JPS6164859A - バルブシ−ト用鉄系焼結合金 - Google Patents
バルブシ−ト用鉄系焼結合金Info
- Publication number
- JPS6164859A JPS6164859A JP18411884A JP18411884A JPS6164859A JP S6164859 A JPS6164859 A JP S6164859A JP 18411884 A JP18411884 A JP 18411884A JP 18411884 A JP18411884 A JP 18411884A JP S6164859 A JPS6164859 A JP S6164859A
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- JP
- Japan
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- powder
- iron
- valve seat
- sintered alloy
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- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関に用いられるバルブシート用鉄系焼結
合金に関するものである。
合金に関するものである。
内燃機関用バルブシート、特に自動車用内燃機関のバル
ブシートには、ガソリン燃料の無鉛化によるパルブリセ
ツション防止のため種々の材料が提案されている。例え
ばＦｅＭｏ、 Ｇｏ、 ０を含有する耐摩耗性の良好な
鉄系焼結合金等が挙げられる。
ブシートには、ガソリン燃料の無鉛化によるパルブリセ
ツション防止のため種々の材料が提案されている。例え
ばＦｅＭｏ、 Ｇｏ、 ０を含有する耐摩耗性の良好な
鉄系焼結合金等が挙げられる。
しかしながら、近年、内燃機関に対する高性能化の要求
からバルブシートに対する要求もきびしくなシ、耐熱性
、耐食性、耐摩耗性等のより以上の改善が望まれている
。これらの要望を解決するために高価な材料を大量に使
用することが考えられるがコスト高になる。
からバルブシートに対する要求もきびしくなシ、耐熱性
、耐食性、耐摩耗性等のより以上の改善が望まれている
。これらの要望を解決するために高価な材料を大量に使
用することが考えられるがコスト高になる。
本発明は耐熱性、耐食性、耐摩耗性等に優れたバルブシ
ート用鉄系焼結合金を提供することを目的とするもので
ある。
ート用鉄系焼結合金を提供することを目的とするもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のバルブシート用鉄系焼結合金は、ａ）、Ｃｒ、
Ｍｏ、 Ｖ及びＭｎからなる詳から選ばれる元素１種
又は２種以上を１〜２０重ｆチ含有する鉄基合金の１ｓ
又は２種以上を素地材とし、 全重量比で、 ｂ）、 ｃα３〜２ｔ！ｊ１ Ｃ）、 Ｃｏ ３〜１５ ％、 ｄ）、Ｍｏを６０〜７０重ｉｓ含有するＦｅＭｏ５〜１
５％、及び ｅ）、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｗ、 Ｖ、 Ｎｂ、 Ｔｉ及
びＴａの炭化物のうちの少なくとも１ ＄ｉ ０．３〜
５％とからなり、Ｆｅ Ｍｏ及び炭化物が焼結合金素地
中に均一に分散していることを特徴とする・以下、本発
明においてチは特記しない限り、重量％を示す。
Ｍｏ、 Ｖ及びＭｎからなる詳から選ばれる元素１種
又は２種以上を１〜２０重ｆチ含有する鉄基合金の１ｓ
又は２種以上を素地材とし、 全重量比で、 ｂ）、 ｃα３〜２ｔ！ｊ１ Ｃ）、 Ｃｏ ３〜１５ ％、 ｄ）、Ｍｏを６０〜７０重ｉｓ含有するＦｅＭｏ５〜１
５％、及び ｅ）、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｗ、 Ｖ、 Ｎｂ、 Ｔｉ及
