JPS619973A - 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
- Publication number
- JPS619973A JPS619973A JP12967284A JP12967284A JPS619973A JP S619973 A JPS619973 A JP S619973A JP 12967284 A JP12967284 A JP 12967284A JP 12967284 A JP12967284 A JP 12967284A JP S619973 A JPS619973 A JP S619973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine valve
- hardfacing
- torch
- plasma arc
- hard
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
- F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
- B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
- B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
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】
技術分野
本発明はエンジンバルブの製造方法に係り、特に、エン
ジンバルブ素材としてＦｅ、Ｃｒを主成分とするマルテ
ンサイト系材料を用い、そのエンジンバルブ素材に硬化
肉盛を行って弁フェース面を形成し、目的とするエンジ
ンバルブを製造する方法に関するものである。
ジンバルブ素材としてＦｅ、Ｃｒを主成分とするマルテ
ンサイト系材料を用い、そのエンジンバルブ素材に硬化
肉盛を行って弁フェース面を形成し、目的とするエンジ
ンバルブを製造する方法に関するものである。
従来技術
自動車等のエンジンには、その燃焼室内に混合ガスを供
給したり或いは燃焼室から燃焼排ガスを排出したりする
ために、吸気口や排気口を開閉するエンジンバルブが設
けられている。そして、このエンジンバルブは高温度の
環境下で使用されるものであるところから、耐熱性、耐
摩耗性に優れていることが必要とされるのである。この
ため、従来から、オーステナイト系の耐熱鋼、例えば５
ＵＨ３６材料等をエンジンバルブ素材として用い、その
エンジンバルブ素材に硬化肉盛を行って、吸気口若しく
は排気口の弁座に着座する弁フェース面を形成すること
により、耐熱性、耐摩耗性に優れたエンジンバルブが製
造されている。
給したり或いは燃焼室から燃焼排ガスを排出したりする
ために、吸気口や排気口を開閉するエンジンバルブが設
けられている。そして、このエンジンバルブは高温度の
環境下で使用されるものであるところから、耐熱性、耐
摩耗性に優れていることが必要とされるのである。この
ため、従来から、オーステナイト系の耐熱鋼、例えば５
ＵＨ３６材料等をエンジンバルブ素材として用い、その
エンジンバルブ素材に硬化肉盛を行って、吸気口若しく
は排気口の弁座に着座する弁フェース面を形成すること
により、耐熱性、耐摩耗性に優れたエンジンバルブが製
造されている。
一方、上記Ｓ Ｕ Ｈ３６材料等のオーステナイト系耐
熱鋼は一般に高価なため、近年、比較的安価な５ＵＨＩ
Ｉ材料、５ＵＨ３材料等のＦｅ、Ｃｒを主成分とするマ
ルテンサイト系耐熱鋼が、上記エンジンバルブ素材とし
て使用されるようになってきた。
熱鋼は一般に高価なため、近年、比較的安価な５ＵＨＩ
Ｉ材料、５ＵＨ３材料等のＦｅ、Ｃｒを主成分とするマ
ルテンサイト系耐熱鋼が、上記エンジンバルブ素材とし
て使用されるようになってきた。
本発明が解決しようとする問題点
しかしながら、Ｆｅ、Ｃｒを主成分とするマルテンサイ
ト系耐熱鋼は焼入れ硬化性が高く、従来のガス法やＴｉ
Ｃ法による硬化肉盛では、充分に予備加熱をしておかな
いと溶接割れを生しる場合があった。また、主成分のＦ
ｅやＣｒは酸化し易く、溶接時にそれらの酸化物が熔融
金属内に混入してピンホールを生じたり、肉盛材とエン
ジンバルブ素材との間の結合強度が損なわれて、融合不
良を起こしたりする問題があった。
ト系耐熱鋼は焼入れ硬化性が高く、従来のガス法やＴｉ
Ｃ法による硬化肉盛では、充分に予備加熱をしておかな
いと溶接割れを生しる場合があった。また、主成分のＦ
ｅやＣｒは酸化し易く、溶接時にそれらの酸化物が熔融
金属内に混入してピンホールを生じたり、肉盛材とエン
ジンバルブ素材との間の結合強度が損なわれて、融合不
良を起こしたりする問題があった。
問題点を解決するための手段
上記の如き問題を解決するために、本発明に係るエンジ
ンバルブの製造方法は、Ｆｅ、、Ｃｒｙ主成分とするマ
ルテンサイト系材料からなるエンジンバルブ素材に硬化
肉盛を行って弁フェース面を形成し、目的とするエンジ
ンバルブを製造するに際して、プラズマアークト−チと
エンジンバルブ素材との間にプラズマアークを形成する
