CN104853823B - 提升阀的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明使由锻造制造的提升阀的表面的刚性强度更加均匀，其是由锻造制造在轴部12的长边方向的一端设有具有表面N的伞部14的提升阀10的方法，提升阀中间产品10’的中间伞部14’中，在锻造后成为表面N的区域，以锻造后的伞部14的表面N为基准，设有使顶点15a位于表面N的法线K2方向的膨出部15，在剖视情况下膨出部15的顶点15a位于通过基准点P3的法线K2上，该基准点设定在连接表面N的内径侧的基点P1和外径侧的基点P2的假想线(线段K)上，并且以从轴部12的中心轴X1方向观察时，从内径侧的基点P1至基准点P3的长度L1与从外径侧的基点P2至基准点P3的长度L2的关系成为L1/L2≤0.5的方式设定基准点P3的位置。

Description

提升阀的制造方法

技术领域

本发明涉及提升阀的制造方法。

背景技术

船用等的内燃机中使用的吸气排气阀(以下，称作提升阀)具有在轴部的长边方向的一端一体地形成有伞部的基本形状，在该提升阀的伞部，形成有以随着朝向轴部的一端侧而外径变大的朝向倾斜的表面。

提升阀与内燃机的吸气以及排气的计时同步地在缸盖内进行直线往复运动，此时，提升阀的表面与设于吸气以及排气口的开口部的金属制的阀座反复碰撞，因而对于提升阀的表面要求刚性强度。

专利文献1中公开了如下技术，即，在锻造前的提升阀中间产品中，在成为最终得到的提升阀的表面的区域设置膨出部，在锻造时按压该膨出部使之塑性变形，从而使最终得到的提升阀的表面加工硬化，提高制成的提升阀的刚性强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-123256号公报

图6是说明专利文献1中公开的提升阀500的锻造方法的图，图6(a)是说明锻造前的提升阀中间产品500’的形状的图，图6(b)是说明锻造后的提升阀500的形状的图。

此外，图6(a)中，由虚线表示最终得到的提升阀500的表面的形状(外形)，并且以与锻造前的提升阀中间产品500’重叠的方式显示。

如图6(b)所示，锻造后的提升阀500具有在轴部501的长边方向的一端一体地形成有伞部502的基本形状。

轴部501是沿该轴部501的中心轴X1直线状延伸的棒状的部件，在该轴部501的一端形成的伞部502具有圆柱状的边缘部503、和中心轴X1的径向的外径随着远离边缘部503变小的面部504。

在该面部504设有相对于中心轴X1以规定角度θ倾斜的表面N，在剖视情况下，该表面N从与边缘部503的边界点503a朝向中心轴X1侧形成为平面状。

如图6(a)所示，在通过锻造而制成该提升阀500之前的提升阀中间产品500’中，在锻造后成为面部504的区域，设有向远离边缘部503’的方向膨出的膨出部505’。

此处，在将提升阀中间产品500’锻造为提升阀500的形状时，以使膨出部505’与作为锻造金属模具的锻模520的按压面520a接触的状态对提升阀中间产品500’进行保持。

该状态下，通过使与锻模520对置配置的冲头540沿中心轴X1向锻模520侧移动，来将提升阀中间产品500’的中间伞部502’的形状修整为最终得到的提升阀500的伞部502的形状。

而且，在该锻造时，提升阀中间产品500’的膨出部505’的材料由锻模520的按压面520a按压，而一边塑性变形一边成型为表面N的形状，从而提高最终得到的提升阀500的表面N的刚性强度。

发明内容

发明所要解决的课题

此处，当以最终得到的提升阀500的表面N为基准说明提升阀中间产品500’的膨出部505’的顶点506’的位置时，如图6(a)所示，在剖视情况下，顶点506’位于通过基准点P3的法线X2上，该基准点P3是线段K的长度方向的中间，该线段K连接成为表面N的区域的外径侧的基点P2和内径侧的基点P1。

因此，在剖视情况下，膨出部505’形成为连接顶点506’和基点P1、P2的斜面508’、509’的长度分别相同的等腰三角形的形状。

并且，以该等腰三角形的从内径侧的基点P1至基准点P3的沿中心轴X1的径向的长度L1与从基准点P3至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L2的关系成为下述式的方式设定基准点P3的位置。

L1/L2＝1

此处，在从中心轴X1的轴向观察的情况下，膨出部505’的顶点506’相比从同方向观察的情况下的表面N的宽度方向的基准点P3位于径向外侧。

因此，当进行提升阀中间产品500’的锻造时，由锻模520的按压面520a按压的膨出部505’的大部分材料向比基准点P3靠径向外侧的一侧移动。

这样，如图6(b)所示，锻造后的提升阀500中，比表面N的基准点P3靠径向外侧的区域R2与径向内侧的区域R1相比，一边塑性变形一边移动的材料的量变得紧密，因而对于表面N的刚性强度而言，有外径侧比内径侧高的趋势。