びＴａの炭化物のうちの少なくとも１ ＄ｉ ０．３〜
５％とからなり、Ｆｅ Ｍｏ及び炭化物が焼結合金素地
中に均一に分散していることを特徴とする・以下、本発
明においてチは特記しない限り、重量％を示す。
本発明において、素地として、Ｏｒ ６〜１８チを含有
する鉄基合金、Ｏｒ １〜５％、Ｍｏ ０．１〜１チ及
びＶα１〜１チを含有する鉄基合金、０ｒ（１５〜２チ
１．Ｍｏ ｏ、 １〜１ ％及びＭｎ １１．１〜１チ
を含有する鉄基合金のうちの少なくとも１種を用いるこ
とが好ましい。
する鉄基合金、Ｏｒ １〜５％、Ｍｏ ０．１〜１チ及
びＶα１〜１チを含有する鉄基合金、０ｒ（１５〜２チ
１．Ｍｏ ｏ、 １〜１ ％及びＭｎ １１．１〜１チ
を含有する鉄基合金のうちの少なくとも１種を用いるこ
とが好ましい。
また、必要により、上記焼結体にｐｂを１〜２０チ溶浸
することも好ましい。
することも好ましい。
以下１本発明で用いる各成分元素の限定理由について説
明する。
明する。
まず本発明の素地用鉄基合金について説明するとｓ Ｏ
ｒ ＋ Ｎｆｏ Ｔ Ｖ及び当からなる群から選ばれる
元素１種又は２種以上を１〜２０チ含有する鉄基合金の
１種又は２種以上を使用することにより、鉄素地の耐熱
性、耐食性の向上を計るもので、Ｃｒ、へ４ｏ、Ｖ及び
Ｍｎから選ばれる元素１種又は２演以上の添加が１％未
満では効果が少なく、一方２０乃を越えても添加の割に
は効果が向上しない。
ｒ ＋ Ｎｆｏ Ｔ Ｖ及び当からなる群から選ばれる
元素１種又は２種以上を１〜２０チ含有する鉄基合金の
１種又は２種以上を使用することにより、鉄素地の耐熱
性、耐食性の向上を計るもので、Ｃｒ、へ４ｏ、Ｖ及び
Ｍｎから選ばれる元素１種又は２演以上の添加が１％未
満では効果が少なく、一方２０乃を越えても添加の割に
は効果が向上しない。
０（炭素）は、焼結時に鉄素地中に固溶拡散し、焼結を
促進し、鉄素地の強化を計Ｓだめのもので、０３％未満
のＣの添加ではその効果が見られず、２％を越えて添加
すると、Ｃが遊離黒鉛として素地中に残留する量が多く
なりすぎて素地の強度がかえって低下することから、０
．３〜２％と限定した◇ Ｃｏ （コバルト）は焼結時に鉄素地中に固溶してこれ
を強化し、耐熱性の向上と高温強度を維持する効果があ
るが、３チ未満のＣＯの添加ではその効果がみられず、
一方ＣＯを１５％を越えて添加してもそれ以上の添加効
果は得られず、逆に素地が軟化して摩料が増加し、また
ｃｏは高価なためＣｏを大量に添加することは経済的に
不利であることから３〜１５％と限定したＯ Ｆｅ Ｍｏ （７工ｏ モリブデン）は、Ｍｏを６０〜
７０％含有した場合、ビッカース硬さＨｖ６００〜１３
００の硬さを有してお９、素地中にＦｅＭＯの微細な硬
質粒子を分散させ、その敷石効果によって耐摩耗性を発
揮させるもので、ＦｅＭｏの添加が３％未満では耐摩耗
成分が少なすぎて耐摩耗性の効果が表われず、一方１５
％を越えてＦｅ Ｍｏを添加すると耐摩耗成分が多くな
りすぎて相手の部材を損傷させ、捷た切削加工を困難に
することから、３〜１５％と限定した。
促進し、鉄素地の強化を計Ｓだめのもので、０３％未満
のＣの添加ではその効果が見られず、２％を越えて添加
すると、Ｃが遊離黒鉛として素地中に残留する量が多く
なりすぎて素地の強度がかえって低下することから、０
．３〜２％と限定した◇ Ｃｏ （コバルト）は焼結時に鉄素地中に固溶してこれ
を強化し、耐熱性の向上と高温強度を維持する効果があ
るが、３チ未満のＣＯの添加ではその効果がみられず、
一方ＣＯを１５％を越えて添加してもそれ以上の添加効
果は得られず、逆に素地が軟化して摩料が増加し、また
ｃｏは高価なためＣｏを大量に添加することは経済的に
不利であることから３〜１５％と限定したＯ Ｆｅ Ｍｏ （７工ｏ モリブデン）は、Ｍｏを６０〜
７０％含有した場合、ビッカース硬さＨｖ６００〜１３
００の硬さを有してお９、素地中にＦｅＭＯの微細な硬
