CN112088062B - 内燃机用铁基烧结合金制阀座 - Google Patents

Abstract

本发明提供兼具优异的散热性和优异的耐磨损性的内燃机用阀座。该阀座为压入铝合金制汽缸盖中使用的内燃机用阀座，为铁基烧结合金制，是将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的，至少在外周侧具有电镀膜。电镀膜优选为镀铜膜。另外，电镀膜为具有1～100μm的厚度、50～300HV的硬度的电镀膜，调整电镀膜的硬度使以维氏硬度HV计满足汽缸盖的硬度的1.05～4.5倍的范围。需要说明的是，阀座中所含的空孔优选在电镀处理前用固化性树脂进行封孔处理。由此，无需经过复杂的工序，而且与以往相比也不会伴有耐磨损性的显著降低，即可成为具有优异的散热性的内燃机用阀座。除了形成电镀膜以外，如果还在阀座的外周面的至少1个位置形成粗面化区域，则耐脱落性提高。需要说明的是，即使阀座为仅功能构件侧层的单层，也可取得同样的效果。

Description

内燃机用铁基烧结合金制阀座

技术领域

本发明涉及内燃机用铁基烧结合金制阀座，特别是涉及在维持耐磨损性的同时提高了散热性的阀座。

背景技术

在内燃机中，对于使阀门入座的阀座，除了要求保持燃烧室的气密性以外，还要求保持可充分耐受因阀门反复触碰而产生的磨损的耐磨损性和优异的散热性。特别是，阀座的散热性是对发动机的输出功率有很大影响的特性，因此渴望保持优异的散热性的阀座。

另外，近年来由不同材料构成的双层结构的阀座为人们所适用。在该双层结构的阀座中，在使阀门入座的阀门接触面侧配置由具有优异的耐磨损性的材料构成的功能构件侧层，而在与汽缸盖接触的入座面侧配置具有优异的导热性的支撑构件侧层，将这两层一体化。这样的双层结构的阀座，由于粉末冶金法的尺寸精度较高、以及可使用特殊的合金等，最近大部分都是由利用了粉末冶金法的烧结合金制造的。

另外，随着最近的内燃机的高效率化/高负荷化的促进，燃烧室周围的温度处于进一步升高的趋势。因此，担心爆震的发生。为了抑制爆震的发生、实现内燃机的更高的效率化，降低阀门和阀座的温度被视为重点。

对于这样的要求，例如专利文献1中记载了：显示良好的机械加工性、耐磨损性和高传热性的内燃发动机用烧结阀座。专利文献1所记载的技术中，作为阀座用材料(混合物)，使用包含以重量%计为混合物的75～90%的烧结固化性铁粉、优选5～25%的工具钢粉末、固体润滑剂和在烧结中通过溶浸而添加的Cu的材料。而且，专利文献1所记载的技术中，使用的铁粉优选为：以重量%计包含2～5%的Cr、0～3%的Mo和0～2%的Ni的铁粉，另外，固体润滑剂优选为选自由MnS、CaF₂、MoS₂构成的组中的1种或多种的1～5%的固体润滑剂，另外在烧结中通过溶浸而添加至成型体中的Cu以成型体的重量%计优选为10～25%。由此，空孔被Cu合金填充，导热性大幅提高。根据专利文献1所记载的技术，可得到显示良好的机械加工性、耐磨损性和高传热性的内燃发动机用烧结阀座。

另外，专利文献2中记载了导热性优异的内燃机用铁基烧结合金制阀座。专利文献2所记载的技术是将正面侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的铁基烧结合金制内燃机用阀座。而且，通过该技术制成了以下的构成：使支撑构件侧层形成为20～300℃下的导热率为23～50W/m·K的层、使正面侧层形成为20～300℃下的导热率为10～22W/m·K的层，而且还尽可能减薄正面侧层、增厚支撑构件层，加大与汽缸盖的接触面。因此，使正面侧层与支撑构件侧层的界面形成为由以下的两个面围起来的区域：在阀门接触面的横向的中央位置包含从阀门接触面到支撑构件侧仅距离0.5mm的圆形线，且与阀座轴形成的角度为45˚的面；以及包含阀座的内周面与阀座的入座面的交线和在阀座的外周面上距阀座的入座面的距离为阀座高度的1/2的圆形线的面。需要说明的是，为了稳定地形成上述形状的界面，认为重要的是：在使用临时按压冲头临时按压支撑构件侧层用混合粉时，调整临时按压冲头的成型面形状与临时按压时的成型压力的平衡，进一步调整将支撑构件侧层用混合粉和正面侧层用混合粉一体式地加压时的上冲头的成型压力。需要说明的是，专利文献2所记载的技术中，正面侧层优选为铁基烧结合金制，所述铁基烧结合金具有在基质相中分散有硬质颗粒的基质部，该基质部具有：以质量%计，包含0.2～2.0%的C、并含有总计为40%以下的选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、Ca、F中的1种或2种以上、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的基质部组成；以及在基质相中分散以相对于正面侧层总量的质量%计为5～40%的硬质颗粒而形成的基质部组织。另一方面，支撑构件侧层优选为铁基烧结合金制，所述铁基烧结合金具有以质量%计包含0.2～2.0%的C、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的基质部组成。根据专利文献2所记载的技术，可容易地制造与以往相比具有格外稳定的两层界面的薄壁阀座。另外，根据该技术，可制成适合内燃机用的在维持优异的耐磨损性的同时保持高导热性的阀座。

另外，专利文献3中记载了高导热阀座环。专利文献3所记载的技术为具有载体层和功能层的、通过粉末冶金法制作的阀座环，其特征在于具有超过55W/m·K的导热率。专利文献3所记载的技术中，形成载体层的载体材料和/或形成功能层的功能材料包含通过溶浸而加入的铜。在形成载体层的载体材料中，由铁-铜合金构成，以重量%计优选含有超过25%且为40%以下的铜。另外，在形成功能层的功能材料中，优选含有8.0%以上的铜。需要说明的是，形成载体层的载体材料以重量%计进一步包含0.5～1.8%的C、0.1～0.5%的Mn和0.1～0.5%的S，且余量包含Fe。另外，形成功能层的功能材料以重量%计进一步包含0.5～1.2%的C、6.0～12.0%的Co、1.0～3.5%的Mo、0.5～3.0%的Ni、1.5～5.0%的Cr、0.1～1.0%的Mn和0.1～1.0%的S，且余量包含Fe。

一直以来，在由烧结材料构成的嵌入式阀座中还指出了以下的风险：由于烧结材料所特有的蠕变特性，导致嵌合余量(嵌合代)减少，而从汽缸盖上脱落。已知特别是在柴油发动机所代表的热负荷高的发动机中频发。

针对这样的问题，例如专利文献4中记载了烧结材料制的嵌入式阀座，其是利用铜等其他的导热性好的金属至少将外周面电镀而形成的。根据专利文献4所记载的技术，可减少阀座的温度上升以防止材料的劣化，可抑制烧结材料所特有的嵌合余量的减少。

另外，专利文献5中记载了带阀座的汽缸盖。专利文献5所记载的技术是以提高阀座与汽缸盖的接合强度为目的而进行的，涉及在铝合金制的汽缸盖的阀口中压入由以铁为主成分的烧结合金构成的阀座后通过高频加热使其接合而形成的带阀座的汽缸盖。专利文献5所记载的技术中，优选对阀座进行Cu系电镀处理。由此，可将烧结合金封孔，使导热性提高，同时可提高与汽缸盖的接合强度。