因此，当通过锻造而制成提升阀时，寻求能够使制成的提升阀的表面的刚性强度更加均匀。

用于解决课题的方案

本发明是一种提升阀的制造方法，其是通过锻造该提升阀的中间产品来制造提升阀的方法，该提升阀在设于轴部的长边方向的一端的伞部具有表面，该表面的外径随着朝向上述一端侧而扩大，其中，

上述提升阀的中间产品在轴部的长边方向的一端具备成为上述伞部的大径部，上述大径部中，在锻造后成为上述表面的区域，以锻造后的伞部的上述表面为基准，设有使顶点位于上述表面的法线方向的膨出部，

在剖视情况下，上述膨出部的顶点位于通过基准点的法线上，该基准点设定在连接上述表面的内径侧的基点和外径侧的基点的假想线上，

并且以从上述轴部的中心线的轴向观察的情况下，从上述内径侧的基点至基准点的长度L1与从上述外径侧的基点至基准点的长度L2的关系成为下述式(1)的方式，设定上述基准点的位置，

L1/L2≤0.5…(1)

在沿上述中心线方向对置配置的按压模具与支承模具之间，以使上述膨出部抵接在上述支承模具的与上述表面对应的形状的按压面的状态使上述阀中间产品支承于上述支承模具，之后使上述按压模具在上述中心线方向上向接近上述支承模具的方向移动，而使把持于按压模具与支承模具之间的上述膨出部的区域向上述中心线方向塑性变形，而形成上述表面。

发明的效果如下。

根据本发明，由于由支承模具的按压面按压而移动的膨出部的材料从内径侧朝向外径侧在最终成为表面的区域移动，所以在最终得到的阀的表面中，一边塑性变形一边移动的材料的量成为大致均匀的分布。

因而，在通过锻造而制成的提升阀中，能够使表面的刚性强度更加均匀。

附图说明

图1是说明实施方式的提升阀以及提升阀中间产品的图。

图2是实施方式的提升阀中间产品的主要部分放大图。

图3是说明实施方式的提升阀中间产品的在锻造过程中的形状变化的图。

图4是说明实施方式的提升阀的制造方法的流程图。

图5是说明实施方式的提升阀的表面的刚性强度的图。

图6是说明以往例的提升阀的制造方法的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

首先，对通过锻造而制成的提升阀10和锻造前的提升阀中间产品10’进行说明。

图1是说明提升阀中间产品10’、和通过锻造该提升阀中间产品10’而制成的提升阀10的剖视图，图1(a)是表示提升阀中间产品10’的主要部分和锻造金属模具200的剖视图，图1(b)是通过锻造而最终制成的提升阀10的主要部分剖视图。

图2(a)是图1(a)中的区域A的放大图，图2(b)是表示膨出部15中的区域A的形状的变形例的图。

此外，图1(a)、图2中，在锻造前的提升阀中间产品10’中，以虚线表示最终得到的提升阀10的表面N的位置。

如图1(b)所示，通过锻造而制成的提升阀10具有在轴部12的长边方向的一端一体地形成有伞部14的基本形状。

轴部12是沿该轴部12的中心轴X1直线状延伸的棒状的部件，在该轴部12的一端形成的伞部14具有圆柱形状的边缘部141、和中心轴X1的径向上的外径随着远离边缘部141而变小的面部142。

在该面部142设有相对于中心轴X1以规定角度θ倾斜的表面N，在剖视情况下，该表面N从与边缘部141的边界点141a朝向中心轴X1侧形成为直线状。

实施方式中，该表面N的倾斜角度θ设定为45°≤θ≤60°的范围。

在通过锻造而制成该提升阀10之前的提升阀中间产品10’中，在圆柱形状的轴部12’的一端侧形成有锻造后成为伞部14的中间伞部14’，在实施方式中，该提升阀中间产品10’由析出硬化型Ni基合金形成。

如图1(a)所示，中间伞部14’由圆柱形状的边缘部141’、和中心轴X1的径向上的外径随着远离该边缘部141’而变小的面部142’构成，面部142’中，以最终得到的提升阀10的表面N(图中，波线参照)为基准，设有在表面N的法线方向上膨出的膨出部15。

膨出部15是锻造后成为表面N的区域，该膨出部15的顶点15a位于通过基准点P3的法线X2上，该基准点P3设定在连接锻造后的表面N的外径侧的基点P2和内径侧的基点P1的线段K上。

此处，膨出部15中，连接外径侧的基点P2和顶点15a的斜面14’b、以及连接内径侧的基点P1和膨出部15的顶点15a的斜面14’c分别形成为直线状，在剖视情况下，膨出部15形成为不等边三角形形状。并且，对该膨出部15的顶点15a实施曲面加工，在剖视情况下，顶点15a不形成为尖锐形状而形成为圆弧形状(R形状)。

如图2(a)所示，在实施方式中，为了对在锻造时进行塑性变形的膨出部15的材料的移动方向进行控制，以从内径侧的基点P1至基准点P3的沿中心轴X1的径向的长度L1与从基准点P3至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L2的关系成为下述式(1)的方式，设定从中心轴X1的轴向观察的基准点P3的位置，。

L1/L2≤0.5…(1)