一方、パウダ搬送ガスによって所定の粉末材料を前記プ
ラズマアーク内に導いて、かかる粉末材料を溶融せしめ
、前記エンジンバルブ素材に所定の硬化肉盛を行うと共
に、前記プラズマアークトーチのノズル径＝ＤＩが、該
硬化肉盛部の開先幅；Ｄ２に対して、下式： ％式％］ を満足することを特徴とするものである。
ンバルブの製造方法は、Ｆｅ、、Ｃｒｙ主成分とするマ
ルテンサイト系材料からなるエンジンバルブ素材に硬化
肉盛を行って弁フェース面を形成し、目的とするエンジ
ンバルブを製造するに際して、プラズマアークト−チと
エンジンバルブ素材との間にプラズマアークを形成する
一方、パウダ搬送ガスによって所定の粉末材料を前記プ
ラズマアーク内に導いて、かかる粉末材料を溶融せしめ
、前記エンジンバルブ素材に所定の硬化肉盛を行うと共
に、前記プラズマアークトーチのノズル径＝ＤＩが、該
硬化肉盛部の開先幅；Ｄ２に対して、下式： ％式％］ を満足することを特徴とするものである。
また、かかる本発明において、硬化肉盛を行う溶接速度
、すなわちプラズマアークトーチとエンジンバルブ素材
との間の溶接方向における相対的な移動速度としては、
溶接電流の大きさなどによっても異なるが、良好なビー
ド形状を有する硬化肉盛を行う上で、４ 龍／ ｓｅｃ
以上に設定することが望ましい。なお、この溶接速度は
、一般に２０ｗ／ｓｅｃ程度を上限とされるが、溶接電
流等の条件を適宜に設定すれば、それ以上の速度であっ
ても採用可能である。また、この時、必要に応じてプラ
ズマアークトーチとエンジンバルブ素材とを溶接方向と
直角な方向へ相対移動（オシレート）させることもでき
る。
、すなわちプラズマアークトーチとエンジンバルブ素材
との間の溶接方向における相対的な移動速度としては、
溶接電流の大きさなどによっても異なるが、良好なビー
ド形状を有する硬化肉盛を行う上で、４ 龍／ ｓｅｃ
以上に設定することが望ましい。なお、この溶接速度は
、一般に２０ｗ／ｓｅｃ程度を上限とされるが、溶接電
流等の条件を適宜に設定すれば、それ以上の速度であっ
ても採用可能である。また、この時、必要に応じてプラ
ズマアークトーチとエンジンバルブ素材とを溶接方向と
直角な方向へ相対移動（オシレート）させることもでき
る。
さらに、エンジンバルブの弁フェース面は、一般にバル
ブかさ部の外周部にテーバ状に形成されるのであるが、
エンジンバルブ素材を、その軸線が鉛直方向に対して１
０°〜６０°傾斜した状態で軸線回りに回転させる一方
、その傾斜したエンジンバルブ素材の上方にプラズマア
ークトーチを配置し°ζ硬化肉盛を行うようにすれば、
溶融金属に作用する重力に起因してビード形状が損なわ
れることはない。
ブかさ部の外周部にテーバ状に形成されるのであるが、
エンジンバルブ素材を、その軸線が鉛直方向に対して１
０°〜６０°傾斜した状態で軸線回りに回転させる一方
、その傾斜したエンジンバルブ素材の上方にプラズマア
ークトーチを配置し°ζ硬化肉盛を行うようにすれば、
溶融金属に作用する重力に起因してビード形状が損なわ
れることはない。
なお、硬化肉盛される粉末材料としては、ステライト系
（ＣＯヘース）、コルモノイ系（Ｎｉヘース）、Ｆｅ−
Ｃｒ系（Ｆｅヘース）等の各種肉盛祠粉末を用いること
が可能であり、その大きさも溶融の難易等を考慮して適
宜設定されるものであるが、一般には−】００〜＋３５
０メツシュ程度の球形のものが好適に用いられる。
（ＣＯヘース）、コルモノイ系（Ｎｉヘース）、Ｆｅ−
Ｃｒ系（Ｆｅヘース）等の各種肉盛祠粉末を用いること
が可能であり、その大きさも溶融の難易等を考慮して適
宜設定されるものであるが、一般には−】００〜＋３５
０メツシュ程度の球形のものが好適に用いられる。
発明の効果
このようにしてマルテンサイト系材料からなるエンジン
バルブ素材に硬化肉盛を行えば、後述の実施例から明ら
かなように、硬化肉盛部に溶接割れやピンホールが発生
したり、肉盛材とエンノンバルブ素材との間に融合不良
を生したりする問題が解消する。また、肉盛４４として
粉末材料を用いるため、棒材を用いる場合に比較して硬
化肉盛に要する時間が短縮され得るとともに、硬化肉盛
の自動化が容易となる。さらに、プラズマアークを用い
て硬化肉盛を行うため、その硬化肉盛を施すべき開先部
の深さが浅くても良好なビード形状の硬化肉盛が得られ
、肉盛材の使用量が大幅に節減され得る。
バルブ素材に硬化肉盛を行えば、後述の実施例から明ら
かなように、硬化肉盛部に溶接割れやピンホールが発生
したり、肉盛材とエンノンバルブ素材との間に融合不良
を生したりする問題が解消する。また、肉盛４４として
粉末材料を用いるため、棒材を用いる場合に比較して硬
化肉盛に要する時間が短縮され得るとともに、硬化肉盛
の自動化が容易となる。さらに、プラズマアークを用い
て硬化肉盛を行うため、その硬化肉盛を施すべき開先部
の深さが浅くても良好なビード形状の硬化肉盛が得られ
、肉盛材の使用量が大幅に節減され得る。
実施例
次に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の詳細な説明するが、理解を容易にするために、先ず