另外，专利文献6中记载了汽车用零件。专利文献6所记载的技术为汽车用零件，其具备汽车用构件和形成于该汽车用构件的至少一部分表面的、含有纳米碳和铝的复合电镀膜，该复合电镀膜中的纳米碳的含量为1～40%，并且纳米碳的长径比(aspect ratio)为20以上。根据该技术，可制造具有优异的导热性的汽车用零件。作为汽车用构件的例子，还例示了阀座。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2004-522860号公报；

专利文献2：日本特开2015-127520号公报；

专利文献3：日本特表2015-528053号公报；

专利文献4：日本特开昭52-153018号公报；

专利文献5：日本特开2000-240504号公报；

专利文献6：日本特开2007-162080号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

根据专利文献1所记载的技术，可制成具有优异的导热性的阀座。然而，专利文献1所记载的技术中，通过溶浸而添加的Cu量多达10重量%以上，容易发生Cu的凝结，而且，未找到由硬质颗粒等引起的凝结的防止对策，因此由于Cu的凝结，而导致耐磨损性降低，存在着无法稳定地制造兼具导热性和耐磨损性的阀座的问题。

另外，专利文献2所记载的技术中，难以制造具有最近所要求的高导热性的阀座，而且为了制成尽可能减薄正面侧层、加厚支撑构件层、并且加大与汽缸盖的接触面的构成，需要使用临时按压冲头调整正面侧层与支撑构件层的界面，存在着需要具有复杂结构的冲压设备的问题。

另外，专利文献3所记载的技术中，在功能层中通过溶浸而添加的Cu量多达8重量%以上，容易发生Cu的聚集，但还没找到Cu凝结的防止对策，因此耐磨损性容易降低，存在着无法稳定地制造兼具导热性和耐磨损性的阀座的问题。

另外，专利文献4所记载的技术以在柴油发动机所代表的热负荷高的发动机中压入至铸铁制的汽缸盖的阀座为对象，对最近的铝合金制汽缸盖中的问题则丝毫没有提及。

另外，专利文献5所记载的技术中，需要施行高频加热处理，存在着工序变得复杂、导致制造成本高涨的问题。

另外，专利文献6所记载的技术中，需要通过特殊的电镀处理形成电镀膜，存在着工序复杂、而且还难以形成均匀的电镀膜的问题。

本发明的目的在于：解决所述的现有技术问题，提供内燃机用铁基烧结合金制阀座，其是压入至铝合金制汽缸盖中使用的内燃机用阀座，不需要复杂的制造工序，而且与以往相比不会伴有耐磨损性的显著降低，具有优异的散热性。

需要说明的是，这里所说的“优异的散热性”是指，在规定条件下加热时，与使用现有阀座的情况下的阀门温度相比，与该阀座触碰的阀门的温度为20℃以下的情况。另外，这里所说的“现有阀座”是指铁基烧结合金制阀座，其为铁基烧结合金制，是将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的内燃机用阀座，其中，功能构件侧层具有如下的基质部组成：具有在基质相中分散有硬质颗粒的组织，由基质相和硬质颗粒构成的基质部组成以质量%计包含0.2～2.0%的C，含有总计为50%以下的选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成，另一方面，支撑构件侧层具有如下的基质部组成：以质量%计，包含0.2～2.0%的C，或者还含有总计为20%以下的选自Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明人对影响铁基烧结合金制阀座的散热性的各种因素进行了深入研究。其结果，新发现了：在将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的铁基烧结合金制内燃机用阀座中，通过在阀座的至少外周面形成优选具有适当范围的硬度和适当膜厚的电镀膜，进行触碰的阀门的温度显著地降低。

本发明人还想到了：事先对烧结体施行基于固化性树脂的空孔的含浸处理(封孔处理)而将空孔整体封孔，这使得可对阀座稳定地施行电镀处理。

本发明是根据所述的见解进一步进行研究而完成的。即，本发明的要点如下。

(1) 内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：其是压入至铝合金制汽缸盖中的内燃机用阀座，为铁基烧结合金制，由仅有功能构件侧层的单层构成，或者是将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的，至少在外周侧具有电镀膜，散热性优异。

(2) (1)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述电镀膜是具有1～100μm的厚度、以维氏硬度HV计为50～300HV的硬度的电镀膜，并且该电镀膜的硬度以维氏硬度HV计满足上述汽缸盖的硬度的1.05～4.5倍的范围。

(3) (1)或(2)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述功能构件侧层、或者上述功能构件侧层和支撑构件侧层这两层是施行封孔处理而形成的层。

(4) (1)～(3)中任一项所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述电镀膜的表面粗糙度以依据JISB 0601-1994的规定的算术平均粗糙度Ra计为0.1～1.6μm。

(5) (1)～(4)中任一项所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述电镀膜为镀铜膜或镀锡膜。

(6) (1)～(5)中任一项所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：在上述阀座的外周面的至少1个位置具有凹凸混合部作为粗面化区域，所述凹凸混合部在与圆周方向垂直的方向具有多列由沿着上述圆周方向延伸的凹部和凸部相邻而形成的凹凸，以相对于上述外周面的整个区域的面积率计，具有总计为0.3%以上的上述粗面化区域。

(7) (6)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：从与上述外周面垂直的方向观察，上述凹凸混合部在压入方向呈三角形，并且朝向压入方向的该三角形的顶点的顶角为10～150˚。

(8) (1)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：在将上述功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的情况下，上述功能构件侧层制成以相对于阀座总量的体积%计为10～70%的构成。

(9) (1)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述功能构件侧层具有在基质相中分散有硬质颗粒的基质部，该基质部具有如下的基质部组成：以质量%计包含0.2～2.0%的C、并含有总计为50%以下的选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S中的1种或2种以上、且余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且具有在基质相中分散以相对于功能构件侧层总量的质量%计为5～40%的上述硬质颗粒而形成的基质部组织。

(10) (1)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于，上述支撑构件侧层具有如下的基质部组成：以质量%计，包含0.2～2.0%的C，或者还含有总计为20%以下的选自Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

(11) (9)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述功能构件侧层除了具有上述基质部组织以外，还具有分散以相对于功能构件侧层总量的质量%计为0.5～4%的固体润滑剂颗粒而形成的基质部组织。

(12) (10)所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于，上述支撑构件侧层具有：在基质相中进一步分散以相对于支撑构件侧层总量的质量%计为0.5～4%的固体润滑剂颗粒而形成的组织。

发明效果

根据本发明，涉及压入至铝合金制汽缸盖中的内燃机用阀座，不用经过复杂的工序，而且与以往相比也不会伴有耐磨损性的显著降低，可制成兼具优异的耐磨损性和优异的散热性的铁基烧结合金制阀座，在产业上发挥格外的效果。

附图说明

[图1]是示意性地显示本发明阀座的截面之一例的说明图。

[图2]是示意性地显示实施例中使用的单台试验机的概要的说明图。

[图3]是示意性地显示实施例中的阀门温度的测定位置的说明图。

[图4]是示意性地显示实施例中使用的高温保持力测定装置的概略的说明图。

[图5]是示意性地显示实施例中使用的粗面化区域的形状的说明图。

具体实施方式

本发明阀座10是内燃机用铁基烧结合金制阀座，在与阀门接触的一侧具有功能构件侧层11，在与汽缸盖的入座面接触的一侧具有支撑构件侧层12，是将功能构件侧层11和支撑构件侧层12这两层一体化而形成的。需要说明的是，本发明阀座10可以是仅有功能构件侧层11的单层。而且，本发明阀座10中，至少在外周面具有电镀膜13。需要说明的是，本发明阀座10中，对至少形成于外周面的电镀膜13的膜种类不必特别限定，可例示Cu(铜)、Sn(锡)、Ni、Ag、Al、Au、Cr、Zn等，其中，Cu优选为纯Cu，Sn优选为纯Sn。