此外，更加优选为，以从内径侧的基点P1至基准点P3的沿中心轴X1的径向的长度L1、从基准点P3至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L2、从中心轴X1至内径侧的基点P1的沿中心轴X1的径向的长度L3、从中心轴X1至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L4、从表面N至膨出部15的顶点15a的高度Z、以及表面N相对于中心轴X1的角度θ的关系成为下述式(2)的方式，设定从中心轴X1的轴向观察的基准点P3的位置。

L2＞L1＝(L4－L3)×1/2～(L4－L3)×3/4＞Z×COSθ…(2)

并且，使用从中心轴X1至内径侧的基点P1的沿中心轴X1的径向的长度L3、从中心轴X1至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L4、以及表面N相对于中心轴X1的角度θ，将从表面N至膨出部15的顶点15a的高度Z设定为成为下述式(3)。

Z＜((L4-L3)×COSθ)/2…(3)

此处，如图2(a)所示，用于锻造提升阀中间产品10’的锻造金属模具200构成为具有保持提升阀中间产品10’的锻模210(支承模具)、和与锻模210对置配置的冲头220(按压模具)。

冲头220通过未图示的驱动装置而沿中心轴X1的轴向能够进退移动。

当锻造提升阀中间产品10’时，通过使冲头220沿中心轴X1的轴向朝锻模210侧移动，冲头220将把持在冲头220与锻模210之间的提升阀中间产品10’向锻模210侧进行按压，能够一边使提升阀中间产品10’塑性变形一边将其修整为提升阀10的形状。

在锻模210的冲头220侧的上表面211，开口有用于对提升阀中间产品10’的中间伞部14’进行保持的模具孔212，在该模具孔212中从轴部12’侧插入提升阀中间产品10’。

模具孔212以随着远离冲头220而内径变小的形状形成，包围模具孔212的内壁213具有上表面211侧的开口壁214、和在该开口壁214的与冲头220相反的一侧连续的按压壁215。

按压壁215随着远离冲头220而向接近中心轴X1的方向倾斜，按压壁215的与中心轴X1交叉的交叉角成为与锻造后的提升阀10的表面N的倾斜角度相同的角度θ。

当锻造提升阀中间产品10’时，按压壁215的内侧面成为对设于提升阀中间产品10’的中间伞部14’的膨出部15进行按压的按压面215a，该按压面215a形成为与最终得到的提升阀10的表面N的形状对应的形状。

此外，在锻造前的阶段中，提升阀中间产品10’以使膨出部15与按压面215a抵接的状态由锻模210支承。

该状态下，在提升阀中间产品10’与锻模210的按压面215a之间，隔着膨出部15与按压面215a的抵接点而在外径侧和内径侧确保空间216、217。

空间216形成于按压面215a与膨出部15的斜面14’b之间，空间217形成于按压面215a与膨出部15的斜面14’c之间，成为能够供在锻造时被按压面215a按压而一边塑性变形一边移动的膨出部15的材料退让的空间。

在从中心轴X1的轴向观察的情况下，在模具孔212的中央部开口有与该模具孔212连通的孔218，该孔218沿中心轴X1形成。

孔218的内径以与提升阀中间产品10’的轴部12’的外径匹配的直径形成，当由锻模210保持提升阀中间产品10’时，插通提升阀中间产品10’的轴部12’，提升阀中间产品10’在沿着中心轴X1的轴向的规定位置会被保持。

接下来，对提升阀中间产品10’的膨出部15的锻造所产生的塑性变形进行说明。

图3是说明提升阀中间产品10’的锻造过程的图，图3(a)是说明提升阀中间产品10’的锻造初期的主要部分剖视图，图3(b)是说明提升阀中间产品10’的锻造中途的主要部分剖视图，图3(c)是说明提升阀中间产品10’的锻造后的主要部分剖视图。

若使冲头220沿中心轴X1向锻模210侧移动，并利用冲头220的与锻模210对置的下表面221来对保持于锻模210的模具孔212的提升阀中间产品10’的上表面14’e进行按压，则提升阀中间产品10’的膨出部15从中心轴X1的轴向被按压于锻模210的按压面215a。由此，膨出部15的顶点15a从按压面215a受到应力(反作用力)f1(参照图3(a))。

该应力f1沿通过膨出部15的顶点15a且与中心轴X1平行的直线X3向冲头220侧的上方作用(参照图中符号的应力f1)。

此处，对膨出部15的顶点15a实施了曲面加工，在剖视情况下，顶点15a不形成为尖锐形状而形成为圆弧形状。

因此，当锻造提升阀中间产品10’时，与顶点15a形成为尖锐形状的情况比较，锻模210的按压面215a遍及膨出部15的实施了曲面加工的部分(圆弧形状的部分)的大范围进行接触。

由此，与顶点15a形成为尖锐形状的情况比较，从按压面215a作用于膨出部15的应力f1遍及更大的范围均匀地进行作用，从而即使顶点15a的位置存在稍微偏移，也能够控制以使膨出部15的材料的移动方向成为相同的方向。