質粒子を分散させ、その敷石効果によって耐摩耗性を発
揮させるもので、ＦｅＭｏの添加が３％未満では耐摩耗
成分が少なすぎて耐摩耗性の効果が表われず、一方１５
％を越えてＦｅ Ｍｏを添加すると耐摩耗成分が多くな
りすぎて相手の部材を損傷させ、捷た切削加工を困難に
することから、３〜１５％と限定した。
炭化物は従来の耐摩材として使用されているＦｅ Ｍｏ
以上の耐摩耗性を発揮する°もので、０．３チ未満の炭
化物の添加ではその効果が少なく、５％ｆ、ｔ（！えて
炭化物を添加すると相手の部材を損傷させたり、焼結体
の強度を低下させたりすることがら０．３〜５％と限定
した。
以上の耐摩耗性を発揮する°もので、０．３チ未満の炭
化物の添加ではその効果が少なく、５％ｆ、ｔ（！えて
炭化物を添加すると相手の部材を損傷させたり、焼結体
の強度を低下させたりすることがら０．３〜５％と限定
した。
Ｐｂの溶浸は更にきびしい使用条件の場合に行い、ｐｂ
がバルブとバルブシートとの接触部に介在し、Ｐｂ酸化
物層を形成することにより潤滑剤として作用してバルブ
及びバルブシート相互の耐摩耗性を向上させるもので、
Ｐｂ溶浸が１％未満ではＰｂ溶浸の効果が表われず、２
０チを越えるＰｂ溶浸では、焼結体のスケルトンが弱化
して、摩耗が増大することから１〜２Ωチと限定した。
がバルブとバルブシートとの接触部に介在し、Ｐｂ酸化
物層を形成することにより潤滑剤として作用してバルブ
及びバルブシート相互の耐摩耗性を向上させるもので、
Ｐｂ溶浸が１％未満ではＰｂ溶浸の効果が表われず、２
０チを越えるＰｂ溶浸では、焼結体のスケルトンが弱化
して、摩耗が増大することから１〜２Ωチと限定した。
焼結体を製造するだめの混合粉末を成形する際の成形圧
は６〜７ｔ／ｃＩＩがよい。
は６〜７ｔ／ｃＩＩがよい。
また、成形体の焼結は還元性雰囲気中でｔ１００〜ｔ２
５０°０の温度にて５０〜６０分間加熱処理するとよい
。Ｐｂを溶浸する場合、該焼結体をｐｂと接触させて、
再度、還元性雰囲気中で１０００〜１１００℃の温度に
て３０〜６０分間加熱処理するとよい。
５０°０の温度にて５０〜６０分間加熱処理するとよい
。Ｐｂを溶浸する場合、該焼結体をｐｂと接触させて、
再度、還元性雰囲気中で１０００〜１１００℃の温度に
て３０〜６０分間加熱処理するとよい。
本発明は、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｖ及びＭｎからなる群か
ら選ばれる元素１種又は２種以上を１〜２０チ含有する
鉄基合金の１否又は２ａ以上を素地とすることにより耐
熱性、耐食性を向上させ、炭素０３〜２チの添加は素地
を強化し、Ｃｏ ３〜１５％の添加は耐熱性の維持に効
果を示し、Ｍｏを６０〜７０％含有する７０Ｍ０３〜１
５％の添加は耐摩耗性を向上させ、更にＯｒ 、 Ｍｏ
、 Ｗ。
ら選ばれる元素１種又は２種以上を１〜２０チ含有する
鉄基合金の１否又は２ａ以上を素地とすることにより耐
熱性、耐食性を向上させ、炭素０３〜２チの添加は素地
を強化し、Ｃｏ ３〜１５％の添加は耐熱性の維持に効
果を示し、Ｍｏを６０〜７０％含有する７０Ｍ０３〜１
５％の添加は耐摩耗性を向上させ、更にＯｒ 、 Ｍｏ
、 Ｗ。
Ｖ、 Ｎｂ、 Ｔｉ、 Ｔａの炭化物のうちの少なくと
も１種を０．５〜５慢添加することは耐摩耗性を向上さ
ぜるように作用する。また、必要によりＰｂを１〜２０
チ＠浸させることは耐摩耗性及び潤滑性を向上させるこ
とができる。
も１種を０．５〜５慢添加することは耐摩耗性を向上さ
ぜるように作用する。また、必要によりＰｂを１〜２０
チ＠浸させることは耐摩耗性及び潤滑性を向上させるこ
とができる。
以下本発明を実施例により説明する。
実施例
表１に示す素地用鉄基合金粉末（−１００メツシユ）、
Ｃ粉末（−４２５メツシエ）、００粉末（−１００メツ
シｚ）、ＦｅＭｏ粉末（−２００メツシエ）及び炭化物