、本発明を好適に実施し得るプラズマ肉盛溶接装置を第
１図に基づいて説明することとする。
明の詳細な説明するが、理解を容易にするために、先ず
、本発明を好適に実施し得るプラズマ肉盛溶接装置を第
１図に基づいて説明することとする。
図において、１０は、鉛直方向に配置されたプラズマア
ークトーチ（以下、トーチと称する）の先端部である。
ークトーチ（以下、トーチと称する）の先端部である。
かかるトーチ１０は、中心部にタングステン電極１２を
備えており、この電極１２の外側には、トーチ内筒１４
およびトーチ外筒１６がそれぞれ所定の距離を隔てて同
軸的に配設されている。そして、それら電極１２とトー
チ内筒１４との間、およびトーチ内筒１４とトーチ外筒
Ｉ６との間には、それぞれ環状の通路１８および２０が
形成されている。
備えており、この電極１２の外側には、トーチ内筒１４
およびトーチ外筒１６がそれぞれ所定の距離を隔てて同
軸的に配設されている。そして、それら電極１２とトー
チ内筒１４との間、およびトーチ内筒１４とトーチ外筒
Ｉ６との間には、それぞれ環状の通路１８および２０が
形成されている。
通路１８は、配管２２を介してプラズマガス供給装置２
４に接続されており、アルゴンガス等のプラズマガスが
供給されるようになっている。そして、この通路１８内
に供給されたプラズマガスは、トーチ内筒１４の先端に
設けられたノズル３０から下方に噴出させられる。
４に接続されており、アルゴンガス等のプラズマガスが
供給されるようになっている。そして、この通路１８内
に供給されたプラズマガスは、トーチ内筒１４の先端に
設けられたノズル３０から下方に噴出させられる。
また、通路２０は、配管３２を介して搬送ガス供給装置
３４に接続されており、更にその配管３２の中間部には
、パウダ供給装置３６が接続されて、そのパウダ供給装
置３６から所定の粉末材料が供給されるようになってい
る。すなわち、通路２０には、所定量の粉末材料を含ん
だ搬送ガスが供給され、トーチ外筒１６の先端に設けら
れたノズル３８から下方に噴出せしめられるのである。
３４に接続されており、更にその配管３２の中間部には
、パウダ供給装置３６が接続されて、そのパウダ供給装
置３６から所定の粉末材料が供給されるようになってい
る。すなわち、通路２０には、所定量の粉末材料を含ん
だ搬送ガスが供給され、トーチ外筒１６の先端に設けら
れたノズル３８から下方に噴出せしめられるのである。
なお、粉末材料としては、ステライト系、コルモノイ系
、Ｆｅ−Ｃｒ系等の硬化肉盛用の各種肉盛材粉末を用い
ることが可能であり、また搬送ガスとしてはアルゴンガ
ス、ヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。
、Ｆｅ−Ｃｒ系等の硬化肉盛用の各種肉盛材粉末を用い
ることが可能であり、また搬送ガスとしてはアルゴンガ
ス、ヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。
一方、トーチ内筒１４およびトーチ外筒１６のノズル３
０および３８には、それぞれ冷却水通路４０および４２
が配設されて、それ等両ノズル３０および３８を冷却す
るようになっている。また、トーチ外筒１６の先端部に
は、シールドガス供給装置４４から配管４６を介してア
ルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスからなるシー
ルドガスが供給されるようになっており、そのシールド
ガスをトーチ１０の軸心方向へ略円筒状に吹き出すこと
により、溶接部が大気からシールドされるようになって
いる。
０および３８には、それぞれ冷却水通路４０および４２
が配設されて、それ等両ノズル３０および３８を冷却す
るようになっている。また、トーチ外筒１６の先端部に
は、シールドガス供給装置４４から配管４６を介してア
ルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスからなるシー
ルドガスが供給されるようになっており、そのシールド
ガスをトーチ１０の軸心方向へ略円筒状に吹き出すこと
により、溶接部が大気からシールドされるようになって
いる。
以上のように構成されたトーチ１０の下方には、硬化肉
盛溶接を施すべきエンジンバルブ素材４８が取り付けら
れるようになっている。このエンジンバルブ素材４８は
、自動車等のエンジンの燃焼室内に混合ガスを供給した
り或いは燃焼室から燃焼排ガスを排出したりするために
、吸気口や排気口を開閉するエンジンバルブの素材を成
すもので、Ｆｅ、Ｃｒを主成分とする５ＵＨＩＩ材料、
５ＵＮ３材料等のマルテンサイト系の耐熱鋼材料製であ
る。エンジンバルブ素材４８は軸部５０とかさ部５２と
を備えており、そのかさ部５２の軸部５０側に位置する
肩部の外周部には、硬化肉盛が施される円環状の凹部５
４（開先部）が形成されている。なお、第１図において
凹部５４に示す破線は、硬化肉盛が施された状態を示し
たものである。
盛溶接を施すべきエンジンバルブ素材４８が取り付けら
れるようになっている。このエンジンバルブ素材４８は
、自動車等のエンジンの燃焼室内に混合ガスを供給した