并且，通过对膨出部15的顶点15a实施曲面加工，能够防止在顶点15a产生过大的应力集中，从而即使在提升阀中间产品10’的大小较大且锻造时的负载较大的情况下，也能够减少制造缺陷的产生。

此外，在顶点15a形成为尖锐形状的情况下，由于按压面215a与膨出部15的顶点15a点接触，所以应力f1仅作用于膨出部15的顶点15a。

因此，与顶点15a的位置的偏移对应地膨出部15的材料的移动方向变化，从而与顶点15a形成为圆弧形状的情况相比，材料的移动方向变得不稳定(难以控制材料的移动方向)。

上述的实施方式中，将膨出部15的顶点15a的曲面加工的曲率R设定为2mm≤R≤10mm，与顶点15a形成为尖锐形状的情况比较，能够控制膨出部15的材料的移动方向。

若对提升阀中间产品10’的膨出部15作用来自锻模210的按压面215a的应力f1，则膨出部15的顶点15a和其附近的材料因从该按压面215a承受的应力f1而在中心轴X1的轴向上被按压面215a按压，而一边塑性变形一边移动。

此处，由于隔着顶点15a而在外径侧和内径侧确保了能够供被按压而移动的膨出部15的材料退让的空间216、217，所以被按压面215a按压的膨出部15的材料隔着顶点15a而向外径侧和内径侧的空间216、217流入，并且向冲头220侧的上方移动。

此处，由于锻模210的按压面215a随着朝向冲头220侧的上方而向远离中心轴X1的方向倾斜，所以对于由按压面215a按压而一边塑性变形一边移动的膨出部15的材料而言，相比顶点15a的内径侧(中心轴X1)，而大多向外径侧移动。

如上所述，在实施方式中，基于下述式(1)所示的关系设定膨出部15的顶点15a的位置，从而对于从中心轴X1的轴向观察的顶点15a的位置而言，相比最终得到的表面N的外径侧的基点P2而靠近内径侧的基点P1配置。

L1/L2≤0.5…(1)

L1是从内径侧的基点P1至基准点P3的沿中心轴X1的径向的长度，L2是从基准点P3至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L2。

此处，若由冲头220按压提升阀中间产品10’，则膨出部15的材料一边被压入膨出部15的内部，一边以膨出部15的顶点15a为基准地向内径侧(基点P1侧)和外径侧(基点P2侧)移动。

而且，按压力从顶点15a进行作用的膨出部15的材料相比内径侧而容易向外径侧移动。

因此，若如上述那样设定膨出部15的顶点15a的位置，则在锻造时由按压面215a按压而移动的膨出部15的材料从内径侧(中心轴X1侧)向外径侧在最终成为表面N的区域横跨地移动。由此，在最终成为表面N的区域内，遍及中心轴X1的径向的大范围形成塑性变形的材料的密度较高的区域S1(参照图3(a)的阴影线)。

如图3(b)所示，若沿中心轴X1进一步向锻模210侧压入冲头220，来推进提升阀中间产品10’的锻造，则较多的膨出部15的材料进一步被压入膨出部15的内部，并且一边朝向外径侧以及内径侧塑性变形一边移动。

这样，由于在膨出部15的深处和外径侧，一边塑性变形一边移动的材料更加紧密，所以形成加工硬化直至膨出部15的深处、并且加工硬化直至更外径侧的区域S2(参照图3(b)的阴影线)。

在该图3(b)所示的时刻，与锻模210的按压面215a接触的膨出部15的材料以最终形成的表面N为基准，具有大致均等的厚度W。

而且，如图3(c)所示，在锻造的最终阶段中，通过锻造，将图3(a)的提升阀中间产品10’的膨出部15修整为最终得到的提升阀10的表面N的形状。

此时，在图3(b)的时刻成为大致均等的厚度W的膨出部15的材料被压入表面N侧，而成为最终得到的提升阀10的表面N，因而在表面的内侧，以规定深度形成由压入的膨出部15的材料的塑性变形所产生的提高了刚性强度的区域。

此处，当提升阀中间产品10’的膨出部15的材料的量较多时，有由按压面215a按压的膨出部15的材料超过用于供塑性变形的材料退让的外径侧的空间216而进一步向外径侧移动的担忧。

若假设图1～图3所示的冲头220与锻模210的关系构成为，如图6(b)所示的以往的锻造金属模具那样，冲头540内嵌直至包围锻模520的模具孔522的开口壁524，则在锻造时一边塑性变形一边移动的膨出部15的材料向外径侧的移动会被阻止。

这样，在锻造中途材料的移动被阻止，而移动至最终形成的表面N的外径侧的材料不扩开，因而锻造后的表面N不会均匀地加工硬化直至外径侧。

本发明的实施方式中，图1所示的开口壁214与中心轴X1交叉的交叉角比按压壁215与中心轴X1交叉的交叉角小，并且构成为在锻造时，冲头220的下表面221与锻模210的上表面211抵接(参照图3(c))。

因此，在将提升阀中间产品10’保持于锻模210的模具孔212的按压面215a的状态下，在空间217的更靠外径侧，形成被开口壁214和中间伞部14’的边缘部141’夹持而形成的退让部219。