粉末（−５２５メツシ５−）を表２に示す組成により配
合し、ステリン酸亜鉛１５〜１チを加えて混合し、成形
圧カフｔ／７で成形して成形体を作製する。次いでこの
成形体をアンモニア分解ガス雰囲気中で１，１５０’Ｏ
の温度にて４５分間焼結を行った。
Ｃ粉末（−４２５メツシエ）、００粉末（−１００メツ
シｚ）、ＦｅＭｏ粉末（−２００メツシエ）及び炭化物
粉末（−５２５メツシ５−）を表２に示す組成により配
合し、ステリン酸亜鉛１５〜１チを加えて混合し、成形
圧カフｔ／７で成形して成形体を作製する。次いでこの
成形体をアンモニア分解ガス雰囲気中で１，１５０’Ｏ
の温度にて４５分間焼結を行った。
また、試料番号１０及び１５は得られた焼結体をアンモ
ニア分解ガス雰囲気中でｐｂ塊とともに再度ｔ０５０°
Ｃの温度にて３０分間加熱してＰｂの溶浸を行った。
ニア分解ガス雰囲気中でｐｂ塊とともに再度ｔ０５０°
Ｃの温度にて３０分間加熱してＰｂの溶浸を行った。
特開昭４８−９０９０７号公報に記載されているバルブ
シートを比較材とした。
シートを比較材とした。
これらの各材料の摩耗量、圧環強さ、及び硬さを測定し
、結果を表３に示す。摩耗量の測定は、第１図に示すよ
うに試験片１を８４５０焼入れ焼もどし材製のロータ２
に押し付けばね３で押し付け、ロータ２を回転させ、す
べり速度Ｑ、 ３ ｍ／ｓｅｃ、摩擦距離１００ｆｆｌ
、最終荷重２．１ｋｇの条件で行い、第２図に示すよう
に試験片１の摩耗幅４を摩耗量とし７た。
、結果を表３に示す。摩耗量の測定は、第１図に示すよ
うに試験片１を８４５０焼入れ焼もどし材製のロータ２
に押し付けばね３で押し付け、ロータ２を回転させ、す
べり速度Ｑ、 ３ ｍ／ｓｅｃ、摩擦距離１００ｆｆｌ
、最終荷重２．１ｋｇの条件で行い、第２図に示すよう
に試験片１の摩耗幅４を摩耗量とし７た。
表１ 素地用鉄基合金粉末組成
表２ 冥施例組成
表３ 実施例結果
表３に示した結果かられかるように、Ｐｂを溶浸してい
ない発明材の摩耗量は１．５０〜１．７９ｎであり％Ｐ
ｂ′ｆｆ：ａ浸していない比較材の摩耗量の１７７及び
２．０Ｃ０．ＬＩＬに比べて少なく、またＰｂを溶浸し
たものについては１発明材の摩耗量がｔ２３ ｍｇで、
比較材の１３３Ｂより少なく、発明材は優れた耐摩耗性
を示した。
ない発明材の摩耗量は１．５０〜１．７９ｎであり％Ｐ
ｂ′ｆｆ：ａ浸していない比較材の摩耗量の１７７及び
２．０Ｃ０．ＬＩＬに比べて少なく、またＰｂを溶浸し
たものについては１発明材の摩耗量がｔ２３ ｍｇで、
比較材の１３３Ｂより少なく、発明材は優れた耐摩耗性
を示した。
発明材の圧壌強さは比較材より若干小さいものもあるが
、はぼ同程度の値を示した。
、はぼ同程度の値を示した。
本発明は、上記したような組成としたことにより優れた
耐熱性、耐食性及び耐摩耗性のバルブシート用鉄系焼結
合金を得ることができる。
耐熱性、耐食性及び耐摩耗性のバルブシート用鉄系焼結
合金を得ることができる。
特に、Ｍｏ、 Ｗ、 Ｎｂ、 Ｔｉなどの炭化物を少量
加えることにより、硬さが増し、Ｃｏ、Ｍｏなどのよう
な高価な材料を大量に使用せずに更に優れた耐摩耗性の
バルブシートを得ることができる０
加えることにより、硬さが増し、Ｃｏ、Ｍｏなどのよう
な高価な材料を大量に使用せずに更に優れた耐摩耗性の
バルブシートを得ることができる０
第１図は本発明の一実施例で行った摩耗試験を示す模式
図、 第２１図は第１図の試験片の摩耗量を示す図を表わす。 図中、 １・・・試験片 ２・・・ロータ３・・・押
し付けばね ４・・・摩耗幅特許出願人 トヨタ
自動車株式会社 ほか１名 牙１図 １・・・＃：、験片 ２・・・ロータ ３−・・押し付けばね 牙２図
図、 第２１図は第１図の試験片の摩耗量を示す図を表わす。 図中、 １・・・試験片 ２・・・ロータ３・・・押
し付けばね ４・・・摩耗幅特許出願人 トヨタ
自動車株式会社 ほか１名 牙１図 １・・・＃：、験片 ２・・・ロータ ３−・・押し付けばね 牙２図
