BRPI0601392B1

BRPI0601392B1 - Sinterized iron based base valve base material for internal combustion engines

Info

Publication number: BRPI0601392B1
Application number: BRPI0601392-9A
Authority: BR
Inventors: Takahashi Teruo; Oshige Hiroshi
Original assignee: Nippon Piston Ring Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2017-06-13
Also published as: KR20080003763A; JP2006299404A; JP4584158B2; KR100868152B1; KR20080058316A; KR20060103155A; BRPI0601392A; KR100939275B1

Abstract

"material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna". a presente invenção refere-se a um material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna que inclui uma fase matriz contendo de 0,3% a 1,5% em massa de c e de 1% a 20% em massa no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em ni, co, mo, cr e v; e de 10% a 60% em massa de partículas sólidas dispersas na fase matriz que possuem uma resistência vickers de 500 a 1.200 hvo.1 e contêm pelo menos um composto intermetálico selecionado do grupo consistindo em um composto intermetálico principalmente contendo fe, mo e si, um composto intermetálico principalmente contendo co, mo e si, e um composto intermetálico principalmente contendo ni, mo e si. o material de base de válvula possui uma densidade de 6,7 g/cm^ 3^ ou mais e uma força de esmagamento radial de 350 mpa ou mais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MATERIAL DE BASE DE VÁLVULA DE LIGA SINTERIZADA COM BASE EM FERRO PARA MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA”.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção A presente invenção refere-se a materiais de base de válvula para motores de combustão interna, e particularmente refere-se a materiais de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro que possuem força e resistência abrasiva melhoradas e caráter agressivo oposto reduzido e são preferíveis para motores abastecidos com gás. 2. Descrição da Técnica Relacionada Os motores de combustão interna que utilizam combustíveis líquidos tais como gasolina e óleo diesel inibem o desgaste de uma inserção de base de válvula em algum grau porque os combustíveis e os produtos de combustão mantêm a lubrificação entre uma válvula e a inserção de base de válvula. Os motores que utilizam combustíveis gasosos tais como gás de petróleo liquefeito (LPG) e gás natural comprimido (CNG), no entanto, tendem a levar a válvula e a inserção de base de válvula ao contato de metal com metal, o que aumenta o desgaste da válvula inserida porque os motores produzem uma quantidade mais baixa de produtos de combustão do que os motores que utilizam combustíveis líquidos. Conseqüentemente, existe uma demanda para outros aumentos na resistência de abra são das inserções de base de válvula para motores abastecidos com gás.

Um dos métodos conhecidos usados para aumentar a resistência de abrasão das inserções de base de válvula é a dispersão de uma grande quantidade de partículas sólidas tais como partículas sólidas do tipo Fe-W, partículas sólidas do tipo Fe-Mo, ou partículas sólidas do tipo carbo-neto em uma matriz em uma inserção de base de válvula. Aumentando a quantidade de partículas sólidas dispersas, no entanto, indesejável mente aumenta o caráter agressivo oposto e o desgaste da inserção de base de válvula.