因而，在提升阀中间产品10’的膨出部15的材料的量较多的情况下，当一边塑性变形一边向外径侧移动的膨出部15的材料充满空间216之后，能够超过空间216而向退让部219流入，直至锻造的最后可靠地进行膨出部15的材料的塑性变形所产生的移动。由此，锻造后的表面N直至外径侧被可靠地加工硬化。

这样，由于锻造前的提升阀中间产品10’的膨出部15的顶点15a相比外径侧的基点P2而靠内径侧的基点P1存在，从而在锻造时被按压而移动的膨出部15的材料从内径侧向外径侧在最终成为表面N的区域横跨。

因此，最终得到的提升阀10的表面N中，一边塑性变形一边移动的膨出部15的材料的量从内径侧的基点P1的附近遍及外径侧的基点P2的附近的范围、并且直至表面N的规定的深度成为大致均匀的分布(参照图3(c))。

因而，当通过锻造而制成提升阀10时，遍及最终得到的提升阀10的表面N的从内径侧至外径侧的大致整体的区域S3通过塑性变形而加工硬化，因而能够使刚性强度更加均匀(参照图3(c)的阴影线)。

使用了上述的锻造金属模具200的提升阀中间产品10’的锻造通过以不足再结晶温度的温度进行的冷锻或者温锻来实施。

接下来，对提升阀10的制造方法进行说明。

图4是表示提升阀10的制造方法的流程图。

首先，步骤S101中，进行锻造前的提升阀中间产品10’的基本形状的形成。

具体而言，通过锻造等，在以析出硬化型Ni基合金为基材的轴部12’的长边方向的一端侧形成中间伞部14’(中间产品成形工序)。

步骤S102中，以规定的温度加热提升阀中间产品10’，之后快速冷却提升阀中间产品10’(固溶处理工序)。

例如，在提升阀中间产品10’为析出硬化型Ni基合金的情况下，以1000℃～1100℃范围内的一定温度进行加热之后进行快速冷却。

此处，在不进行任何热处理的情况下，形成提升阀中间产品10’的金属组织成为不均匀的状态。

如上述那样，若对提升阀中间产品10’进行加热保持，则提升阀中间产品10’的材料成分均匀地熔解，并在该状态下，通过快速冷却提升阀中间产品10’，能够使金属组织成为均匀的状态(固溶处理)。

步骤S103中，以比步骤S102的加热温度更低的一定温度在规定时间内对在步骤S102中冷却后的提升阀中间产品10’进行加热(时效处理工序)。

例如，在提升阀中间产品10’为析出硬化型Ni基合金的情况下，以400～700℃范围内的一定温度进行120～300分钟的加热。

由此，使经由固溶处理工序(步骤S102)后的提升阀中间产品10’的金属结晶微小，且在晶界能够得到硬质的析出物，因而能够进一步提高材料硬度(时效硬化)。

步骤S104中，在构成提升阀中间产品10’的金属的不足再结晶温度的温度环境下，锻造提升阀中间产品10’，使之成形为提升阀10的形状，并且使锻造后的面部更硬(冷锻或者温锻工序)。

不足再结晶温度的温度例如在提升阀中间产品10’为析出硬化型Ni基合金的情况下是20～500℃的温度范围。

这样，对固溶处理工序(步骤S102)以及时效处理工序(步骤S103)中硬化后的提升阀中间产品10’进行冷锻或者温锻，从而能够随着加工硬化而使提升阀10的表面N更硬。

而且，步骤S105中，以比步骤S103的时效处理温度更低的温度加热锻造后的提升阀10，进行金属内部的应力去除(退火处理工序)。

最后的步骤S106中，以切削等将锻造后的提升阀10精加工为最终的产品形状(精加工工序)。

通过以切削加工对锻造后的提升阀10的表面N进行精加工，能够进一步提高表面N的加工精度、表面粗糙度。并且，在表面N下，形成有均匀地加工硬化到规定的深度的层，通过切削表面N，能够使该均匀地加工硬化后的层出现于表面。

接下来，对锻造后的提升阀10的表面N的刚性强度的测定结果进行说明。

图5(a)是说明表面N的刚性强度的测定位置的图，图5(b)是表面N的内径侧的位置N1的刚性强度的测定结果，图5(c)是表面N的内径侧与外径侧的中间的位置N2的刚性强度的测定结果，图5(d)是表面N的外径侧的位置N3的刚性强度的测定结果。

图5(a)中，以实线表示提升阀10的表面N，以虚线表示最终的产品形状的表面NA。

图5(b)至图5(d)中，为了比较刚性强度、表示以相同的条件测定本发明的制造方法而制造的提升阀10的表面N的刚性强度、和本申请申请人的专利发明(日本专利第2925945号)的制造方法而制造的提升阀(以下，称作“以往的提升阀”)的表面的刚性强度的结果。该图中，以涂黑的圆形符号记载由本发明的制造方法制造的提升阀10的测定结果，以涂黑的三角符号记载以往品的提升阀的测定结果。