本发明阀座10之一例见图1。需要说明的是，图1中仅显示将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化的情况。在仅有功能构件侧层的单层的情况下省略图示。图1中，电镀膜13除了形成于外周面以外，还形成于阀座入座面、内周面的一部分。需要说明的是，通过增加电镀膜的形成区域，使得阀座的散热性提高。

本发明阀座10中，至少形成于外周面的电镀膜优选为具有1～100μm的厚度、50～300HV的硬度的电镀膜。

如果电镀膜的厚度太薄而小于1μm，则无法实现所期望的阀座散热性的提高。另一方面，若电镀膜的厚度超过100μm，则电镀膜的密合性降低。因此，至少形成于外周面的电镀膜优选厚度限定为1～100μm的范围。需要说明的是，更优选为1～50μm，进一步优选为1～10μm。

另外，电镀膜的硬度以维氏硬度HV计小于50HV时，电镀膜过软，向汽缸盖中压入时会产生电镀膜的剥离等问题。另一方面，若电镀膜的硬度超过300HV而变硬，则与汽缸盖的密合性降低，散热性降低。因此，至少形成于外周面的电镀膜优选硬度限定为50～300HV的范围。需要说明的是，更优选为50～200HV，进一步优选为50～150HV。

而且，形成于阀座的至少外周面的电镀膜优选调整成在上述的硬度范围内、并且满足所压入的汽缸盖的硬度的1.05～4.5倍的范围。若电镀膜的硬度相对于汽缸盖的硬度较低而偏离上述范围，则电镀膜容易剥离，另一方面，若较高而偏离上述范围，则会产生“电镀的凝结”，发生阀座的无法压入。

需要说明的是，电镀膜的表面粗糙度优选以依据JISB 0601-1994的规定的算术平均粗糙度Ra计限定为0.1～1.6μm的范围。若电镀膜的表面粗糙度Ra偏离上述范围，则与汽缸盖的密合性降低，散热性也降低。更优选以Ra计为0.1～0.5μm。

通过在阀座的至少外周面形成具有上述特性的电镀膜，阀座的散热性提高。在将这样的本发明阀座压入至铝合金制汽缸盖中的情况下，与阀座的阀门接触面触碰的阀门的温度显著降低。

需要说明的是，对形成具有上述特性的电镀膜的阀座不必特别限定，常用的仅有功能构件侧层的单层结构的阀座、或者将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而得到的结构的阀座均可适用。然而，为了不导致耐磨损性的显著降低、且使阀座的散热性显著地提高，所使用的阀座优选为具有如下所述的组成和组织的阀座。

本发明中使用的双层结构的阀座优选制成如下的构成：在功能构件侧层至少形成有阀门接触面，功能构件侧层以相对于阀座总量的体积%计为10～70%。若功能构件侧层11以相对于阀座总量的体积%计小于10%，则功能构件侧层变得过薄，阀座的耐久性降低。另一方面，若以相对于阀座总量的体积%计超过70%而变多，则功能构件侧层变得过厚，导热性降低。需要说明的是，更优选以相对于阀座总量的体积%计为10～50%。

本发明中使用的阀座的功能构件侧层具有由基质相、分散在基质相中的硬质颗粒和空孔构成的组织。通过在基质相中分散硬质颗粒，阀座的耐磨损性提高。需要说明的是，在基质相中还可分散固体润滑剂颗粒。

分散在本发明阀座的功能构件侧层的基质相中的硬质颗粒的分散量优选以相对于功能构件侧层总量的质量%计为5～40%。若硬质颗粒的分散量小于5%，则无法期待上述效果。另一方面，若分散超过40%，则对手攻击性增加，因此，硬质颗粒以质量%计优选限定为5～40%。需要说明的是，更优选为10～30%。

分散在基质相中的硬质颗粒优选为由选自C、Cr、Mo、Co、Si、Ni、S、Fe中的1种或2种以上元素构成的颗粒。硬质颗粒优选为具有上述组成、还具有以维氏硬度计为600～1200HV的硬度的颗粒。如果硬质颗粒的硬度小于600HV，则耐磨损性降低，另一方面，若超过1200HV，则韧性降低，发生崩裂或破裂的风险增大。

作为这样的硬质颗粒，优选为Co基金属间化合物颗粒。作为Co基金属间化合物颗粒，可例示Cr-Mo-Co系金属间化合物颗粒、Ni-Cr-Mo-Co系金属间化合物颗粒等。

Cr-Mo-Co系金属间化合物颗粒是以质量%计含有5.0～20.0%的Cr、10.0～30.0%的Mo、且余量由Co和不可避免的杂质构成的金属间化合物颗粒。Ni-Cr-Mo-Co系金属间化合物颗粒是以质量%计包含5.0～20.0%的Ni、15.0～30.0%的Cr、17.0～35.0%的Mo、且余量由Co和不可避免的杂质构成的金属间化合物颗粒。

需要说明的是，除此以外的Fe-Mo合金颗粒、Fe-Ni-Mo-S系合金颗粒、Fe-Mo-Si系合金颗粒等也适合。

Fe-Mo合金颗粒是以质量%计Mo为50.0～70.0%、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金颗粒。Fe-Ni-Mo-S系合金颗粒是以质量%计包含50.0～70.0%的Ni、20.0～40.0%的Mo、1.0～5.0%的S、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金颗粒。Fe-Mo-Si系颗粒是以质量%计包含5.0～20.0%的Si、20.0～40.0%的Mo、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金颗粒。

另外，在本发明阀座的功能构件侧层的基质相中，除分散上述的硬质颗粒以外，还可分散固体润滑剂颗粒。固体润滑剂颗粒具有提高可切削性、耐磨损性、且减少对手攻击性的效果。作为固体润滑剂颗粒，优选为选自MnS、MoS₂等硫化物和CaF₂等氟化物中的1种或2种以上、或者是将它们混合而得到的混合物。需要说明的是，固体润滑剂颗粒优选以相对于功能构件侧层总量的质量%计总计分散0.5～4%。如果固体润滑剂颗粒量小于0.5%，则固体润滑剂颗粒量较少，可切削性降低，促进凝结的发生，耐磨损性降低。另一方面，即使分散超过4%，效果也会饱和，无法期待与含量相称的效果。因此，固体润滑剂颗粒以质量%计优选总计限定为0.5～4%。

本发明阀座的功能构件侧层的基质相优选制成：以除硬质颗粒以外的基质相面积为100%的面积率计，由30～60%的珠光体和40～70%的高合金扩散相构成的组织。

另外，本发明阀座的功能构件侧层中，包含基质相、硬质颗粒、或者还包含固体润滑剂颗粒的基质部优选具有如下的基质部组成：以质量%计，包含0.2～2.0%的C，含有总计为50%以下的选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

C：0.2～2.0%

C是增加烧结体的强度、硬度、且在烧结时使金属元素的扩散容易进行的元素。为了得到这样的效果，优选含有0.2%以上。另一方面，若含有超过2.0%，则在基质中容易生成渗碳体，烧结时容易产生液相，尺寸精度降低。因此，C优选限定为0.2～2.0%的范围。需要说明的是，更优选为0.7～1.3%。

选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S中的1种或2种以上：总计为50%以下

Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S均为增加烧结体的强度、硬度、而且还有助于提高耐磨损性的元素。为了得到这样的效果，还包括硬质颗粒的起因，希望选择至少1种以上，总计含有5%以上。另一方面，若总计含有超过50%，则会使成型性、强度降低。因此，优选将选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S中的1种或2种以上总计限定为50%以下。需要说明的是，更优选为25%以上。需要说明的是，上述成分以外的余量由Fe和不可避免的杂质构成。另外，在功能构件侧层的基质相中，以质量%计，相对于功能构件侧层总量可分散0.5～4%的固体润滑剂颗粒。