Claims (2)
- （１）ａ）、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＭｎからなる群から選
ばれる元素１種又は２種以上を１〜２０重量 ％含有する鉄基合金の１種又は２種以上を 素地材とし、 全重量比で、 ｂ）、Ｃ０．３〜２％、 ｃ）、Ｃｏ３〜１５％、 ｄ）、Ｍｏを６０〜７０重量％含有するＦｅＭｏ３〜１
５％、及び ｅ）、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ及びＴａの炭化
物のうちの少なくとも１種０．３〜５％とからなり、Ｆ
ｅＭｏ及び炭化物が焼結合金素地中に均一に分散してい
ることを特徴とするバ ルブシート用鉄系焼結合金。 - （２）ａ）、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ及びＭｎからなる群から選
ばれる元素１種又は２種以上を１〜２０重量 ％含有する鉄基合金の１種又は２種以上を 素地材とし、 全重量比で、 ｂ）、Ｃ０．３〜２％、 ｃ）、Ｃｏ３〜１５％、 ｄ）、Ｍｏを６０〜７０重量％含有するＦｅＭｏ３〜１
５％、及び ｅ）、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ及びＴａの炭化
物のうちの少なくとも１種０．３〜５％とからなり、Ｆ
ｅＭｏ及び炭化物が焼結合金素地中に均一に分散してな
る焼結合金に、Ｐｂを １〜２０重量％溶浸せしめたことを特徴と するバルブシート用鉄系焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18411884A JPS6164859A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18411884A JPS6164859A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164859A true JPS6164859A (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=16147692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18411884A Pending JPS6164859A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | バルブシ−ト用鉄系焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164859A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4765836A (en) * | 1986-12-11 | 1988-08-23 | Crucible Materials Corporation | Wear and corrosion resistant articles made from pm alloyed irons |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP18411884A patent/JPS6164859A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4765836A (en) * | 1986-12-11 | 1988-08-23 | Crucible Materials Corporation | Wear and corrosion resistant articles made from pm alloyed irons |
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