此外，表面的刚性强度的测定使用维氏刚性强度计，并基于以JISZ2244规定的维氏硬度试验方法来进行测定。

如图5(a)所示，在由本发明的制造方法制造的提升阀10的表面N的剖面中，在内径侧的位置N1、内径侧与外径侧的中间的位置N2以及外径侧的位置N3的各个位置，在最终成为产品的提升阀的表面NA的从表面至5mm的深度以1mm间隔进行测定。

此外，对于以往的提升阀的表面的刚性强度而言，也在相同的位置进行了测定。

结果，在提升阀10的表面N的内径侧的位置N1，在离表面N的全部的测定深度，以维氏硬度Hv成为500以上的值。另一方面，在以往的提升阀的表面NA中，因离表面NA的深度不同而硬度的偏差变大，从而有以维氏硬度Hv而不足作为目的的450的位置(参照图5(b))。

在表面N的内径侧与外径侧之间的位置N2，在离表面NA的全部的测定深度，以维氏硬度Hv成为500以上的值。

另一方面，在以往的提升阀中，在离表面NA较深的位置(深度为5mm的位置)，不足450，达不到作为目的的450以上的值(参照图5(c))。

在表面N的外径侧的位置N3，在离表面N的全部的测定深度，以维氏硬度Hv成为500以上的值。在以往的提升阀的表面NA中，以维氏硬度Hv也成为作为本发明的目的的450以上的值，但成为比由本发明的制造方法制作的提升阀10的表面N的刚性强度更小的值(参照图5(c))。

如上述那样，在由本发明的制造方法制造的提升阀10的表面N中，在从表面至深度5mm的全部测定位置，以维氏硬度Hv超过作为本发明的目的的450，在全部的测定位置成为500以上的值，因而在全部的测定位置可得到比由以往的制造方法制作的提升阀的表面NA的刚性强度更大的值。

如上所述，实施方式中，

一种提升阀的制造方法，其通过锻造图1(a)所示的由析出硬化型Ni基合金构成的提升阀中间产品10’来制造提升阀10，如图1(b)所示，该提升阀10在设于轴部12的长边方向的一端的伞部140具有表面N，该表面N的外径随着朝向轴部12的一端侧而扩大，

提升阀中间产品10’在轴部12’的长边方向的一端具备锻造后成为伞部14的中间伞部14’(大径部)，

中间伞部14’中，在锻造后成为表面N的区域，以锻造后的伞部14的表面N为基准，设有使顶点15a位于表面N的法线X2方向的膨出部15，

在剖视情况下，膨出部15的顶点15a位于通过基准点P3的法线X2上，该基准点P3设定在连接表面N的内径侧的基点P1和外径侧的基点P2的线段K(假想线)上，并且以从轴部12’的中心轴X1的轴向观察的情况下，从内径侧的基点P1至基准点P3的长度L1与从外径侧的基点P2至基准点P3的长度L2的关系成为下述式(1)的方式，设定基准点P3的位置，

L1/L2≤0.5…(1)

在沿中心轴X1方向对置配置的冲头220(按压模具)与锻模210(支承模具)之间，以使膨出部15抵接在锻模210的与表面N对应的形状的按压面215a的状态使提升阀中间产品10’支承于锻模210，之后使冲头220在中心轴X1方向上向接近锻模210的方向移动，而使把持于冲头220与锻模210之间的膨出部15的区域向中心轴X1方向塑性变形，而形成表面N。

船用等的内燃机所使用的提升阀中，有在阀的表面产生因燃烧残渣的嵌入所产生的压痕、或阀的表面因提升阀与阀座碰撞而磨损的情况。

这样的情况下，通过研磨对产生有压痕等的阀的表面进行修补，而进行再利用提升阀。

此处，在提升阀的表面未均匀地硬化直至规定的深度的情况下，在通过表面的修补(研磨)而形成的新的表面出现硬度较低的部分。像这样具有硬度较低的部分的提升阀不适于在内燃机中使用，从而无法再利用修补表面后的提升阀。

若如上述那样构成，则由锻模210的按压面215a按压而移动的膨出部15的材料从内径侧朝向外径侧在最终成为表面N的区域移动，从而在最终得到的提升阀10的表面N中，一边塑性变形一边移动的膨出部15的材料的量成为大致均匀的分布，并且移动的材料变得紧密，进而在从表面的内径侧遍及外径侧的范围内，能够均匀地加工硬化直至规定的深度。

由此，在对磨损的表面进行研磨而再利用提升阀的情况下，由于直至因研磨而削去的表面的深度达到规定深度，不产生研磨后的表面的硬度较低的部分，因而能够多次再利用提升阀。

尤其，在提升阀中间产品10’的中间伞部14’中，以从轴部12’的中心轴X1(中心线)的轴向观察的情况下，从内径侧的基点P1至基准点P3的长度L1、从外径侧的基点P2至基准点P3的长度L2、从中心轴X1至内径侧的基点P1的沿中心轴X1的径向的长度L3、以及从中心轴X1至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L4的关系成为下述式(2)的方式，设定基准点P3的位置。