需要说明的是，在本发明阀座的功能构件侧层中，可制成如下所述的组成以代替上述的组成。在本发明阀座的功能构件侧层中，包含基质相和硬质颗粒的基质部可制成如下的组成：以质量%计，含有总计为3.0～50.0%的选自0.1～23.0%的Ni、0.4～15.0%的Cr、0.1～15.0%的Mo、0.2～5.0%的Cu、3.0～25.0%的Co、0.1～2.0%的V、0.1～2.0%的Mn、0.2～6.0%的W、0.2～2.0%的C、0.1～2.0%的Si、0.1～1.5%的S中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

Ni、Cr、Mo、Cu、Co、V、Mn、W、C、Si、S均包含在功能构件侧层的基质相和硬质颗粒中，均为提高耐磨损性的元素，选择1种或2种以上，以质量%计总计可含有3.0～50.0%。以下，组成中的质量%简单地用%来表示。

Ni：0.1～23.0%

Ni是有助于提高基质相的强度、韧性的元素，还是有助于增加硬质颗粒的硬度的元素，且除了提高耐磨损性以外，还提高硬度、耐热性。如果含有小于0.1%的Ni，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过23.0%的Ni，则对手攻击性增加。因此，在含有Ni的情况下，Ni优选限定为0.1～23.0%。

Cr：0.4～15.0%

Cr包含在基质相和硬质颗粒中，且是形成碳化物以提高耐磨损性、而且还提高硬度、耐热性的元素。然而，如果含有小于0.4%的Cr，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过15.0%的Cr，则对手攻击性增加。因此，在含有Cr的情况下，Cr优选限定为0.4～15.0%。

Mo：0.1～15.0%

Mo包含在基质相和硬质颗粒中，使基质相、硬质颗粒的硬度增加，是除了提高耐磨损性以外还提高硬度、耐热性的元素。然而，如果含有小于0.1%的Mo，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过15.0的Mo，则对手攻击性增加。因此，在含有Mo的情况下，Mo优选限定为0.1～15.0%。

Cu：0.2～5.0%

Cu是有助于提高基质相的强度、韧性、且提高耐磨损性的元素。然而，如果含有小于0.2%的Cu，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过5.0%的Cu，则游离Cu析出，在使用中容易发生与阀门的凝结。因此，在含有Cu的情况下，Cu优选限定为0.2～5.0%。

Co：3.0～25.0%

Co是增加基质相的强度、特别是高温强度、有助于提高耐磨损性、同时还提高基质相的韧性、具有强化硬质颗粒与基质相的结合的作用、还具有提高耐热性的作用的元素。然而，如果含有小于3.0%的Co，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过25.0%的Co，则基质相硬度降低，无法确保所期望的特性。因此，在含有Co的情况下，Co优选限定为3.0～25.0%。

V：0.1～2.0%

V以碳化物的形式析出，是强化基质相、提高耐磨损性的元素。然而，如果含有小于0.1%的V，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过2.0%的V，则对手攻击性增加，同时成型性降低。因此，在含有V的情况下，V优选限定为0.1～2.0%。

Mn：0.1～2.0%

Mn是增加基质相的硬度、提高耐磨损性的元素。然而，若含有小于0.1%的Mn，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过2.0%的Mn，则对手攻击性增加。因此，在含有Mn的情况下，Mn优选限定为0.1～2.0%。

W：0.2～6.0%

W以微细碳化物的形式析出，是增加基质相的硬度、提高耐磨损性的元素。然而，若含有小于0.2%的W，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过6.0%的W，则对手攻击性增加。因此，在含有W的情况下，W优选限定为0.2～6.0%。

C：0.2～2.0%

C是将基质相调整至所期望的硬度、组织、强化基质相而有助于提高耐磨损性、还有助于提高烧结扩散性的元素。然而，若含有小于0.2%的C，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过2.0%的C，则熔点降低而成为液相烧结，尺寸精度降低。因此，在含有C的情况下，C优选限定为0.2～2.0%。

Si：0.1～2.0%

Si主要包含在硬质颗粒中，是增加硬度的元素。然而，如果含有小于0.1%的Si，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过2.0%的Si，则韧性降低。因此，在含有Si的情况下，Si优选限定为0.1～2.0%。

S：0.1～1.5%

因含有固体润滑剂颗粒而在基质部中包含S，S是有助于提高可切削性的元素。如果含有小于0.1%的S，则观察不到上述效果。另一方面，若含有超过1.5%的S，则导致韧性、延展性的降低。因此，在含有S的情况下，S优选限定为0.1～1.5%。

需要说明的是，在本发明阀座的功能构件侧层中，如果上述成分的含量总计小于3.0%，则基质相的硬度、高温强度或蠕变强度等高温特性降低。另一方面，若总计含有超过50.0%，则对手攻击性增加。因此，在本发明阀座的功能构件侧层中，优选将上述成分的总计限定为3.0～50.0%的范围。需要说明的是，更优选为3.0～45.0%。

需要说明的是，在本发明阀座的功能构件侧层的基质相中，上述成分以外的余量由Fe和不可避免的杂质构成。

另一方面，本发明阀座的支撑构件侧层具有由基质相和空孔构成的组织。需要说明的是，在基质相中可分散固体润滑剂颗粒。

本发明阀座的支撑构件侧层的基质相优选制成由珠光体单相构成的组织。

本发明阀座中的支撑构件侧层优选具有如下的基质部组成：以质量%计，包含0.2～2.0%的C，或者还含有总计为20%以下的选自Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

C：0.2～2.0%

C是增加烧结体的强度、硬度的元素，作为阀座，为了确保所期望的强度硬度，希望含有0.2%以上的C。另一方面，若含有超过2.0%的C，则在基质中容易生成渗碳体，同时在烧结时容易发生液相，导致尺寸精度降低。因此，C优选限定为0.2～2.0%的范围。需要说明的是，更优选为0.7～1.3%。

选自Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu中的1种或2种以上：总计为20%以下

Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu还包含固体润滑剂颗粒或硬质颗粒的起因，均是增加烧结体的强度、硬度的元素，根据需要可含有1种或2种以上。为了得到这样的效果，希望总计含有5%以上，但从散热性的观点来看，优选尽可能减少。另一方面，若总计超过20%，则成型性降低。因此，优选将选自Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu中的1种或2种以上总计限定为20%以下。需要说明的是，更优选为5～15%。

在支撑构件侧层中，上述成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。

需要说明的是，在支撑构件侧层的基质相中，以相对于支撑构件侧层总量的质量%计，可分散0.5～4%的固体润滑剂颗粒。固体润滑剂颗粒具有提高可切削性的效果。

需要说明的是，在本发明阀座的支撑构件侧层中，可制成如下所述的组成以代替上述的组成。

在本发明阀座的支撑构件侧层中，基质相优选具有如下的组成：以质量%计，含有总计为0.3～15%的选自C、Ni、Cr、Mo、Cu、Co、V、Mn中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

C、Ni、Cr、Mo、Cu、Co、V、Mn均为提高支撑构件侧层的强度的元素，选择1种或2种以上，总计可含有0.3～15%。如果这些合金元素的总计含量小于0.3%，则作为支撑构件侧层无法确保所期望的强度。另一方面，即使含有超过15%，效果也会饱和，无法得到与含量相称的效果，在经济上不利。因此，优选将上述成分的总计含量限定为0.3～15%的范围。

需要说明的是，在本发明阀座的支撑构件侧层的基质相中，上述成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。