り或いは燃焼室から燃焼排ガスを排出したりするために
、吸気口や排気口を開閉するエンジンバルブの素材を成
すもので、Ｆｅ、Ｃｒを主成分とする５ＵＨＩＩ材料、
５ＵＮ３材料等のマルテンサイト系の耐熱鋼材料製であ
る。エンジンバルブ素材４８は軸部５０とかさ部５２と
を備えており、そのかさ部５２の軸部５０側に位置する
肩部の外周部には、硬化肉盛が施される円環状の凹部５
４（開先部）が形成されている。なお、第１図において
凹部５４に示す破線は、硬化肉盛が施された状態を示し
たものである。
かかるエンジンバルブ素材４８は、鉛直方向に対して角
度θだけ傾斜して設けられた取付軸５６に、冷却用のバ
ンキング５８を介してその軸線へが取付軸５６の軸線と
一致する状態で取り付けられており、取付軸５６ととも
に軸線Ａまわりに所定の速度で回転せしめられるように
なっている。
度θだけ傾斜して設けられた取付軸５６に、冷却用のバ
ンキング５８を介してその軸線へが取付軸５６の軸線と
一致する状態で取り付けられており、取付軸５６ととも
に軸線Ａまわりに所定の速度で回転せしめられるように
なっている。
そして、このように取付軸５６に取り付けられた状態に
おいて、エンジンバルブ素材４８の前記かさ部５２に形
成された凹部５４の内、最も上方に位置する部分は、前
記トーチ１０のノズル３８の鉛直下方に保持されていて
、エンジンバルブ素材４８が軸線Ａまわりに回転させら
れることにより、円環状の凹部５４に順次硬化肉盛が施
されるのである。ここで、ノズル３８のノズル径Ｄ□は
、凹部５４の開先幅Ｄ２に対して、下式： ０．６Ｄ２ ≦Ｄよ ≦１．２Ｄ２ を満足するように設定されている。
おいて、エンジンバルブ素材４８の前記かさ部５２に形
成された凹部５４の内、最も上方に位置する部分は、前
記トーチ１０のノズル３８の鉛直下方に保持されていて
、エンジンバルブ素材４８が軸線Ａまわりに回転させら
れることにより、円環状の凹部５４に順次硬化肉盛が施
されるのである。ここで、ノズル３８のノズル径Ｄ□は
、凹部５４の開先幅Ｄ２に対して、下式： ０．６Ｄ２ ≦Ｄよ ≦１．２Ｄ２ を満足するように設定されている。
なお、トーチ１０の電極１２とトーチ内筒１４との間に
は、パイロット電源６０から所定のパイロット電流が供
給されるようになっているとともに、電極１２とエンジ
ンバルブ素材４８が取り付けられるバッキング５８との
間には、メイン電源６２から所定の溶接電流が供給され
るようになっている。また、電極１２とトーチ内筒１４
との間には、パイロット電源６０と並列に点火用の高周
波発振器６４が介挿されている。
は、パイロット電源６０から所定のパイロット電流が供
給されるようになっているとともに、電極１２とエンジ
ンバルブ素材４８が取り付けられるバッキング５８との
間には、メイン電源６２から所定の溶接電流が供給され
るようになっている。また、電極１２とトーチ内筒１４
との間には、パイロット電源６０と並列に点火用の高周
波発振器６４が介挿されている。
次に、上述したプラズマ肉盛溶接装置を用いてエンジン
バルブ素材４８に硬化肉盛を施す手順について説明する
が、これはそのまま本発明の一実施例を成すものである
。
バルブ素材４８に硬化肉盛を施す手順について説明する
が、これはそのまま本発明の一実施例を成すものである
。
先ず、パイロット電源６０からパイロット電流を供給し
、電極１２の先端とトーチ内筒１４のノズル３０との間
にパイロットアークを発生させると同時に、プラズマガ
ス供給装置２４から環状通路１８内にプラズマガスを供
給する。これにより、電極１２の先端にプラズマアーク
が形成される。
、電極１２の先端とトーチ内筒１４のノズル３０との間
にパイロットアークを発生させると同時に、プラズマガ
ス供給装置２４から環状通路１８内にプラズマガスを供
給する。これにより、電極１２の先端にプラズマアーク
が形成される。
その後、電極１２とバッキング５８との間にメイン電源
６２から溶接電流を供給し、電極１２の先端に形成され
ているプラズマアークをエンジンバルブ素材４８へ移行
させるとともに、搬送ガス供給装置３４およびパウダ供
給装置３６から所定の粉末材料を含む搬送ガスを通路２
０内に供給する。この通路２０内に供給された粉末材料
はノズル３８から噴出せしめられてプラズマアークによ
って溶融され、エンジンバルブ素材４８の凹部５４に肉
盛溶接される。なお、この時、トーチ１０の先端部から
はシールドガスが吹き出されており、溶融された粉末材
料や凹部５４が空気中の酸素等の影響を受けないように
されている。
６２から溶接電流を供給し、電極１２の先端に形成され
ているプラズマアークをエンジンバルブ素材４８へ移行
させるとともに、搬送ガス供給装置３４およびパウダ供
給装置３６から所定の粉末材料を含む搬送ガスを通路２
０内に供給する。この通路２０内に供給された粉末材料
はノズル３８から噴出せしめられてプラズマアークによ
って溶融され、エンジンバルブ素材４８の凹部５４に肉
盛溶接される。なお、この時、トーチ１０の先端部から
はシールドガスが吹き出されており、溶融された粉末材
料や凹部５４が空気中の酸素等の影響を受けないように
