は見られず
経済的でないことから、ＮｉおよびＣｏの含有量を、そ
れぞれ０．１〜５％と定めた。
なお、この発明のＦｅ基競結合金は、通常の粉末冶金法
にしたがって通常の製造条件にて製造することができる
が、原料粉末に関して、特にＳについては、０．２〜４
０％Ｓ含有のＦｅ一Ｓ合金粉末や表面を硫化物で被覆し
たものからなる被覆Ｆｅ粉末、またＢについては、５〜
３０％Ｂ含有のＦｅ−Ｂ合金粉末などの使用が望ましく
、さらにＣｒ、Ｍｏ、Ｐ、およびＳｉについては、これ
ら成分単体粉末やフェロアロィ粉末などとして使用する
ことができる。また、この発明のＦｅ基凝結合金は７．
０夕／塊以上の密度をもつことが望ましく、これは、７
．０夕／仇未満の密度では所望のすぐれた耐摩耗性およ
び強度を確保することができないという理由からである
。
にしたがって通常の製造条件にて製造することができる
が、原料粉末に関して、特にＳについては、０．２〜４
０％Ｓ含有のＦｅ一Ｓ合金粉末や表面を硫化物で被覆し
たものからなる被覆Ｆｅ粉末、またＢについては、５〜
３０％Ｂ含有のＦｅ−Ｂ合金粉末などの使用が望ましく
、さらにＣｒ、Ｍｏ、Ｐ、およびＳｉについては、これ
ら成分単体粉末やフェロアロィ粉末などとして使用する
ことができる。また、この発明のＦｅ基凝結合金は７．
０夕／塊以上の密度をもつことが望ましく、これは、７
．０夕／仇未満の密度では所望のすぐれた耐摩耗性およ
び強度を確保することができないという理由からである
。
つぎに、この発明のＦｅ基糠結合金を実施例により比較
例と対比しながら説明する。
例と対比しながら説明する。
実施例
原料粉末として、粒度一１０仇ｈａｓｈのＦｅ粉末（ア
トマィズ鉄粉で希釈）、天然黒鉛粉末、粒度一２０〃ｍ
のＭｏ粉末、粒度一１０伍ｈａｓｈの３６％Ｓの含有の
Ｆｅ−Ｓ合金粉末、粒度一１０仇ｈａｓｈの２０％Ｂ含
有のＦｅ−Ｂ合金粉末、粒度一１０仇ｈａｓｈの２６％
Ｐの含有のＦｅ−Ｐ合金粉末、粒度一１００ｈａｓｈの
７７％Ｓｉ含有のＦｅ−Ｓｉ合金粉末、粒度−２０〃ｍ
のＣｏ粉末、および粒度−２００ｈａｓｈのＮｉ粉末を
用意し、これら原料粉末を第１表に示される最終成分組
成をもつようにそれぞれ配合し、混合し、この結果得ら
れた混合粉末より成形圧力：的ｏｎ／のにて庄粉体を成
形し、ついで前記圧粉体をアンモニア分解ガス雰囲気中
にて温度：５００℃に３０第１表分間加熱保持して混合
時に配合した潤滑剤を除去した後、真空中、温度：１１
５０〜１２００３０に６び分間保持して競結し、引続い
て急冷して競入れを行ない、さらに大気中にて温度：５
８０ｑｏに６０分間加熱保持の焼戻しを施すことによっ
て本発明暁結合金１〜１９および比較競結合金１〜８を
それぞれ製造した。
トマィズ鉄粉で希釈）、天然黒鉛粉末、粒度一２０〃ｍ
のＭｏ粉末、粒度一１０伍ｈａｓｈの３６％Ｓの含有の
Ｆｅ−Ｓ合金粉末、粒度一１０仇ｈａｓｈの２０％Ｂ含
有のＦｅ−Ｂ合金粉末、粒度一１０仇ｈａｓｈの２６％
Ｐの含有のＦｅ−Ｐ合金粉末、粒度一１００ｈａｓｈの
７７％Ｓｉ含有のＦｅ−Ｓｉ合金粉末、粒度−２０〃ｍ
のＣｏ粉末、および粒度−２００ｈａｓｈのＮｉ粉末を
用意し、これら原料粉末を第１表に示される最終成分組
成をもつようにそれぞれ配合し、混合し、この結果得ら
れた混合粉末より成形圧力：的ｏｎ／のにて庄粉体を成
形し、ついで前記圧粉体をアンモニア分解ガス雰囲気中
にて温度：５００℃に３０第１表分間加熱保持して混合
時に配合した潤滑剤を除去した後、真空中、温度：１１
５０〜１２００３０に６び分間保持して競結し、引続い
て急冷して競入れを行ない、さらに大気中にて温度：５
８０ｑｏに６０分間加熱保持の焼戻しを施すことによっ
て本発明暁結合金１〜１９および比較競結合金１〜８を
それぞれ製造した。
さらに、比較の目的で、弁座の製造に主として用いられ
ているマルテンサィト系の耐熱鋼であるＪＩＳ・ＳＵＨ
−４に相当する組成を有する合金を比較合金９として製
造し、その組成を第１表に合せて示した。
ているマルテンサィト系の耐熱鋼であるＪＩＳ・ＳＵＨ
−４に相当する組成を有する合金を比較合金９として製
造し、その組成を第１表に合せて示した。
ついで、この結果得られた本発明焼結合金１〜１９およ
び比鮫焼結合金１〜８トさらに比較合金９の密度、硬さ
（ロックウェル硬さＣスケール）、および抗折力を測定
し、この測定結果を第１表に合せて示した。
び比鮫焼結合金１〜８トさらに比較合金９の密度、硬さ
（ロックウェル硬さＣスケール）、および抗折力を測定
し、この測定結果を第１表に合せて示した。
さらに、上記本発明煉結合金１〜１９および比較糠結合
金１〜８、さらに比較合金９から製造された弁座のそれ
ぞれについて、実用試験にシュミレートさせた自動温度
制御付偏０カム駆動式の熱間繰返し衝撃を行なう弁−弁
座摩耗試験を用い、雰囲気：プロパンガス燃焼雰囲気、
弁材質：オーステナィト系弁用鋼、弁温度：９００００
、弁座温度：３５０００、ストローク：６．８肋、運転
回転数：３００仇．ｐ．ｍ、運転時間：５胡時間の条件
にて摩耗耐久性試験を行ない、試験後における弁および
弁座の摩耗深さを測定した。
金１〜８、さらに比較合金９から製造された弁座のそれ
ぞれについて、実用試験にシュミレートさせた自動温度
制御付偏０カム駆動式の熱間繰返し衝撃を行なう弁−弁
座摩耗試験を用い、雰囲気：プロパンガス燃焼雰囲気、
弁材質：オーステナィト系弁用鋼、弁温度：９００００
、弁座温度：３５０００、ストローク：６．８肋、運転
回転数：３００仇．ｐ．ｍ、運転時間：５胡時間の条件
にて摩耗耐久性試験を行ない、試験後における弁および
弁座の摩耗深さを測定した。
この測定結果も第１表に合せて示した。第１表に示され
る結果から、本発明暁結合金１〜１９で製造された弁座
においては、いずれも摩耗がきわめて少なく、かつ相手
村である弁の摩耗も少ないものであるのに対して、いず
れもこの発明の範囲から外れた成分組成を有する比鮫焼
結合金１〜８および従来弁座用として用いられている比
