JP2001323323A - 自動車用エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
自動車用エンジンバルブの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車用エンジンバルブのフ
ェース部の耐摩耗性が高められ、耐久性の高いエンジン
バルブを提供する 【解決手段】 Ｆｅ基耐熱鋼として、重量％
で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍ
ｎ：１〜１５％、Ｎｉ：１〜１５％、Ｃr：１５〜２５
％、Ｎ：０．２〜０．６％に加えて、Ｍｏ：３％以下、
Ｎｂ：２％以下、Ｖ：１％以下の１種又は２種以上を含
有し、残部がＦｅ及び不可避不純物であるＦｅ基耐熱鋼
からなる母材を、１１００〜１１８０℃で固溶化熱処理
を施し、自動車用エンジン吸排気バルブ形状の少なくと
も傘部成形を７００〜１０００℃で鍛造し、時効処理を
施してバルブフェース部の硬さをＨＶ４００以上に高め
ることを特徴とした自動車用エンジンバルブの製造方法
ェース部の耐摩耗性が高められ、耐久性の高いエンジン
バルブを提供する 【解決手段】 Ｆｅ基耐熱鋼として、重量％
で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍ
ｎ：１〜１５％、Ｎｉ：１〜１５％、Ｃr：１５〜２５
％、Ｎ：０．２〜０．６％に加えて、Ｍｏ：３％以下、
Ｎｂ：２％以下、Ｖ：１％以下の１種又は２種以上を含
有し、残部がＦｅ及び不可避不純物であるＦｅ基耐熱鋼
からなる母材を、１１００〜１１８０℃で固溶化熱処理
を施し、自動車用エンジン吸排気バルブ形状の少なくと
も傘部成形を７００〜１０００℃で鍛造し、時効処理を
施してバルブフェース部の硬さをＨＶ４００以上に高め
ることを特徴とした自動車用エンジンバルブの製造方法
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンバルブの製
造方法に関し、特に自動車用エンジン吸排気バルブのフ
ェース部の硬さをＨＶ４００以上に高める製造方法に関
する
造方法に関し、特に自動車用エンジン吸排気バルブのフ
ェース部の硬さをＨＶ４００以上に高める製造方法に関
する
【０００２】
【従来の技術】エンジンの吸排気バルブのフェース部
は、バルブシートと接触し燃焼室の気密性を保つ働きが
ある。近年のエンジンにおいては、燃焼温度の高温化が
促進されておりフェース部の耐摩耗性が十分に満足され
ないという問題が生じていた。従来、自動車用エンジン
バルブは、２１−４Ｎ（ＪＩＳ ＳＵＨ３５）、２１−
２Ｎ及びその改良鋼などのＦｅ基耐熱鋼が母材として用
いられ、１０００〜１２００℃の範囲でアップセット鍛
造後傘打ち鍛造され、固溶化熱処理が施された後、時効
処理が行われるのが一般的な製造方法であり、得られた
バルブフェース部の硬さはＨＶ３００〜ＨＶ３７０程度
であり、硬さが不十分であるために耐摩耗性が不十分で
ある。
は、バルブシートと接触し燃焼室の気密性を保つ働きが
ある。近年のエンジンにおいては、燃焼温度の高温化が
促進されておりフェース部の耐摩耗性が十分に満足され
ないという問題が生じていた。従来、自動車用エンジン
バルブは、２１−４Ｎ（ＪＩＳ ＳＵＨ３５）、２１−
２Ｎ及びその改良鋼などのＦｅ基耐熱鋼が母材として用
いられ、１０００〜１２００℃の範囲でアップセット鍛
造後傘打ち鍛造され、固溶化熱処理が施された後、時効
処理が行われるのが一般的な製造方法であり、得られた
バルブフェース部の硬さはＨＶ３００〜ＨＶ３７０程度
であり、硬さが不十分であるために耐摩耗性が不十分で
ある。
【０００３】そこで、バルブフェース部にはＣｏ基やＮ
ｉ基の合金が肉盛溶接がなされている。またその他に、
特公昭６４−８６９９号、特開平１１−２２４２７号に
は、エンジンバルブのフェース部の硬さを改善する技術
が開示されている。特公昭６４−８６９９号に開示され
ている技術は、析出強化型耐熱合金を母材として傘部を