されている。
そして、この状態において、エンジンバルブ素材４８を
その軸線Ａまわりに回転させることにより、凹部５４の
肉盛溶接される部位が移動して、かさ部５２の外周部に
形成された円環状の凹部５４の全周に順次硬化肉盛が施
されることとなる。
その軸線Ａまわりに回転させることにより、凹部５４の
肉盛溶接される部位が移動して、かさ部５２の外周部に
形成された円環状の凹部５４の全周に順次硬化肉盛が施
されることとなる。
この時、必要に応じてトーチ１０を溶接方向と直角方向
、すなわち第１図において左右方向へ往復移動（オシレ
ート）することも可能である。
、すなわち第１図において左右方向へ往復移動（オシレ
ート）することも可能である。
ここで、このようにしてマルテンサイト系の耐熱鋼材料
からなるエンジンバルブ素材４８に硬化肉盛を行うと、
硬化肉盛部に溶接割れやピンホールを生じたり、或いは
肉盛材とエンジンバルブ素材４８との間に融合不良を発
生したりすることが殆どない。また、肉盛材として粉末
材料を用いているため、棒材を用いる場合に比較して溶
接時間を短縮化し得るとともに、硬化肉盛の自動化が容
易となる。
からなるエンジンバルブ素材４８に硬化肉盛を行うと、
硬化肉盛部に溶接割れやピンホールを生じたり、或いは
肉盛材とエンジンバルブ素材４８との間に融合不良を発
生したりすることが殆どない。また、肉盛材として粉末
材料を用いているため、棒材を用いる場合に比較して溶
接時間を短縮化し得るとともに、硬化肉盛の自動化が容
易となる。
なお、上側では、エンジンバルブ素材４８の硬化肉盛溶
接を施ずべき部分に凹部５４が形成されているが、プラ
ズマアークを用いて硬化肉盛を行う場合にはそのような
凹部は必ずしも必要ではなく、例えば平坦面であっても
良好なビート形状の硬化肉盛が得られる。したがって、
所定の凹部を形成して硬化肉盛を行う必要があった従来
のガス法やＴＩＧ法に比較して、肉盛材の使用量が大幅
に節減され得る。
接を施ずべき部分に凹部５４が形成されているが、プラ
ズマアークを用いて硬化肉盛を行う場合にはそのような
凹部は必ずしも必要ではなく、例えば平坦面であっても
良好なビート形状の硬化肉盛が得られる。したがって、
所定の凹部を形成して硬化肉盛を行う必要があった従来
のガス法やＴＩＧ法に比較して、肉盛材の使用量が大幅
に節減され得る。
そして、このようにして硬化肉盛されたエンジンバルブ
素材４８には、その後、その硬化肉盛部に研削加工等の
所定の加工が施されて、燃焼室の吸気口若しくは排気口
に設けられた弁座に着座する弁フェース面が形成され、
耐熱性、耐摩耗性に優れたエンジンバルブが製造される
のである。
素材４８には、その後、その硬化肉盛部に研削加工等の
所定の加工が施されて、燃焼室の吸気口若しくは排気口
に設けられた弁座に着座する弁フェース面が形成され、
耐熱性、耐摩耗性に優れたエンジンバルブが製造される
のである。
なお、以上の説明においては、エンジンバルブ累月４８
が５ＵＨＩＩ材料、５ＵＨ３拐料等のマンテンサイド系
の耐熱鋼材料製の場合について説明したが、５ＬＩＨ３
６材料等のオーステナイト系の耐熱鋼材料製であっても
同様に実施できることは勿論である。
が５ＵＨＩＩ材料、５ＵＨ３拐料等のマンテンサイド系
の耐熱鋼材料製の場合について説明したが、５ＬＩＨ３
６材料等のオーステナイト系の耐熱鋼材料製であっても
同様に実施できることは勿論である。
また、エンジンバルブ素材４８は冷却用のバッキング５
８を介して取付軸５６に取り付けられるようになってい
るが、このバンキング５８は、エンジンバルブ素材４８
の大きさや、溶接電流等の溶接条件を考慮して、必要に
応じて設ければ良いものである。
８を介して取付軸５６に取り付けられるようになってい
るが、このバンキング５８は、エンジンバルブ素材４８
の大きさや、溶接電流等の溶接条件を考慮して、必要に
応じて設ければ良いものである。
さらに、」１述したプラズマ肉盛溶接装置は飽くまでも
本発明を好適に実施し得る装置の一例であリ、また、そ
の装置を用いてエンジンバルブを製造することは本発明
の一つの実施例を意味するもので、本発明はこれらの記
載によって何等制約を受けるものではなく、当業者の知
識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施して
も良いことは勿論である。
本発明を好適に実施し得る装置の一例であリ、また、そ
の装置を用いてエンジンバルブを製造することは本発明
の一つの実施例を意味するもので、本発明はこれらの記
載によって何等制約を受けるものではなく、当業者の知
識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施して
も良いことは勿論である。
以上、本発明に係るエンジンバルブの製造方法について
詳細に説明したが、次に、本発明の効果を具体的に明ら
かにするために、上記実施例に従って形成された硬化肉
盛部のビート形状、硬さくＨ＃ Ｃ） 、溶接割れ、ピ
ンホールおよび融合不良について調べた結果を、比較例
と対比して具体的に説明する。
詳細に説明したが、次に、本発明の効果を具体的に明ら