Para resolver o problema, por exemplo, a Publicação do Pedido de Patente não Examinada Japonesa N° 11-12697 propõe uma inserção de base de válvula com relação aos motores de combustão interna que contém uma matriz e de 26% a 50% em peso de partículas sólidas com base em cobalto. A matriz pelo menos contém de 0,5% a 1,5% em peso de C e de 0,5% a 10,0% em peso no total de Cr e/ou V e opcionalmente contém de 2,0% a 20,0% em peso no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co e Mo com o equilíbrio sendo Fe. De acordo com a publicação, a inserção de base de válvula produzida pelas técnicas aqui apresentadas é preferível para motores abastecidos com gás, que a-presentam inserções de base de válvula em condições de uso severo que freqüentemente envolvem desgaste de contato de metal com metal. A Patente Japonesa N° 2706561 propõe um material de base de válvula para motores de combustão interna que contém quantidades predeterminadas de C, Si, Cr, Ni, Mo, W, Co e V com o equilíbrio sendo Fe e que possui uma estrutura porfirítica incluindo uma fase de aço de ferramentas com alta velocidade composta de partículas de carboneto de metal dispersas, uma fase sólida de liga de alumínio composta de partículas de composto intermetálicas dispersas, uma fase de liga ferrosa contendo Co, Ni, Mo e C, e fases intermediárias formadas pela difusão da fase sólida de liga de cobalto nas outras fases. De acordo com a publicação, as técnicas aqui a-presentadas podem fornecer uma inserção de base de válvula com resistência ao desgaste em temperatura elevada melhorada e uma vida prolongada para uso em motores de combustão interna LPG. A publicação do Pedido de Patente não Examinada Japonesa N° 2002-285293 propõe um material de base de válvula para motores de serviço pesado que contém quantidades predeterminadas de Co, Mo, Cr, V, Si, C e Ni com o equilíbrio sendo Fe e que possui uma estrutura de metal misturado de bainita (ou uma mistura de bainita e sorbeto), martensita e sustenita em que uma fase sólida composta de núcleos de siliceto de molib-deno cercados por uma fase de difusão de cobalto é dispersa. De acordo com a publicação, as técnicas aqui apresentadas podem fornecer um material de base de válvula que possua resistência ao desgaste melhorada e seja preferível para motores de serviço pesado tais como motores CNG. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Recentemente, outras melhoras no desempenho de motores abastecidos com gás foram exigidas. Portanto, as inserções de válvula são projetadas para serem expostas em ambientes mais severos. Consequentemente, outros aumentos na força e resistência de abrasão das inserções de base de válvula foram exigidos; infeliz mente, as inserções de base de válvula produzidas pelas técnicas conhecidas descritas acima não podem garantir propriedades satisfatórias em resposta à demanda.

Um objetivo da presente invenção é vantajosamente resolver tais problemas na técnica conhecida e fornecer um material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna que possua força suficiente e possa ter excelente resistência abrasiva em tais ambientes de uso severo como em motores abastecidos com gás.

Para alcançar o objetivo acima, os inventores da presente invenção têm intensivamente estudado vários fatores que afetam a resistência abrasiva. Como um resultado do estudo, os inventores observaram que a dispersão de uma grande quantidade de partículas sólidas com menos caráter agressivo oposto em uma fase matriz é importante para aumentar a força e resistência abrasiva em tais ambientes de uso severo como em motores abastecidos com gás. Os inventores também observaram que o material a ser usado tendo uma densidade de 6,7 g/cm3 ou mais e uma resistência à compressão radial de 350 MPa ou mais é necessário para estável mente dispersar uma grande quantidade de partículas sólidas na fase matriz. Isto impede as partículas sólidas de caírem fora da fase matriz para garantir força elevada e excelente resistência abrasiva em ambientes de uso severo durante um período de tempo prolongado. A presente invenção foi completada após outros estudos com base nestas descobertas.

Isto é, a presente invenção fornece um material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna. Este material de base de válvula inclui uma fase matriz de liga sinterí-zada com base em ferro contendo de 0,3% a 1,5% em massa de C e de 1% a 20 % em massa no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co, Mo, Cr e V com o equilíbrio sendo Fe e impurezas eventuais; e de 10% a 60% em massa de partículas sólidas dispersas na fase matriz que possuem uma dureza Vickers de 500 a 1.200 HVO.1 e contêm pelo menos um composto intermetálico selecionado do grupo consistindo em um composto intermetálico principal mente contendo Fe, Mo e Si, um composto intermetálico principal mente contendo Co, Mo e Si, e um composto intermetálico principal mente contendo Ni, Mo e Si. Este material de base de válvula possui uma densidade de 6,7 g/cm3 ou mais e uma resistência à compressão radial de 350 MPa ou mais. A fase matriz pode conter de 0,3 % a 1,5 % em massa de C; e 1 % a 20 % em massa no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co e Mo e opcionalmente pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Cr e V.