另外，在本发明阀座的支撑构件侧层的基质相中，还可分散固体润滑剂颗粒。固体润滑剂颗粒具有提高可切削性的效果。作为固体润滑剂颗粒，优选为选自MnS、MoS₂等硫化物和CaF₂等氟化物中的1种或2种以上、或者是将它们混合而得到的混合物。需要说明的是，固体润滑剂颗粒优选以相对于支撑构件侧层总量的质量%计总计分散0.5～4%。如果固体润滑剂颗粒量小于0.5%，则固体润滑剂颗粒量较少，可切削性降低。另一方面，即使分散超过4%，效果也会饱和，无法期待与含量相称的效果。因此，固体润滑剂颗粒以质量%计优选限定为0.5～4%。

需要说明的是，在本发明阀座的功能构件侧层和支撑构件侧层中，优选对所含的空孔整体进行封孔处理。本发明中，优选在电镀处理之前进行空孔的封孔处理。作为封孔处理，优选为常用的将加热固化型树脂或厌氧性树脂真空含浸到空孔中的处理。

接下来，对本发明阀座的优选的制造方法进行说明。首先，对功能性构件侧层和支撑构件侧层的双层结构的情况进行说明。

本发明中，首先，在压模机内形成可形成规定形状的支撑构件侧层(阀座)的填充空间(模型)，在该填充空间内填充支撑构件侧层用的原料粉(混合粉)，之后再形成可形成作为支撑构件侧层之上层的规定形状的功能构件侧层(阀座)的填充空间(模型)，在该填充空间填充功能构件侧层用的原料粉(混合粉)。然后，对支撑构件侧层和功能构件侧层进行一体式地加压成型，制成压粉体(阀座)。需要说明的是，从压粉体的强度的观点来看，优选进行调整使所得压粉体的密度达到6.5～7.5g/cm³，再进行加压成型。

对本发明中使用的压模机不必特别限定，可使双层结构的阀座成型的压模机均可适用。

作为支撑构件侧层用的原料粉(混合粉)，掺混规定量的铁系粉末和石墨粉末或合金元素粉末等合金用粉末，使成为上述的支撑构件侧层组成，再进行混合、混炼，制成混合粉(支撑构件侧层用)。需要说明的是，在混合粉中可再掺混以相对于支撑构件侧层用原料粉总量的质量%计为0.5～4%的固体润滑剂颗粒粉。另外，掺混在混合粉中的铁系粉末可以是纯铁粉，也可以是合金铁粉，或者是特定组成的钢系粉末，或者是它们的混合。

另外，作为功能构件侧层的原料粉(混合粉)，分别掺混规定量的铁系粉末、石墨粉末或合金元素粉末等合金用粉末、和硬质颗粒粉末使成为上述的功能构件侧层的基质部组成，再进行混合、混炼，制成混合粉(功能构件侧层用)。需要说明的是，在混合粉中还可掺混以相对于功能构件侧层用原料粉总量的质量%计为0.5～4%的固体润滑剂颗粒粉。另外，作为掺混在混合粉中、形成基质相的铁系粉末，可以是纯铁粉、合金铁粉、或者特定组成的钢系粉末、或者它们的混合。

需要说明的是，在仅为功能构件侧层的单层的情况下，除了不使用上述的支撑构件侧层以外，其他相同即可。

然后，对所得的压粉体施行烧结处理制成烧结体，之后施行切削等加工，制成内燃机用的阀座(产品)。需要说明的是，烧结温度优选设为1000～1300℃。需要说明的是，为了赋予所期望的硬度，除烧结处理以外，还可施行热处理(淬火回火处理)。

在本发明中，优选对经过上述工序得到的阀座(产品)施行封孔处理。需要说明的是，在封孔处理前当然要先进行充分的洗涤。作为封孔处理，优选为如下的处理：在真空环境中将阀座浸入加热固化型树脂或厌氧性树脂的液体中，之后形成大气压环境，使树脂充分地含浸到空孔中，之后进行加热，使空孔内的树脂固化而进行封孔。需要说明的是，在加热时当然要进行轧液(draining，排水)、水洗等，以先去除阀座表面的液体(树脂)。

在本发明中，对已施行上述处理的阀座进一步施行电镀处理，至少在外周面形成上述的各种电镀膜。作为电镀处理，常用的电解电镀处理、非电解电镀处理等电镀处理均可适用，不必特别限定，但从电镀密合性的观点来看，优选电解电镀处理。

需要说明的是，从提高与汽缸盖的密合性的观点来看，优选施行电镀处理，使电镀处理后的电镀膜的表面粗糙度以依据JISB 0601-1994的规定的算术平均粗糙度Ra计为0.1～1.6μm。

需要说明的是，镀铜膜的形成优选为电解电镀处理。作为电解电镀处理，例示常用的利用了硫酸铜浴、氰化铜浴等的电解电镀处理，但从电镀膜的密合性、电镀膜厚度的均匀性的观点来看，优选为利用了氰化铜浴的电镀处理。另外，作为用于形成镀锡膜的电解电镀处理，优选为使用了锡酸盐浴、硫酸盐浴等的电解电镀处理。需要说明的是，电镀膜厚度的调整优选按照常规通过调整电流值、电解时间等来进行。

另外，对于施行电镀处理的阀座，优选在电镀处理前使阀座的表面粗糙度以依据JISB 0601-1994的规定的算术平均粗糙度Ra计达到0.2～0.3μm左右，以提高电镀膜的密合性。

本发明阀座被压入至汽缸盖的规定位置，构成内燃机用结构体。即，内燃机用结构体由汽缸盖和压入至该汽缸盖的规定位置的阀座构成。

汽缸盖为铝合金制。作为用于汽缸盖的铝合金，依据JISH 5202的规定的例如AC4B、AC2B、AC4D、AC5A等是适合的。需要说明的是，这些合金在成型为汽缸盖的状态下通常显示60～90HV左右的硬度。

作为压入至汽缸盖的阀座，如上所述，其为将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化后至少在外周面具有电镀膜的铁基烧结合金制阀座。然后，调整电镀膜的硬度，使至少形成于外周面的电镀膜的硬度为50～300HV的范围内、并且达到汽缸盖的硬度、即构成汽缸盖的铝合金的硬度的1.05～4.5倍的范围的硬度。由此，可使压入至汽缸盖后的阀座确保优异的散热性等所期望的特性。

另外，本发明阀座中，优选除形成上述的电镀膜以外，还在阀座外周面的至少1个位置形成“粗面化区域”。需要说明的是，“粗面化区域”的形成无论是在上述的电镀膜形成之前还是在电镀膜形成之后均可。这里所说的“粗面化区域”是指，与通常的精加工面的表面粗糙度(Ra：0.8μm左右)相比，局部呈粗糙的表面性状(特性)的区域。该“粗面化区域”具有以下作用：在将阀座压入至轻金属合金制汽缸盖时，咬入轻金属合金制汽缸盖的表层，提高与汽缸盖的接合力(阀座的保持力)，有助于增大脱落载荷，抑制在发动机运转中阀座的脱落。需要说明的是，关于该粗面化区域的形成，由本发明人详细记载于PCT/JP2017/024854号中。上述文献所记载的内容也均可适当地适用于本发明。

形成于本发明阀座的外周面的“粗面化区域”优选以外周面为标准制成一定高度的山高度(peak height)为5～80μm的凸状部和/或一定深度的谷深度(valley depth)为5～100μm的凹状部。通过在外周面的至少1个位置以相对于外周面整个区域的面积率计形成0.3%以上的具有这样的表面性状的“粗面化区域”，可充分维持所期望的保持力。