７００〜９００℃の範囲で加工率２０％以上の鍛造成形
し時効硬化処理を施すことを要旨としている。特開平１
１−２２４２７号に開示されている技術は、析出強化型
Ｎｉ基合金又はＦｅ基耐熱鋼を材料としてバルブの粗形
状まで熱間鍛造後、フェース部分を冷間鍛造した上で時
効処理を施すことを要旨としている。しかしながら、こ
れらの公報に開示されている技術には、以下に説明する
技術的課題があった。
ｉ基の合金が肉盛溶接がなされている。またその他に、
特公昭６４−８６９９号、特開平１１−２２４２７号に
は、エンジンバルブのフェース部の硬さを改善する技術
が開示されている。特公昭６４−８６９９号に開示され
ている技術は、析出強化型耐熱合金を母材として傘部を
７００〜９００℃の範囲で加工率２０％以上の鍛造成形
し時効硬化処理を施すことを要旨としている。特開平１
１−２２４２７号に開示されている技術は、析出強化型
Ｎｉ基合金又はＦｅ基耐熱鋼を材料としてバルブの粗形
状まで熱間鍛造後、フェース部分を冷間鍛造した上で時
効処理を施すことを要旨としている。しかしながら、こ
れらの公報に開示されている技術には、以下に説明する
技術的課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のＣｏ基やＮｉ基
の合金を肉盛溶接する方法は非常に高価な金属を用いる
必要があり、また、溶接後の切削が必要で工程的にも高
価なものとなる。また、上記公報に開示されている技術
によるとエンジンバルブのフェース部の硬さは向上する
ものの、高価な合金を多用するものでコストが高い、ま
た、熱間鍛造後に冷間鍛造を施すためエンジンバルブの
製造工程が複雑になりコストが高くなる問題が生じる。
の合金を肉盛溶接する方法は非常に高価な金属を用いる
必要があり、また、溶接後の切削が必要で工程的にも高
価なものとなる。また、上記公報に開示されている技術
によるとエンジンバルブのフェース部の硬さは向上する
ものの、高価な合金を多用するものでコストが高い、ま
た、熱間鍛造後に冷間鍛造を施すためエンジンバルブの
製造工程が複雑になりコストが高くなる問題が生じる。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたものであって、その目的は、安価な合金組成と
し従来のエンジンバルブ製造工程で製造できフェース部
の硬さがＨＶ４００以上となり、更に、７００℃での過
時効軟化を生じにくくし長時間使用においても耐摩耗性
に優れるエンジンバルブを提供する。
なされたものであって、その目的は、安価な合金組成と
し従来のエンジンバルブ製造工程で製造できフェース部
の硬さがＨＶ４００以上となり、更に、７００℃での過
時効軟化を生じにくくし長時間使用においても耐摩耗性
に優れるエンジンバルブを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】安価なエンジンバルブを
提供するために、用いる母材にはＦｅ基耐熱鋼を用い、
重量％で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｎ：０．２〜０．６
％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１〜１５％、Ｎｉ：１
〜１５％、Ｃr：１５〜２５％に加えて、Ｍｏ：３％以
下、Ｎｂ：２％以下、Ｖ：１％以下の１種又は２種以上
を含有し、残部がＦｅでありＮｉなどの高価な合金を極
力低減した母材を用い、エンジンバルブ成形前に炭窒化
物を十分に固溶させるために１１００〜１１８０℃で固
溶化熱処理を施し、バルブ形状の少なくとも傘部成形を
７００〜１０００℃の範囲で鍛造を施すことにより加工
歪みを貯えた後、歪み時効硬化を狙った時効処理を施し
て、バルブフェース部の硬さをＨＶ４００以上に高めた
自動車エンジンバルブの製造方法によるものである。よ
り安価なエンジンバルブを提供するためには、用いる母
材には Ｆｅ基耐熱鋼として、重量％で、Ｃ：０．４５