As partículas sólidas podem ser pelo menos um composto intermetálico selecionado do grupo consistindo em um composto intermetálico principalmente contendo Fe, Mo e Si, um composto intermetálico principalmente contendo Co, Mo e Si, e um composto intermetálico principal mente contendo Ni, Mo e Si, e podem conter de 1 % a 15 % em massa de Si, de 20 % a 60 % em massa de Mo, e de 10 % a 70 % em massa de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Cr, Ni, Co e Fe com o equilíbrio sendo as impurezas eventuais.

As partículas sólidas podem ser partículas sólidas com base em Fe, partículas sólidas com base em Co, partículas sólidas com base em Ni, ou qualquer combinação destas. As partículas sólidas com base em Fe contêm de 1 % a 15 % em massa de Si, de 20 % a 60 % em massa de Mo, e opcionalmente 25 % ou menos em massa de Cr e/ou de 10 % a 40 % em massa de Co com o equilíbrio sendo Fe e impurezas eventuais. As partículas sólidas com base em Co contêm de 1 % a 15 % em massa de Si, de 20 % a 60 % em massa de Mo, e opcionalmente de 5 % a 25 % em massa de Cr com o equilíbrio sendo Co e impurezas eventuais. As partículas sólidas com base em Ni contêm de 1 % a 15 % em massa de Si, de 20 % a 60 % em massa de Mo, e opcionalmente de 5 % a 25 % em massa de Cr e/ou 10 % ou menos em massa de Co com o equilíbrio sendo Ni e impurezas eventuais. O material de base de válvula pode ainda incluir de 0,2 % a 5 % em massa de um lubrificante sólido. O material de base de válvula pode ser produzido mediante a repetição dupla de um processo de sinterização por moldagem de compressão ou por um processo de sinterização por forjamento. A presente invenção possui vantagens industriais significativas porque ela permite produção fácil e estável de uma inserção de base de válvula que garante excelente força e resistência abrasiva em tais ambientes de uso severo como em motores abastecidos com gás.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Um material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna de acordo com a presente invenção inclui uma fase matriz sinterizada com base em ferro e partículas sólidas nela dispersas. Na descrição abaixo, % em massa para descrever composições é em seguida abreviada como %. A fase matriz do material de base de válvula de acordo com a presente invenção contém de 0,3% a 1,5% de C e de 1% a 20% no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co, Mo, Cr e V com o equilíbrio sendo Fe e impurezas eventuais.

Primeiro, as razões para especificar a composição da fase matriz são descritas abaixo. C: de 0,3% a 1,5% C é adicionado para acelerar a difusão durante a sinterização. Este elemento se dissolve na fase matriz para aumentar a sua força. Este efeito é obtido por conter 0,3% ou mais de C. A existência de mais do que 1,5% de C, entretanto, tende a formar cementita na matriz e também motiva uma fase líquida durante a sinterização, assim diminuindo a estabilidade estrutural da fase matriz e causando grandes mudanças no tamanho dos produtos. Na presente invenção, portanto, o teor de C na fase matriz é limi- tado em 0,3% a 1,5%.

Pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co, Mo, Cr e V: de 1% a 20% no total. O conteúdo de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co, Mo, Cr e V deve ser 1% ou mais no total na presente invenção; estes elementos servem para aumentar a resistência abrasiva da matriz. A existência de mais do que 20% no total destes elementos, no entanto, é economicamente desvantajosa porque o efeito dos elementos é saturado e pode não mais ser esperado para ser comensurado com o conteúdo. O material de base de válvula preferivelmente contém pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co e Mo porque estes elementos possuem um efeito maior de aumentar a força e resistência em temperatura elevada do que Cr e V. Conseqüentemente, o material de base de válvula contém de 1 % a 20% no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co, Mo, Cr e V, e preferivelmente de 1 % a 20% no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co e Mo e opcionalmente pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Cr e V. O equilíbrio da fase matriz inclui Fe e impurezas eventuais.