かにするために、上記実施例に従って形成された硬化肉
盛部のビート形状、硬さくＨ＃ Ｃ） 、溶接割れ、ピ
ンホールおよび融合不良について調べた結果を、比較例
と対比して具体的に説明する。
実施例 ｌ
５ＵＨ３材料（０，４％Ｃ−１１％Ｃｒ−１％Ｍｏ−残
Ｆｅ）からなるバルブ径（かさ部５２の外径）４０龍の
自動車用エンジンバルブ素材４８に、ステライト１６の
球状粉末材料（−１００〜＋３５０メソシユ）を硬化肉
盛する際に、溶接電流を８０〜１００Ａ、プラズマガス
の供給量を１゜５〜１．８１ ／ｍｉｎ 、パウダ搬送
ガスの供給量を５゜Ｑ ｅ ／＋ｌｌ１ｎ 、シールド
ガスの供給量を２５．０１２ ／１１１１ｎ ％エンジ
ンバルブ素材４８の軸線への傾斜角度θを４５°、硬化
肉盛部の開先幅Ｄ２を５．３龍とし、ノズル径り、およ
び溶接速度を適宜変更するとともに、さらにオシレート
を行った場合と行わなかった場合について、硬化肉盛部
のビード形状等を調べた結果を第１表に示す。なお、比
較例の隘１０は、ステライト１６の棒材を用いてガス法
によって硬化肉盛を行った場合である。
Ｆｅ）からなるバルブ径（かさ部５２の外径）４０龍の
自動車用エンジンバルブ素材４８に、ステライト１６の
球状粉末材料（−１００〜＋３５０メソシユ）を硬化肉
盛する際に、溶接電流を８０〜１００Ａ、プラズマガス
の供給量を１゜５〜１．８１ ／ｍｉｎ 、パウダ搬送
ガスの供給量を５゜Ｑ ｅ ／＋ｌｌ１ｎ 、シールド
ガスの供給量を２５．０１２ ／１１１１ｎ ％エンジ
ンバルブ素材４８の軸線への傾斜角度θを４５°、硬化
肉盛部の開先幅Ｄ２を５．３龍とし、ノズル径り、およ
び溶接速度を適宜変更するとともに、さらにオシレート
を行った場合と行わなかった場合について、硬化肉盛部
のビード形状等を調べた結果を第１表に示す。なお、比
較例の隘１０は、ステライト１６の棒材を用いてガス法
によって硬化肉盛を行った場合である。
゛＼菰−
ゝぞフ・
第１表から明らかなように、本発明に従う階１〜７の硬
化肉盛においては、硬化肉盛部に溶接割れやピンホール
を生じたり、融合不良を発生したりすることがない。ま
た、溶接速度が３ ｗｂ ／ ｓ６Ｃと比較的遅い阻４
の場合には、母材（エンジンバルブ素材４８）の溶込量
が大きくなって肉盛材が希釈され、ビード形状がやや損
なわれるとともに肉盛部の硬さが低下するが実用上差支
えなく、溶接速度が４ｍｍ／ｓｅｃ以上のその他の場合
には、良好なビード形状でかつ充分な硬さの硬化肉盛が
得られることが判る。なお、本実施例では溶接速度を１
２ ｓｎ／ｓｅｃとした場合までしか実施されていない
が、溶接電流等の溶接条件によっては２０ｎ／ｓｅｅ以
上であっても充分に満足し得る硬化肉盛が得られる。
化肉盛においては、硬化肉盛部に溶接割れやピンホール
を生じたり、融合不良を発生したりすることがない。ま
た、溶接速度が３ ｗｂ ／ ｓ６Ｃと比較的遅い阻４
の場合には、母材（エンジンバルブ素材４８）の溶込量
が大きくなって肉盛材が希釈され、ビード形状がやや損
なわれるとともに肉盛部の硬さが低下するが実用上差支
えなく、溶接速度が４ｍｍ／ｓｅｃ以上のその他の場合
には、良好なビード形状でかつ充分な硬さの硬化肉盛が
得られることが判る。なお、本実施例では溶接速度を１
２ ｓｎ／ｓｅｃとした場合までしか実施されていない
が、溶接電流等の溶接条件によっては２０ｎ／ｓｅｅ以
上であっても充分に満足し得る硬化肉盛が得られる。
これに対して、比較例の隘８の場合には、ノズル径り、
が本発明の範囲より小さくて、ビード形状が損なわれる
とともに融合不良が発生する。また、ノズル径Ｄ１が本
発明の範囲より大きい障９の場合には、母材（エンジン
バルブ素材４８）の溶込量が大きくなって肉盛材が希釈
され、形成される硬化肉盛部の硬さが低下するとともに
、融合不良が発生する。さらに、ガス法で硬化肉盛を行
った隘１０の場合には、硬化肉盛部に溶接割れやピンホ
ール、更には融合不良を発生して、満足し得る硬化肉盛
が得られなかった。
が本発明の範囲より小さくて、ビード形状が損なわれる
とともに融合不良が発生する。また、ノズル径Ｄ１が本
発明の範囲より大きい障９の場合には、母材（エンジン
バルブ素材４８）の溶込量が大きくなって肉盛材が希釈
され、形成される硬化肉盛部の硬さが低下するとともに
、融合不良が発生する。さらに、ガス法で硬化肉盛を行
った隘１０の場合には、硬化肉盛部に溶接割れやピンホ
ール、更には融合不良を発生して、満足し得る硬化肉盛
が得られなかった。
実施例 ２
ＳＵＨＩＩ材料（０，５％Ｃ−８，５％Ｃｒ−残Ｆｅ）
からなるバルブ径（かさ部５２の外径）５５ｍｍの自動
車用エンジンバルブ素材４８に各種肉盛材の粉末材料を
硬化肉盛する際に、溶接電流を８０〜１００Ａ、プラズ
マガスの供給量を１．５〜１、８１ ／ｍｉｎ 、パウ
ダ搬送ガスの供給量を５．０β／ｍｉｎ、シールドガス
の供給量を２５．０１２ ／ｍｉｎ 。
からなるバルブ径（かさ部５２の外径）５５ｍｍの自動
車用エンジンバルブ素材４８に各種肉盛材の粉末材料を
硬化肉盛する際に、溶接電流を８０〜１００Ａ、プラズ
マガスの供給量を１．５〜１、８１ ／ｍｉｎ 、パウ