另外，从提高耐脱落性的观点来看，作为凸状部或凹状部的“粗面化区域”的形状优选为在与压入方向垂直的方向成为较长的区域的形状。例如，从与外周面垂直的方向观察，优选在压入方向形成倒三角形、四角形，即使是三角形、圆形、半圆形、星形也没有任何问题。

另外，以外周面为标准，凸状部可形成具有山高度从该标准沿着压入方向连续地或阶段性地增加至最大山高度的、倾斜的山高度的区域。另外，以外周面为标准，凹状部可形成具有谷深度沿着压入方向从最大谷深度连续地或阶段性地减少至该标准的、倾斜的谷深度的区域。

另外，作为粗面化区域，可以是在与圆周方向垂直的方向具有多列由沿着圆周方向延伸的凹部和凸部相邻而形成的凹凸的区域。这样的粗面化区域之一例见图5。或者，可以是在与压入方向垂直的方向具有多列由沿着压入方向延伸的凹部和凸部相邻而形成的凹凸的区域。将这些区域称为“凹凸混合部”。

优选在外周面的至少1个位置形成以相对于外周面整个区域的面积率计为0.3%以上的具有这样的表面性状的“粗面化区域”。

另外，在上述的“凹凸混合部”，以外周面为标准，优选形成由山高度为3～80μm的凸部和谷深度为3～100μm的凹部构成的凹凸。另外，在“凹凸混合部”优选形成在与凹部和凸部延伸的方向垂直的截面中以相邻的2个凸部的间隔即间距(山间距)计为1～600μm的凹凸。

需要说明的是，在上述的“凹凸混合部”，更优选形成从与外周面垂直的方向观察在压入方向呈三角形、并且朝向压入方向的该三角形的顶点的顶角为10～150˚的“凹凸混合部”。由此，拔出载荷显著地增加。

通过在阀座外周面设置这样的区域，与分别单独配置凹部、凸部的情况相比，耐脱落性格外地提高。

上述的“粗面化区域”优选通过激光照射处理来形成。激光的照射优选适当地选择、调整照射图案、照射时间、以及输出功率、频率等来进行，使在事先设定的阀座外周面的规定位置以事先设定的形状、大小成为上述所期望的表面性状。

若对已精加工的阀座外周面照射激光，则表面熔融，排放熔融的金属熔液，从而形成凹部，另一方面，所排放的金属熔液凝固，在其周围形成凸部。需要说明的是，“粗面化区域”的形成在上述的电镀膜形成之前或者在电镀膜形成之后均可。

以下，根据实施例，进一步对本发明进行说明。

实施例

(实施例1)

以表1所示的掺混量掺混作为原料粉的表1所示的原料粉(铁系粉末、石墨粉末、合金元素用粉末、硬质颗粒粉末、固体润滑剂颗粒粉末)，进行混合、混炼，得到了功能构件侧层用混合粉A、B。另外，以表2所示的掺混量掺混表2所示的原料粉(铁系粉末、石墨粉末、合金元素用粉末、硬质颗粒粉末、固体润滑剂颗粒粉末)，进行混合、混炼，得到了支撑构件侧层用混合粉1A。需要说明的是，使用的各种铁系粉末的组成见表3，另外，使用的各种硬质颗粒粉末的组成见表4。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

接着，使用压模机对这些混合粉进行一体式地加压成型(面压：5.0～10.0ton/cm²)，得到了双层结构的阀座用压粉体。另外，使用压模机同样地对功能构件侧层用的混合粉进行加压成型，得到了单层的阀座用压粉体。

通过对所得压粉体进一步施行烧结处理(加热温度：1000～1300℃)的1P1S工序，制成了烧结体。

然后，对所得烧结体施行切削、研磨，制成了外径27.1mmφ×内径22.0mmφ×厚度6.5mm的阀座。阀座的目标表面粗糙度以Ra计为0.2μm。

通过发光分析对所得阀座的各层分析各成分的含量，测定了各层的组成。所得结果见表5。另外，抛光所得阀座的截面，进行硝酸酒精溶液(nital)腐蚀，使用光学显微镜(倍率：200倍)观察组织，进行拍摄，利用图像分析测定了各层中的基质相、硬质颗粒、固体润滑剂颗粒的各组织分率。所得结果见表6。

[表5]

[表6]

接着，对所得阀座的整面施行电解镀铜处理(硫酸铜浴)，形成了纯Cu镀膜。另外，在一部分中，施行电解镀锡处理(硫酸盐浴)，形成了镀锡膜。需要说明的是，对一部分阀座没有施行电镀处理。

需要说明的是，形成电镀膜后，阀门接触面的电镀膜通过切削而削除，如图1所示，在外周面、入座面和内周面的一部分形成电镀膜，制成了阀座(产品)。需要说明的是，电镀膜的膜厚在表7所示的范围内变化。另外，改变电解处理条件，使电镀膜硬度发生变化。另外，抛光所得阀座(产品)的截面，进行硝酸酒精溶液腐蚀，使用光学显微镜(倍率：200倍)观察组织，求出了各阀座中的功能构件侧层的比率(体积%)。另外，抛光所得阀座(产品)的截面，进行硝酸酒精溶液腐蚀，使用维氏硬度计(载荷：20g)测定了电镀膜的硬度HV。需要说明的是，汽缸盖(等效材料)的硬度HV也同样地进行测定。所得结果见表7。

另外，以所得阀座作为试验片，安装在图2所示的单台磨损试验机上，在下述条件下实施了磨损试验。

试验温度：270℃；

试验时间：8小时；

凸轮转速：3000rpm；

阀门转速：20rpm；

阀门材质：氮化阀门；

热源 ：LPG。

由磨损试验的试验前后的试验片(阀座)形状算出试验前后的差异，换算成磨损量(μm)。以阀座No.1(标准)的磨损量为1.00(标准)，算出相对于其的各阀座磨损比，结果见表7。将阀座磨损比为标准(1.00)以下的情况评价为“○”，除此以外的情况评价为“×”。

另外，在与上述阀座相同的条件下，制造了散热性研究用样品，以所得阀座(产品)作为试验片，研究了阀座的散热性。

散热性试验如下。

将所得阀座安装在图2所示的单台试验机上，加热至规定的温度，使阀门与阀座在下述条件下接触，同时如图3所示在连接阀门轴41的外周面与阀门正面(阀面)42的斜面43的正面侧附近的位置测定了阀门温度。需要说明的是，温度测定使用了热电偶。需要说明的是，将热源调整至阀座No.1的入座面的温度达到250℃的条件，将各阀座进行加热。需要说明的是，在从试验开始起经过1小时后的温度下进行比较。

凸轮转速 ：1000rpm；

阀门转速 ：无；

阀门材质 ：氮化阀门；

热源 ：LPG。

以阀座No.1(无电镀膜)为标准，由所得的测定结果算出该阀座的阀门温度的变化量ΔT(=(该阀座的阀门温度)﹣(阀座No.1的阀门温度))，一并见表7。

[表7]

可知：本发明例的ΔT均为负，与标准(无电镀膜)阀座相比，散热性优异，并且具有与标准阀座同等优异的耐磨损性。另一方面，偏离本发明范围的比较例没有得到所期望的优异的散热性。

(实施例2)

以表8所示的掺混量掺混作为原料粉的表8所示的原料粉(铁系粉末、石墨粉末、合金元素用粉末、硬质颗粒粉末、固体润滑剂颗粒粉末)，进行混合、混炼，得到了功能构件侧层用混合粉。另外，以表9所示的掺混量掺混作为原料粉的表9所示的原料粉(铁系粉末、石墨粉末、合金元素用粉末、硬质颗粒粉末、固体润滑剂颗粒粉末)，进行混合、混炼，得到了支撑构件侧层用混合粉。需要说明的是，使用的各种铁系粉末的组成见表3，另外，使用的各种硬质颗粒粉末的组成见表4。