Além da fase matriz tendo a composição descrita acima, o material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro de acordo com a presente invenção inclui de 10% a 60% em massa de partículas sólidas dispersas na fase matriz que possuem uma dureza Vickers de 500 a 1.200 HV0.1.

As partículas sólidas são dispersas na fase matriz para intensificar a resistência à abrasão. Se as partículas sólidas tiverem uma resistência de menos do que 500 HV0.1, a resistência abrasiva desejada não é garantida. Se as partículas sólidas tiverem uma resistência de mais do que 1.200 HV0.1, por outro lado, o caráter agressivo oposto é aumentado. Conseqüentemente, a dureza Vickers das partículas sólidas é limitada em 500 a 1.200 HV0.1. Do ponto da resistência abrasiva, da autolubrificação e do caráter agressivo oposto, é preferível com relação às partículas sólidas dispersas na fase matriz que as partículas sólidas contenham pelo menos um composto intermetálico selecionado do grupo consistindo em um composto interme-tálico principal mente contendo Fe, Mo e Si; um composto intermetálico principalmente contendo Co, Mo e Si, e um composto intermetálico principalmente contendo Ni, Mo e Si. O composto intermetálico contém Si em uma quantidade de 1% a 15% da massa total das partículas sólidas; Mo em uma quantidade de 20% a 60%; e pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Cr, Ni, Co e Fe em uma quantidade de 10% a 70 %.

Especificamente, as partículas sólidas dispersas na fase matriz na presente invenção são preferivelmente partículas sólidas com base em Fe, partículas sólidas com base em Co, partículas sólidas com base em Ni, ou qualquer combinação destas. As partículas sólidas com base em Fe contêm Si em uma quantidade de 1 % a 15 % da massa total das partículas sólidas, Mo em uma quantidade de 20 % a 60 %, e opcionalmente Cr em uma quantidade de 25 % ou menos e/ou Co em uma quantidade de 10 % a 40 % com o equilíbrio sendo Fe e impurezas eventuais. As partículas sólidas com base em Co contêm Si em uma quantidade de 1 % a 15 % da massa total das partículas sólidas, Mo em uma quantidade de 20 % a 60 %, e opcionalmente Cr em uma quantidade de 5 % a 25 % com o equilíbrio sendo Co e impurezas eventuais. As partículas sólidas com base em Ni contêm Si em uma quantidade de 1 % a 15 % da massa total das partículas sólidas, Mo em uma quantidade de 20 % a 60 %, e opcionalmente Cr em uma quantidade de 5 % a 25 % e/ou Co em uma quantidade de 10 % ou menos com o equilíbrio sendo Ni e impurezas eventuais.

Se o conteúdo das partículas sólidas dispersas na fase matriz for menor do que 10 % da massa total do material de base de válvula, a resistência abrasiva desejada não é garantida. Conteúdo de mais do que 60 % das partículas sólidas, por outro lado, é economicamente desvantajoso por causa do custo elevado de fabricação, e também resulta em formabili-dade baixa, caráter agressivo oposto aumentado e aderência baixa à matriz. Na presente invenção, portanto, o conteúdo das partículas sólidas é limitado em 10 % a 60 % da massa total do material de base de válvula. O material de base de válvula de acordo com a presente invenção pode ainda conter um lubrificante sólido em uma quantidade de 0,2 % a 5% da massa total do material de base de válvula para melhorar a capacidade de máquina. O lubrificante sólido pode ser disperso na fase matriz para proteger as ferramentas de corte. Além disso, o lubrificante sólido disperso forma o ponto de partida de uma incisão para mais adiante melhorar a capacidade de máquina. Exemplos do lubrificante sólido usado incluem sul-fetos tais como MnS e MoS2, fluoretos tais como CaF2, e óxidos tais como MgSi02. Se o conteúdo do lubrificante sólido for menor do que 0,2% em massa, o lubrificante sólido não pode fornecer os efeitos acima. Conteúdo de mais do que 5% em massa do lubrificante sólido, por outro lado, diminui a força. Conseqüentemente, o conteúdo do lubrificante sólido é preferivelmente limitado em 0,2 % a 5 % em massa, preferivelmente de 0,5 % a 3 % em massa.