較合金９はいずれも弁座摩耗の大きいものであった。
る結果から、本発明暁結合金１〜１９で製造された弁座
においては、いずれも摩耗がきわめて少なく、かつ相手
村である弁の摩耗も少ないものであるのに対して、いず
れもこの発明の範囲から外れた成分組成を有する比鮫焼
結合金１〜８および従来弁座用として用いられている比
較合金９はいずれも弁座摩耗の大きいものであった。
上述のように、この発明のＦｅ基暁結合金は、残留オー
ステナィト相を含む焼戻しマルテンサィト相の素地中に
、素地との密着性が良好な硫化物と炭化物とが均一に分
散した組織を有するので、耐熱性、耐摩耗性、自己潤滑
性、および被削性のすぐれたものであり、したがって、
特に無鉛ガソリン、軽油、および液化プロパンガスなど
の弁および弁座保護化合物の生成がない燃料を使用する
内燃機関の弁座として使用した場合にもきわめてすぐれ
た高温摩耗耐久性を示すなど工業上有用な特性を具備す
るものである。
ステナィト相を含む焼戻しマルテンサィト相の素地中に
、素地との密着性が良好な硫化物と炭化物とが均一に分
散した組織を有するので、耐熱性、耐摩耗性、自己潤滑
性、および被削性のすぐれたものであり、したがって、
特に無鉛ガソリン、軽油、および液化プロパンガスなど
の弁および弁座保護化合物の生成がない燃料を使用する
内燃機関の弁座として使用した場合にもきわめてすぐれ
た高温摩耗耐久性を示すなど工業上有用な特性を具備す
るものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：０．５〜３％、Ｃｒ：１〜２０％、Ｓ：０．０
５〜２％、Ｍｏ：０．１〜５％、Ｂ：０．００５〜１％
を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする弁座用Ｆｅ基焼結
合金。 ２ Ｃ：０．５〜３％、Ｃｒ：１〜２０％、Ｓ：０．０
５〜２％、Ｍｏ：０．１〜５％、Ｂ：０．００５〜１％
を含有し、さらにＰ：０．１〜２％およびＳｉ：０．０
５〜２％のうちの１種または２種を含有し、残りがＦｅ
と不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有するこ
とを特徴とする弁座用Ｆｅ基焼結合金。 ３ Ｃ：０．５〜３％、Ｃｒ：１〜２０％、Ｓ：０．０
５〜２％、Ｍｏ：０．１〜５％、Ｂ：０．００５〜１％
を含有し、さらにＰ：０．１〜２％およびＳｉ：０．０
５〜２％のうちの１種または２種と、Ｎｉ：０．１〜５
％およびＣｏ：０．１〜５のうちの１種または２種を含
有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有することを特徴とする弁座用Ｆｅ基焼結合金
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7408180A JPS6024174B2 (ja) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | 弁座用Ｆｅ基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7408180A JPS6024174B2 (ja) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | 弁座用Ｆｅ基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56169754A JPS56169754A (en) | 1981-12-26 |
| JPS6024174B2 true JPS6024174B2 (ja) | 1985-06-11 |
Family
ID=13536851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7408180A Expired JPS6024174B2 (ja) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | 弁座用Ｆｅ基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024174B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3221192B2 (ja) * | 1993-10-18 | 2001-10-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 吸気用バルブシート |
| JP3340614B2 (ja) * | 1996-03-28 | 2002-11-05 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高温強度に優れたＦｅまたはＮｉ基耐熱固化成形体 |
| US6358298B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-03-19 | Quebec Metal Powders Limited | Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom |
| GB2451898A (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-18 | Federal Mogul Sintered Prod | Sintered valve seat |
-
1980
- 1980-06-02 JP JP7408180A patent/JPS6024174B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56169754A (en) | 1981-12-26 |
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