[表8]

[表9]

接着，使用压模机对所得的混合粉进行一体式地加压成型(面压：5.0～10.0ton/cm²)，得到了双层结构的阀座用压粉体。

通过对所得压粉体进一步施行烧结处理(加热温度：1000～1300℃)的1P1S工序，制成了烧结体。

对所得烧结体施行切削、研磨，制成了外径27.1mmφ×内径22.0mmφ×厚度6.5mm的阀座。阀座的目标表面粗糙度以Ra计为0.2μm。

通过发光分析对所得阀座的各层分析各成分的含量，测定了各层的组成。所得结果见表10。另外，抛光所得阀座的截面，使用光学显微镜(倍率：200倍)观察组织，进行拍摄，利用图像分析测定了各层中的基质相、硬质颗粒、固体润滑剂颗粒的各组织分率。所得结果见表11。

[表10]

[表11]

接着，使用加热固化型树脂对所得阀座(烧结体No.4、烧结体No.5)施行真空含浸处理，进行封孔处理。封孔处理是在真空环境中将阀座浸入上述树脂的液体中，之后形成大气压环境，使树脂充分含浸到阀座的空孔中，再进行加热，使空孔内的树脂固化，进行封孔。需要说明的是，所使用的树脂为在85～90℃下加热固化的加热固化型树脂(Resinol 90C：商品名、Henkel公司制造)。需要说明的是，通过封孔处理，烧结体(阀座)内所含的大部分空孔被封孔。在一部分阀座No.A1、No.A2中没有进行封孔处理。

接着，对所得阀座(烧结体No.4)的整面施行电解镀铜处理，形成了镀铜膜。需要说明的是，形成电镀膜后，阀门接触面的电镀膜通过切削而削除，制成了如图1所示在外周面、入座面和内周面的一部分形成有电镀膜的阀座(产品)No.A2～No.A11。需要说明的是，改变电解处理条件，使电镀膜的膜厚在表12所示的范围内变化。需要说明的是，对一部分阀座No.A1没有施行电镀处理。另外，抛光所得阀座(产品)的截面，使用光学显微镜(倍率：200倍)求出了阀座中的功能构件侧层的比率。另外，抛光所得的阀座(产品)的截面，进行硝酸酒精溶液腐蚀，使用维氏硬度计(载荷：10g)测定了电镀膜的硬度HV。需要说明的是，汽缸盖(等效材料)的硬度HV也同样地进行测定。

以所得阀座作为试验片，安装在图2所示的单台磨损试验机上，与实施例1同样地实施了磨损试验。

由磨损试验的试验前后的试验片(阀座)形状算出试验前后的差异，换算成磨损量(μm)。以阀座No.A1(标准)的磨损量为1.00(标准)，算出相对于其的各阀座磨损比，结果见表12。将阀座磨损比为标准(1.00)以下的情况评价为“○”，除此以外的情况评价为“×”。

另外，在与上述阀座相同的条件下制造散热性研究用样品，以所得阀座(产品)作为试验片，研究了阀座的散热性。

散热性试验与实施例1同样。

以阀座No.A1(无电镀膜)为标准，由所得的测定结果算出该阀座的阀门温度的变化量ΔT(=(该阀座的阀门温度)﹣(阀座No.A1的阀门温度))，一并见表12。

[表12]

可知：本发明例的ΔT均为负，与标准(无电镀膜)阀座相比，散热性优异，并且具有与标准阀座同等优异的耐磨损性。另一方面，偏离本发明范围的比较例没有得到所期望的优异的散热性。需要说明的是，由阀座No.A2(有电镀膜、无封孔处理)与No.A3(有电镀膜、有封孔处理)的比较，没有观察到封孔处理的有无对散热性、耐磨损性的影响。

(实施例3)

使用表8所示的功能构件侧层用混合粉No.C和表9所示的支撑构件侧层用混合粉No.1B，利用压模机进行一体式地加压成型(面压：5.0～10.0ton/cm²)，得到了双层结构的阀座用压粉体。另外，使用表8所示的功能构件侧层用混合粉No.D，利用压模机进行加压成型(面压：5.0～10.0ton/cm²)，得到了单相结构的阀座用压粉体。通过对所得的这些压粉体进一步施行烧结处理(加热温度：1000～1300℃)的1P1S工序，制成了烧结体No.6(双层结构)、烧结体No.7(单层结构)。

对所得烧结体施行切削、研磨，制成了外径27.1mmφ×内径22.0mmφ×厚度6.5mm的阀座。阀座的目标表面粗糙度以Ra计为0.2μm。与实施例2同样地测定所得阀座(烧结体No.6、No.7)的组成、组织，一并见表10、表11。

接着，与实施例2同样，使用加热固化型树脂对所得阀座(烧结体No.6、No.7)施行真空含浸处理，进行封孔处理。封孔处理与实施例2同样，在真空环境中将阀座浸入树脂的液体中，之后形成大气压环境，使树脂充分含浸到阀座的空孔中，再进行加热，使空孔中的树脂固化，进行封孔处理。需要说明的是，所使用的树脂为加热固化型树脂，使用了在85～90℃下加热固化的Resinol 90C(商品名：Henkel公司制造)。需要说明的是，通过封孔处理，烧结体(阀座)内所含的大部分空孔被封孔。在一部分阀座No.B1、No.C1中没有进行封孔处理。

与实施例2同样，对所得阀座(烧结体No.6、No.7)的整面施行电解镀铜处理，形成了镀铜膜。需要说明的是，形成电镀膜后，阀门接触面的电镀膜通过切削而削除，制成了如图1所示在外周面、入座面和内周面的一部分形成有电镀膜的阀座(产品)No.B2～No.B4、No.C2～No.C4。需要说明的是，对一部分阀座No.B1、No.C1没有施行电镀处理。另外，抛光所得阀座(产品)的截面，使用光学显微镜(倍率：200倍)，求出了阀座中的功能构件侧层的比率。另外，抛光所得阀座(产品)的截面，进行硝酸酒精溶液腐蚀，使用维氏硬度计(载荷：10g)测定了电镀膜的硬度HV。需要说明的是，汽缸盖(等效材料)的硬度HV也同样地进行测定。

以所得阀座作为试验片，安装在图2所示的单台磨损试验机上，与实施例2同样地实施了磨损试验。

由磨损试验的试验前后的试验片(阀座)形状算出试验前后的差异，换算成磨损量(μm)。以阀座No.B1(标准)、No.C1的磨损量为1.00(标准)，算出相对于其的各阀座磨损比，结果见表13、表14。将阀座磨损比为标准(1.00)以下的情况评价为“○”，除此以外的情况评价为“×”。

另外，在与上述阀座相同的条件下制造了散热性研究用样品，以所得阀座(产品)作为试验片，研究了阀座的散热性。

散热性试验与实施例2同样。

以阀座No.B1(无电镀膜)为标准，由所得的测定结果算出该阀座的阀门温度的变化量ΔT(=(该阀座的阀门温度)﹣(阀座No.B1的阀门温度))，一并见表13。需要说明的是，同样地以阀座No.C1(无电镀膜)为标准，算出该阀座的阀门温度的变化量ΔT(=(该阀座的阀门温度)﹣(阀座No.C1的阀门温度))，一并见表14。

[表13]

/>

[表14]