Além disso, o material de base de válvula de acordo com a presente invenção possui uma densidade de 6,7 g/cm3 ou mais e uma resistência à compressão radial de 350 MPa ou mais. A resistência à compressão radial aqui usada é determinada de acordo com JIS (Japanese Industrial Standards) Z 2507.

Se a densidade do material de base de válvula for menor do que 6,7 g/cm3, o material de base de válvula pode não ter a resistência abrasiva desejada em tais ambientes de uso severo como nos motores abastecidos com gás porque o material de base de válvula carece de aderência entre as partículas sólidas e a matriz e apresenta resistência abrasiva diminuída. Conseqüentemente, a densidade do material de base de válvula é limitada em 6,7 g/cm3 ou mais, preferivelmente 6,8 g/cm3 ou mais.

Além disso, o material de base de válvula de acordo com a presente invenção possui uma resistência à compressão radial de 350 MPa ou mais para intensificar a aderência entre as partículas sólidas e a matriz e garantir a resistência abrasiva desejada em tais ambientes de uso severo como nos motores abastecidos com gás. Se a resistência à compressão radial for menor do que 350 MPa, o material de base de válvula carece de a- derência entre as partículas sólidas e a matriz e assim diminui a resistência abrasiva. Um tal material de base de válvula também facilmente causa, por exemplo, craqueamento e cinzeladura quando o material for processado nas inserções de base de válvula (produtos). O material de base de válvula preferivelmente possui uma resistência à compressão radial de 450 MPa ou mais. O material de base de válvula de acordo com a presente invenção é preferivelmente produzido mediante a repetição dupla de um processo de sinterização por moldagem compressiva ou por um processo de sinteri-zação por forjamento para estavelmente garantir à densidade e resistência à compressão radial descritas acima. A seguir, um método preferido para a produção do material de base de válvula de acordo com a presente invenção será descrito abaixo.

Um pó de matéria-prima é preparado pela adição em um pó de ferro puro, um pó de grafita, pelo menos um pó selecionado do grupo consistindo em um pó de Ni, um pó de Mo, e um pó de Co, e opcionalmente pelo menos um pó selecionado do grupo consistindo em um pó de Cr e um pó de V, como pós de elemento de liga, de modo a obter a composição de fase matriz descrita acima. Um pó das partículas sólidas tendo a resistência e composição descrita acima é depois adicionado de modo a obter o conteúdo de partículas sólidas acima. Além disso, um pó lubrificante sólido é opcionalmente adicionado de modo a obter o conteúdo de lubrificante sólido acima. Além disso, um lubrificante tal como estearato de zinco é preferivelmente adicionado. Estes pós são misturados e amassados para preparar um pó misturado. Na presente invenção, a composição de fase matriz descrita a-cima pode ser obtida pela adição de quantidades predeterminadas dos pós de elemento de liga ao pó de ferro puro, como descrito acima, e/ou adição de uma quantidade predeterminada de pó de aço de baixa liga ou pó de liga ferrosa contendo os elementos de liga ao pó de ferro puro. O pó misturado é depois suprido em um molde tendo um forma de base de válvula de um tamanho predeterminado. O pó misturado é preferivelmente moldado em um compacto sinterizado (material de base de válvu- Ia) mediante a repetição dupla do processo de sinterização por moldagem de compressão. Isto é, o pó misturado pode ser processado por um processo de sinterização por moldagem de compressão principal em que o pó misturado é moldado por compressão e preliminarmente sinterizado e um processo de sinterização por moldagem de compreessão secundário em que o compacto sinterizado primário resultante é moldado por compressão e sinterizado novamente. Estes processos produzem um compacto sinterizado (material de base de válvula) tendo a densidade e resistência à compressão radial. A moldagem por compressão é preferivelmente executada por compressão tal como compressão mecânica e compressão hidráulica. A sinterização é preferivelmente executada por aquecimento em 1.100 °C a 1.200 °C em uma atmosfera reduzida ou em um vácuo.