L2＞L1＝(L4－L3)×1/2～(L4－L3)×3/4＞Z×COSθ…(2)

通过像这样设定，从中心轴X1的轴向观察的膨出部15的顶点15a的位置相比连接内径侧的基点P1和外径侧的基点P2的线段的长度方向的中间点位于内径侧、且配置在靠内径侧的基点P1的位置。

由此，由锻模210的按压面215a按压推压而移动的膨出部15的材料在最终成为表面N的区域、遍及内径侧至外径侧的更大的范围移动。因而，在最终得到的提升阀10的表面N中，能够使更大的范围加工硬化。

因而，能够遍及更大的范围提高表面N的刚性强度。

另外，在提升阀中间产品10’的中间伞部14’中，在从轴部12’的中心轴X1的轴向观察的情况下，使用从中心轴X1至内径侧的基点P1的沿中心轴X1的径向的长度L3、从中心轴X1至外径侧的基点P2的沿中心轴X1的径向的长度L4、以及表面N相对于中心轴X1的角度θ，来将离表面N的膨出部15的顶点15a的高度Z设定为下述式(3)。

Z＜((L4－L3)×COSθ)/2…(3)

此处，离表面N的膨出部15的顶点15a的高度Z越高，从中心轴X1的轴向观察的膨出部15的顶点15a的位置越从内径侧的基点P1侧接近外径侧的基点P2侧。

因此，当由锻模210的按压面215a按压膨出部15的顶点15a时，从中心轴X1的轴向观察的膨出部15的顶点15a的位置越接近外径侧的基点P2，锻造时被按压而移动的膨出部15的材料越难以向刚性强度较高的轴部12’所存在的内径侧(基点P1侧)移动。

因此，锻造时被按压而移动的膨出部15的材料相比内径侧而大多向外径侧移动，从而在锻造后的表面N中，与外径侧相比，内径侧的加工硬化变得不充分。

实施方式中，通过以满足上述式(3)的关系设定以锻造后形成的表面N为基准的膨出部15的顶点15a的高度Z，来将从中心轴X1的轴向观察的顶点15a的位置配置为靠近中心轴X1(靠近内径)。

这是由于，锻造时作用于膨出部15的应力在膨出部15的按压的开始时刻(塑性变形的开始时刻)最高，因而通过使膨出部15的顶点15a位于刚性较高的轴部12’侧而以塑性变形的开始时刻的较高的按压力来按压膨出部15，能够使轴部12’侧的表面N也充分地塑性变形、加工硬化。

由此，利用按压开始时刻的较高的应力，能够使膨出部15的材料移动至刚性较高的轴部12’侧的表面N而使之加工硬化，因而也能够提高锻造后的表面N的内径侧的刚性强度。

并且，一种阀的制造方法，如图3所示，锻模210的按压面215a随着朝向冲头220侧而向远离中心轴X1的朝向倾斜，膨出部15的区域因按压面215a而一边向中心轴X1的径向外侧和冲头220侧塑性变形，一边形成最终的表面N。

若像这样构成，则如图3所示，利用倾斜的按压面215a，将由锻模210的按压面215a推压的膨出部15的材料的移动从最终成为表面N的区域的内径侧朝向外径侧引导，从而能够使在最终得到的提升阀10的表面N内移动的材料的分布更加均匀。

由此，制成的提升阀10的表面N的刚性强度变得更加均匀，因而期待由表面N的耐磨损性的提高而产生的阀的长寿命化。

如上述那样，阀的制造方法中，其具有在使提升阀中间产品10’的膨出部15塑性变形之前进行提升阀中间产品10’的固溶处理的步骤(固溶处理工序)、和进行提升阀中间产品10’的时效处理的步骤(时效处理工序)。

提升阀中间产品10’中，形成该提升阀中间产品10’的金属组织成为不均匀的状态。

如上述那样，若在对提升阀中间产品10’进行加热保持而使材料成分均匀地熔解，之后快速冷却提升阀中间产品10’，则能够使金属组织成为均匀的状态(固溶)(固溶处理工序)。

而且，通过以比固溶处理工序时的过热温度更低的一定温度对经由固溶处理工序后的提升阀中间产品10’进行规定时间加热，来使提升阀中间产品10’的金属结晶细微，且在晶界能够得到硬质的析出物，因而能够进一步提高材料硬度(时效硬化)。

并且，阀的制造方法中，在使提升阀中间产品10’的膨出部15塑性变形而成型最终的提升阀10之后，具有进行成型的提升阀10的退火处理的步骤(退火处理工序)。

若像这样构成，则能够进一步使最终得到的提升阀10的表面N硬化，从而能够进一步提高表面N的刚性强度。

并且，阀的制造方法中，膨出部15的区域的塑性变形以析出硬化型Ni基合金的不足再结晶温度的温度进行。

若以析出硬化型Ni基合金的再结晶温度以上的温度进行膨出部15的材料的塑性变形，则锻造加工成为固溶状态而表面N的刚性强度降低，因而通过如上述那样构成，能够适当地防止表面N的刚性强度的降低。