ダ搬送ガスの供給量を５．０β／ｍｉｎ、シールドガス
の供給量を２５．０１２ ／ｍｉｎ 。
溶接速度を１０ ｍｍ／ｓｅｃ 、オシレートを行わな
いという条件で、ノズル径Ｄ１、開先幅Ｄ２およびエン
ジンバルブ素材４８の軸線Ａの傾斜角度θを適宜変更し
た場合について、硬化肉盛部のビート形状等を調べた結
果を第２表に示す。なお、比較例の階１９〜２１は、棒
材を用いてガス法によって硬化肉盛を行った場合である
。
いという条件で、ノズル径Ｄ１、開先幅Ｄ２およびエン
ジンバルブ素材４８の軸線Ａの傾斜角度θを適宜変更し
た場合について、硬化肉盛部のビート形状等を調べた結
果を第２表に示す。なお、比較例の階１９〜２１は、棒
材を用いてガス法によって硬化肉盛を行った場合である
。
第２表から明らかなように、本発明に従うｍ１１〜Ｉ８
の硬化肉盛においては、硬化肉盛部に溶接割れやピンホ
ール、或いは融合不良を発生することはない。また、軸
線Ａの傾斜角度θが６５゛と大きい陽１３の場合、５°
と小さい阻１４の場合には、熔融金属に作用する重力に
起因してビード形状が損なわれるが実用上差支えなく、
１０゛〜６０°の範囲内にあるその他の場合には、良好
なビード形状でしかも充分な硬さの硬化肉盛が得られる
ことが判る。なお、Ｆｅベースの肉盛材としてはＶＭＳ
５８５−Ｂが、Ｎｉヘースの肉盛材としてはＮｉｍｏｎ
ｉｃ ８０ Ａがそれぞれ用いられているが、その他の
肉盛材を採用し得ることは勿論であり、Ｃｏヘースの肉
盛材についてもステライト１３２、′１２のみならず、
前記実施例１の１６などその他のものを用いることがで
きる。
の硬化肉盛においては、硬化肉盛部に溶接割れやピンホ
ール、或いは融合不良を発生することはない。また、軸
線Ａの傾斜角度θが６５゛と大きい陽１３の場合、５°
と小さい阻１４の場合には、熔融金属に作用する重力に
起因してビード形状が損なわれるが実用上差支えなく、
１０゛〜６０°の範囲内にあるその他の場合には、良好
なビード形状でしかも充分な硬さの硬化肉盛が得られる
ことが判る。なお、Ｆｅベースの肉盛材としてはＶＭＳ
５８５−Ｂが、Ｎｉヘースの肉盛材としてはＮｉｍｏｎ
ｉｃ ８０ Ａがそれぞれ用いられているが、その他の
肉盛材を採用し得ることは勿論であり、Ｃｏヘースの肉
盛材についてもステライト１３２、′１２のみならず、
前記実施例１の１６などその他のものを用いることがで
きる。
これに対して、比較例のｔＩ＆ｌ１９〜２１の場合には
、何れも硬化肉盛部に溶接割れやピンホールが生じたり
、融合不良が発生したりして、満足し得る硬化肉盛は得
られなかったのである。
、何れも硬化肉盛部に溶接割れやピンホールが生じたり
、融合不良が発生したりして、満足し得る硬化肉盛は得
られなかったのである。
第１図は本発明を好適に実施し得る装置の一例を説明す
る図である。 １０：プラズマアークトーチ ーイ ３８：ノズル ４８：エンジンバルブ素材 Ｄｌ ：ノズル径 Ｄ２ ：開先幅 θ：傾斜角度
る図である。 １０：プラズマアークトーチ ーイ ３８：ノズル ４８：エンジンバルブ素材 Ｄｌ ：ノズル径 Ｄ２ ：開先幅 θ：傾斜角度
Claims (3)
- （１）Ｆｅ、Ｃｒを主成分とするマルテンサイト系材料
からなるエンジンバルブ素材に硬化肉盛を行って弁フェ
ース面を形成し、目的とするエンジンバルブを製造する
に際して、 プラズマアークトーチと前記エンジンバルブ素材との間
にプラズマアークを形成する一方、パウダ搬送ガスによ
って所定の粉末材料を前記プラズマアーク内に導いて、
かかる粉末材料を熔融せしめ、前記エンジンバルブ素材
に所定の硬化肉盛を行うと共に、前記プラズマアークト
ーチのノズル径：Ｄ＿１が、該硬化肉盛部の開先幅：Ｄ
＿２に対して、下式： ０．６Ｄ＿２≦Ｄ＿１≦１．２Ｄ＿２ を満足するようにしたことを特徴とするエンジンバルブ
の製造方法。 - （２）前記硬化肉盛の溶接速度を４ｍｍ／ｓｅｃ以上と
する特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 - （３）前記エンジンバルブ素材を、その軸線が鉛直方向
に対して１０°〜６０°傾斜した状態で軸線回りに回転
させる一方、その傾斜したエンジンバルブ素材の上方に
プラズマアークトーチを配置して硬化肉盛を行う特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12967284A JPS619973A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12967284A JPS619973A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | エンジンバルブの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619973A true JPS619973A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0555233B2 JPH0555233B2 (ja) | 1993-08-16 |
Family