Na presente invenção, o processo de sinterização por forjamen-to pode ser executado em lugar da repetição do processo de sinterização com formação de compressão.

Um metal com ponto de fusão baixo tal como Pb, Cu e Zn pode ser infiltrado nos poros do compacto sinterizado resultante para ainda aumentar a resistência abrasiva e diminuir o caráter agressivo oposto. O compacto sinterizado resultante (material de base de válvula) é opcionalmente cortado para produzir um produto de inserção de base de válvula.

Exemplos A presente invenção é descrita com maiores detalhes com os exemplos abaixo.

Um pó de ferro puro foi misturado com pós de elemento de liga para se ter composições de fase matriz apresentadas na Tabela 1, foi misturado com partículas sólidas de tipos e resistências mostrados na Tabela 2 em quantidades mostradas na Tabela 1, lubrificantes sólidos dos tipos mostrados na Tabela 1 em quantidades apresentadas na Tabela 1, e estearato de zinco, como um lubrificante, e foi amassado com um misturador tipo V para preparar pós misturados. O teor de estearato de zinco, como um lubri- ficante, era de 1,0 parte em peso com base em 100 partes em peso da quantidade total do pó de ferro puro, os pós de elemento de liga, as partículas sólidas e o lubrificante sólido.

Em alguns dos exemplos, o pó de ferro puro e os pós de elemento de liga foram parcialmente substituídos com um pó de aço de baixa liga A (Cr: 3,0 em massa, Mo: 0,2 % em massa; V: 0,3 % em massa; equilíbrio: Fe) ou um pó de aço de baixa liga B (Cr: 1,0 em massa; Mo: 0,3 % em massa; equilíbrio: Fe).

Primeiro, os pós misturados foram supridos em um molde e foram moldados por compressão com uma prensa mecânica para formar compactos tendo uma forma de base de válvula com um tamanho de 27 mm dia. x 22 mm dia. x 7,0 mm. Os compactos foram depois preliminarmente sinteri-zados para formar compactos sinterizados principais. Os compactos sinteri-zados principais resultantes foram moldados por compressão mais uma vez em uma forma de base de válvula com um tamanho finalizado de 27 mm dia. x 22 mm dia. x 6,5 mm usando uma prensa hidráulica e foram sinterizados mais uma vez. Assim, os pós misturados foram processados em compactos sinterizados mediante a repetição dupla do processo de sinterização por moldagem de compressão (2P2S). Alguns materiais de base de válvula foram produzidos pelo processo de sinterização por forjamento, em que os compactos sinterizados formados após o processo de sinterização por moldagem de compressão ter sido executado uma vez (1P1S) foram forjados e sinterizados (FS). A sinterização foi executada por tratamento térmico (tratamento de sinterização) em 1.160 °C em uma atmosfera reduzida.

Os compactos sinterizados resultantes foram usados como materiais de base de válvula para produzir inserções de base de válvula. As inserções de base de válvula foram avaliadas com relação a densidade, resistência à compressão radial e resistência abrasiva. A densidade foi determinada pelo método Archimedes. A resistência à compressão radial foi determinada de acordo com JIS Z 2507. A resistência abrasiva foi avaliada pelo teste que segue.

Cada uma das inserções de base de válvula resultante foi ligada em um motor de gás natural de quatro cilindros de quatro cursos em linha de 2.000 cm3 que foi acionado em 6.000 rpm/WOT (válvula reguladora de combustível) durante 24 horas. A válvula de união usada foi formada do aço resistente ao calor SUH35 (JIS) com a face de válvula desta coberta com Tribaloy®. A resistência abrasiva foi avaliada mediante a medição das in-tensidades de desgaste tanto da inserção de base de válvula quanto da válvula sobre o lado da descarga.