可知：本发明例的ΔT均为负，与标准(无电镀膜)阀座相比，散热性优异，并且具有与标准阀座同等优异的耐磨损性。另一方面，偏离本发明范围的比较例没有得到所期望的优异的散热性。若将阀座No.B1～No.B4与阀座No.C1～No.C4进行比较，则可知即使在基质组成为高合金组成的阀座No.B1～No.B4的情况下，与标准(无电镀膜)阀座相比，也同样是散热性优异，并且可维持与标准阀座同等优异的耐磨损性。

(实施例4)

与实施例2同样地准备了烧结体。

以表8所示的掺混量掺混作为原料粉的表8所示的原料粉(铁系粉末、石墨粉末、合金元素用粉末、硬质颗粒粉末、固体润滑剂颗粒粉末)，进行混合、混炼，得到了功能构件侧层用混合粉A。另外，以表9所示的掺混量掺混表9所示的原料粉(铁系粉末、石墨粉末、合金元素用粉末、硬质颗粒粉末、固体润滑剂颗粒粉末)，进行混合、混炼，得到了支撑构件侧层用混合粉1A。

接着，使用压模机对所得的这些混合粉进行一体式地加压成型(面压：5.0～10.0ton/cm²)，得到了双层结构的阀座用压粉体。通过对所得的压粉体进一步施行烧结处理(加热温度：1000～1300℃)的1P1S工序，制成了烧结体No.4。

对所得的烧结体No.4施行切削、研磨，制成了外径27.1mmφ×内径22.0mmφ×厚度6.5mm的阀座。阀座的表面粗糙度以Ra计为0.1～1.6μm。

与实施例2同样地测定所得阀座的各层的组成、组织，结果见表10、表11。另外，抛光所得阀座(产品)的截面，进行硝酸酒精溶液腐蚀，使用光学显微镜(倍率：200倍)观察组织，还求出了各阀座中的功能构件侧层的比率(体积%)。

接着，使用加热固化型树脂，与实施例2同样地对所得的阀座No.D2～No.D4(烧结体No.4)施行真空含浸处理，进行封孔处理。需要说明的是，对一部分阀座No.D1没有实施封孔处理。

接着，在阀座No.D2中，在已精加工的阀座的外周面上，在阀座的高度方向于中央位置形成了图5所示形状的凹凸混合部(粗面化区域)。粗面化区域以在压入方向呈三角形的方式形成，朝向压入方向的顶点的顶角α为36.9˚。粗面化区域的个数为5个，以相对于外周面整个区域的面积率计，粗面化区域的面积率总计为1.61%。粗面化区域的形成通过激光照射处理来进行。在激光照射处理中，调整激光的照射图案、照射时间、输出功率、频率等，使成为具有上述所期望的表面形状的粗面化区域。需要说明的是，山高度为约30μm，谷深度为约30μm，山间距为75μm。

另外，在阀座No.D3中，与实施例2同样地在阀座的整面形成了表15所示膜厚的镀铜膜，之后与No.D2同样地在阀座的外周面上形成了粗面化区域。另外，在阀座No.D4中，与No.D2同样地在阀座的外周面上形成了粗面化区域，之后与实施例2同样地在阀座的整面形成了表15所示膜厚的镀铜膜。需要说明的是，形成电镀膜后，阀门接触面的电镀膜通过切削而削除，形成了在外周面、入座面和内周面的一部分上残留有电镀膜的状态。

与实施例2同样，对所得的阀座No.D1～No.D4实施磨损试验和散热试验，评价了耐磨损性、散热性。所得结果见表15。

而且，使用图4所示的高温保持力测定装置对所得的阀座No.D1～No.D4测定规定温度(200℃)下的拔出载荷，评价了阀座的高温保持力。将评价对象的阀座10压入至铝合金制汽缸盖等效材料20中。然后，利用配置在汽缸盖等效材料20下部的加热装置40进行加热直至阀座达到规定温度(200℃)。然后，使用按压夹具30按压已加热至规定温度的阀座10，使其从汽缸盖等效材料20中脱离。利用载荷计(没有图示)测定了此时的拔出载荷L。关于所得的拔出载荷，以阀座No.D1(现有例)为标准(1.00)，算出各阀座的拔出载荷比，评价了耐脱落性。所得结果见表15。

[表15]

与标准(无封孔处理、无电镀膜、无粗面化区域)的阀座No.D1相比，本发明例的耐磨损性、散热性、耐脱落性均有所提高。另一方面，在偏离本发明范围的比较例(阀座No.D2)中，散热性降低。需要说明的是，关于电镀膜和粗面化区域的形成顺序，无论先进行哪一个，其效果均未发生变化。

符号说明

2：定位夹具(setting jig)；

3：热源；

4：阀门；

10：阀座；

11：功能构件侧层；

12：支撑构件侧层；

13：电镀膜；

20：汽缸盖等效材料；

30：按压夹具；

40：加热装置；

41：阀门轴；

42：阀门正面；

43：斜面。

Claims (9)

1.内燃机用铁基烧结合金制阀座，其是压入至铝合金制汽缸盖中的内燃机用阀座，其特征在于：

为铁基烧结合金制，仅由功能构件侧层的单层构成，或者是将功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的，至少在外周侧具有电镀膜，上述电镀膜是镀铜膜或镀锡膜，其是具有1～100μm的厚度、以维氏硬度HV计为50～300HV的硬度的电镀膜，并且该电镀膜的硬度以维氏硬度HV计满足上述汽缸盖的硬度的1.05～4.5倍的范围，进一步地，上述功能构件侧层、或者上述功能构件侧层和支撑构件侧层这两层是施行使用了加热固化型树脂或厌氧性树脂的封孔处理而形成的层。

2.权利要求1所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述电镀膜的表面粗糙度以依据JISB 0601-1994的规定的算术平均粗糙度Ra计为0.1～1.6μm。

3.权利要求1或2所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：在上述阀座的外周面的至少1个位置具有凹凸混合部作为粗面化区域，所述凹凸混合部在与圆周方向垂直的方向具有多列由沿着上述圆周方向延伸的凹部和凸部相邻而形成的凹凸，以相对于上述外周面的整个区域的面积率计，具有总计为0.3％以上的上述粗面化区域。

4.权利要求3所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：从与上述外周面垂直的方向观察，上述凹凸混合部在压入方向呈三角形，并且朝向压入方向的该三角形的顶点的顶角为10～150°。

5.权利要求1所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：在将上述功能构件侧层和支撑构件侧层这两层一体化而形成的情况下，上述功能构件侧层制成以相对于阀座总量的体积％计为10～70％的构成。

6.权利要求1所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述功能构件侧层具有在基质相中分散有硬质颗粒的基质部，该基质部具有如下的基质部组成：以质量％计包含0.2～2.0％的C、含有总计为50％以下的选自Co、Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、Cu、S中的1种或2种以上、且余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且还具有在基质相中分散以相对于功能构件侧层总量的质量％计为5～40％的上述硬质颗粒而形成的基质部组织。

7.权利要求1所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于，上述支撑构件侧层具有如下的基质部组成：以质量％计，包含0.2～2.0％的C，或者还含有总计为20％以下的选自Mo、Si、Cr、Ni、Mn、W、V、S、P、Cu中的1种或2种以上，且余量由Fe和不可避免的杂质构成。

8.权利要求6所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于：上述功能构件侧层除了具有上述基质部组织以外，还具有分散以相对于功能构件侧层总量的质量％计为0.5～4％的固体润滑剂颗粒而形成的基质部组织。

9.权利要求7所述的内燃机用铁基烧结合金制阀座，其特征在于，上述支撑构件侧层具有：在基质相中进一步分散以相对于支撑构件侧层总量的质量％计为0.5～4％的固体润滑剂颗粒而形成的组织。