此外，上述的实施方式中，将提升阀中间产品10’的膨出部15的外径侧设为斜面14’b，但也可以不是这样的直线状的斜面14’b，而如图2(b)所示地形成为向膨出方向膨出的弧状的斜面14”b。

这样，锻模210的按压面215a与膨出部15的弧状的斜面14”b面接触，从而按压面215a和斜面14”b能够遍及更大的范围接触。

因而，从按压面215a作用于膨出部15的弧状的斜面14”b的应力遍及更大的范围均匀地作用，因而能够期待按压面215a以稳定的状态向规定的按压方向按压膨出部15的材料。

本发明不限定于上述的实施方式，包括在其技术思想的范围内能够得到的各种变更、改进。

符号的说明

10’—提升阀中间产品，10—提升阀，12’、12—轴部，14’—中间伞部，14’b—斜面，14’c—斜面，14’d—颈部，14’e—上表面，15—膨出部，15a—顶点，14—伞部，141’—边缘部，141a—边界点，142’—面部，210—锻模，211—上表面，212—模具孔，213—壁部，214—开口壁，215—按压壁，215a—按压面，216、217—空间，218—孔，219—退让部，220—冲头，221—下表面，N—表面，P1—内径侧的基点，P2—外径侧的基点，P3—基准点。

Claims (7)

1.一种提升阀的制造方法，其是通过锻造该提升阀的中间产品来制造提升阀的方法，该提升阀在设于轴部的长边方向的一端的伞部具有表面，该表面的外径随着朝向上述一端侧而扩大，上述提升阀的制造方法的特征在于，

上述提升阀的中间产品在轴部的长边方向的一端具备成为上述伞部的大径部，上述大径部中，在锻造后成为上述表面的区域，以锻造后的伞部的上述表面为基准，设有使顶点位于上述表面的法线方向的膨出部，

在剖视情况下，上述膨出部的顶点位于通过基准点的法线上，该基准点设定在连接上述表面的内径侧的基点和外径侧的基点的假想线上，

并且以从上述轴部的中心线的轴向观察的情况下，从上述内径侧的基点至基准点的长度L1与从上述外径侧的基点至基准点的长度L2的关系成为下述式(1)的方式，设定上述基准点的位置，

L1/L2≤0.5…(1)

在沿上述中心线方向对置配置的按压模具与支承模具之间，以使上述膨出部抵接在上述支承模具的与上述表面对应的形状的按压面的状态使上述提升阀的中间产品支承于上述支承模具，之后使上述按压模具在上述中心线方向上向接近上述支承模具的方向移动，而使把持于按压模具与支承模具之间的上述膨出部的区域向上述中心线方向塑性变形，形成上述表面。

2.根据权利要求1所述的提升阀的制造方法，其特征在于，

上述提升阀的中间产品的伞部中，以从上述轴部的中心线的轴向观察的情况下，从上述内径侧的基点至上述基准点的长度L1、从上述外径侧的基点至上述基准点的长度L2、从上述中心线至上述内径侧的基点的沿上述中心线的径向的长度L3、从上述中心线至上述外径侧的基点的沿上述中心线的径向的长度L4、从上述表面至上述膨出部的顶点的高度Z、以及上述表面相对于上述中心线的角度θ的关系成为下述式(2)的方式，设定上述基准点的位置，

L2＞L1＝(L4－L3)×1/2～(L4－L3)×3/4＞Z×COSθ…(2)。

3.根据权利要求1或2所述的提升阀的制造方法，其特征在于，

上述提升阀的中间产品的伞部中，以从上述轴部的中心线的轴向观察的情况下，从上述中心线至上述内径侧的基点的沿上述中心线的径向的长度L3、从上述中心线至上述外径侧的基点的沿上述中心线的径向的长度L4、从上述表面至上述膨出部的顶点的高度Z、以及上述表面相对于上述中心线的角度θ的关系成为下述式(3)的方式，设定上述基准点的位置，

Z＜((L4－L3)×COSθ)/2…(3)。

4.根据权利要求1或2所述的提升阀的制造方法，其特征在于，

上述支承模具的按压面随着朝向上述按压模具侧而向远离上述中心线的朝向倾斜，

上述膨出部的区域因上述按压面而一边向上述中心线的径向外侧和上述按压模具侧塑性变形，一边形成上述表面。

5.根据权利要求1或2所述的提升阀的制造方法，其特征在于，

在使上述提升阀的中间产品的膨出部塑性变形之前，具有：

进行上述提升阀的中间产品的固溶处理的步骤；和

进行上述提升阀的中间产品的时效处理的步骤。

6.根据权利要求1或2所述的提升阀的制造方法，其特征在于，

在使上述提升阀的中间产品的膨出部塑性变形、而成型上述提升阀之后，

具有进行上述成型的提升阀的时效处理的步骤。

7.根据权利要求1或2所述的提升阀的制造方法，其特征在于，

上述膨出部的区域的塑性变形以构成上述提升阀的中间产品的析出硬化型Ni基合金的不足再结晶温度的温度进行。