Os resultados são mostrados na Tabela 3. TABELA 1_______________________________________________________________________________________________________ TABELA 1 (Continuação) *} se refere à Tabela 2. TABELA 2 TABELA 3______________________________________________ TABELA 3 Os resultados acima mostram que os exemplos da invenção todos resultaram em intensidades de desgaste mais baixas tanto para as inserções de base de válvula quanto para as válvulas de união no ambiente de uso severo, isto é, sobre o lado de descarga do motor abastecido com gás. Os resultados assim provaram que os materiais de base de válvula dos exemplos da invenção tinham resistência abrasiva mais elevada e menos caráter agressivo oposto.

Os resultados também mostram que, ao contrário, os exemplos comparativos, que caem foram do escopo da presente invenção, resultaram em grandes intensidades de desgaste com relação às inserções de base de válvula e às válvulas de união. Os resultados indicam que os materiais de base de válvula dos exemplos comparativos tinham baixa resistência abrasiva e alto caráter agressivo oposto.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna incluindo uma fase matriz de liga sinterizada com base em ferro e partículas sólidas dispersas na mesma em que: a fase matriz de liga sinterizada com base em ferro contem de 0,3 % a 1,5 % em massa de C e de 1 % a 20 % em massa no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co, Mo, Cr e V, o equilíbrio sendo Fe e impurezas eventuais; e de 10 % a 60 % em massa de partículas sólidas dispersas na fase matriz, as partículas sólidas tendo uma dureza Vickers de 500 a 1.200 HV0.1 e contendo pelo menos um composto intermetálico selecionado do grupo consistindo em um composto intermetálico principal mente contendo Fe, Mo e Si, um composto intermetálico principal mente contendo Co, Mo e Si, e um composto intermetálico principal mente contendo Ni, Mo e Si, caracterizado pelo fato de que o material de base de válvula tendo uma densidade de 6,7 g/cm3 ou mais e uma resistência à compressão radial de 350 MPa ou mais sendo produzido mediante a repetição dupla de um processo de sinterização por moldagem de compressão ou sendo produzido por um processo de sinterização por moldagem de compressão seguido de um processo de sinterização por forjamento.

2. Material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fase matriz contém: de 0,3% a 1,5% em massa de C; e de 1% a 20% em massa no total de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Ni, Co e Mo e opcionalmente pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Cr e V.

3. Material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as partículas sólidas compreendem pelo menos um composto intermetálico selecionado do grupo consistindo em um composto intermetálico principalmente contendo Fe, Mo e Si, um composto intermetálico principalmente contendo Co, Mo e Si; um composto intermetálico contendo Ni, Mo e Si, e contêm de 1% a 15% em massa de Si, de 20% a 60% em massa de Mo, e de 10% a 70% em massa de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Cr, Ni, Co e Fe, o equilíbrio sendo as impurezas eventuais.

4. Material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as partículas sólidas compreendem partículas sólidas com base em Fe, partículas sólidas com base em Co, partículas sólidas com base em Ni, ou qualquer combinação destas, as partículas sólidas com base em Fe contendo de 1% a 15% em massa de Si, de 20% a 60% em massa de Mo, e opcionalmente 25% ou menos em massa de Cr e/ou de 10% a 40% em massa de Co, o equilíbrio sendo Fe e impurezas eventuais, as partículas sólidas com base em Co contendo de 1% a 15% em massa de Si, de 20% a 60% em massa de Mo, e opcionalmente de 5% a 25% em massa de Cr, o equilíbrio sendo Co e impurezas eventuais, as partículas sólidas com base em Ni contendo de 1% a 15% em massa de Si, de 20% a 60% em massa de Mo, e opcionalmente de 5% a 25% em massa de Cr e/ou 10% ou menos em massa de Co, o equilíbrio sendo Ni e impurezas eventuais.

5. Material de base de válvula de liga sinterizada com base em ferro para motores de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ainda compreende de 0,2% a 5% em massa de um lubrificante sólido.