ID=15015299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12967284A Granted JPS619973A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619973A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0801214A1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-10-15 | Fuji Oozx Inc. | Poppet valve and method of manufacturing it |
-
1984
- 1984-06-23 JP JP12967284A patent/JPS619973A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0801214A1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-10-15 | Fuji Oozx Inc. | Poppet valve and method of manufacturing it |
| US5799683A (en) * | 1996-03-14 | 1998-09-01 | Fuji Oozx Inc. | Poppet valve and method of manufacturing it |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0555233B2 (ja) | 1993-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4117302A (en) | Method for fusibly bonding a coating material to a metal article | |
| US8828312B2 (en) | Dilution control in hardfacing severe service components | |
| US6673169B1 (en) | Method and apparatus for repairing superalloy components | |
| US4782206A (en) | Method and apparatus for controlling weld bead shape to eliminate microfissure defects when shape melting austenitic materials | |
| US4902359A (en) | Wear-resistant titanium or titanium-alloy member and a method for manufacturing the same | |
| EP3084026B1 (en) | Powder for surface coating | |
| US4243867A (en) | Apparatus for fusibly bonding a coating material to a metal article | |
| JPH0343327B2 (ja) | ||
| JP3409631B2 (ja) | レーザビームによる肉盛り方法及び肉盛り構造 | |
| EP0801214B1 (en) | Poppet valve and method of manufacturing it | |
| US4182299A (en) | Engine valve | |
| JPS62270277A (ja) | Ｔｉ基合金製耐摩部材の製造方法 | |
| CN109530894B (zh) | 一种阀座密封面等离子喷焊司太立合金的方法 | |
| JP3002585B2 (ja) | 硬化肉盛用溶接材料 | |
| EP0397789B1 (en) | Improved cored electrode wires | |
| JPH0555233B2 (ja) | ||
| JPS6123573A (ja) | エンジンバルブの製造方法 | |
| Bushey | Welding of cast irons | |
| JPH01197067A (ja) | Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法 | |
| CN109570764A (zh) | 一种发动机气门锥面的激光堆焊方法 | |
| JPH0555234B2 (ja) | ||
| JPS6123574A (ja) | エンジンバルブの製造方法 | |
| CN115722927A (zh) | 一种阀门密封面堆焊方法和工装及其产品 | |
| JPS62197609A (ja) | きのこ状弁のフエ−ス部耐熱合金肉盛方法 | |
| JP2943245B2 (ja) | 金属系部品の表面改質方法及びその装置 |