〜０．６％、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｍｎ：８〜１０
％、Ｎｉ：１．５〜４．５％、Ｃr：２０〜２２％、
Ｎ：０．２〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避
不純物であるＦｅ基耐熱鋼からなる母材を、１１００〜
１１８０℃で固溶化熱処理を施し、自動車用エンジン吸
排気バルブ形状の少なくとも傘部成形を７００〜１００
０℃で鍛造し、時効処理を施してバルブフェース部の硬
さをＨＶ４００以上に高めることを特徴とした自動車用
エンジンバルブの製造方法によることが好ましい。
提供するために、用いる母材にはＦｅ基耐熱鋼を用い、
重量％で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｎ：０．２〜０．６
％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１〜１５％、Ｎｉ：１
〜１５％、Ｃr：１５〜２５％に加えて、Ｍｏ：３％以
下、Ｎｂ：２％以下、Ｖ：１％以下の１種又は２種以上
を含有し、残部がＦｅでありＮｉなどの高価な合金を極
力低減した母材を用い、エンジンバルブ成形前に炭窒化
物を十分に固溶させるために１１００〜１１８０℃で固
溶化熱処理を施し、バルブ形状の少なくとも傘部成形を
７００〜１０００℃の範囲で鍛造を施すことにより加工
歪みを貯えた後、歪み時効硬化を狙った時効処理を施し
て、バルブフェース部の硬さをＨＶ４００以上に高めた
自動車エンジンバルブの製造方法によるものである。よ
り安価なエンジンバルブを提供するためには、用いる母
材には Ｆｅ基耐熱鋼として、重量％で、Ｃ：０．４５
〜０．６％、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｍｎ：８〜１０
％、Ｎｉ：１．５〜４．５％、Ｃr：２０〜２２％、
Ｎ：０．２〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避
不純物であるＦｅ基耐熱鋼からなる母材を、１１００〜
１１８０℃で固溶化熱処理を施し、自動車用エンジン吸
排気バルブ形状の少なくとも傘部成形を７００〜１００
０℃で鍛造し、時効処理を施してバルブフェース部の硬
さをＨＶ４００以上に高めることを特徴とした自動車用
エンジンバルブの製造方法によることが好ましい。
【０００７】固溶化熱処理は、従来から熱間圧延後の組
織の均一化及び析出物を固溶させるために行われている
が、１０００〜１０８０℃で行われるのが一般的であっ
た。本発明は、従来より固溶化温度を高め炭窒化物の固
溶量を増し、低い温度で鍛造することにより加工歪みを
導入し、時効処理により炭窒化物を微細に析出させるこ
とにより硬さが向上するものである。
織の均一化及び析出物を固溶させるために行われている
が、１０００〜１０８０℃で行われるのが一般的であっ
た。本発明は、従来より固溶化温度を高め炭窒化物の固
溶量を増し、低い温度で鍛造することにより加工歪みを
導入し、時効処理により炭窒化物を微細に析出させるこ
とにより硬さが向上するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】Ｆｅ基耐熱鋼からなる素材を、１
１００〜１１８０℃で固溶化熱処理を行うが、１１００
℃未満では炭窒化物の固溶量が減少し、後の時効処理時
の炭窒化物析出量が少なく、硬さの向上効果が得られな
い。また１１８０℃を超えると結晶粒径が大きくなりす
ぎ、鍛造後の肌荒れや鍛造割れが発生する。また、アッ
プセット鍛造の場合は軸部は加工されないため結晶粒が
大きいままとなり靭性低下を招くため、固溶化熱処理は
１１００〜１１８０℃で行う必要がある。
１００〜１１８０℃で固溶化熱処理を行うが、１１００
℃未満では炭窒化物の固溶量が減少し、後の時効処理時
の炭窒化物析出量が少なく、硬さの向上効果が得られな
い。また１１８０℃を超えると結晶粒径が大きくなりす
ぎ、鍛造後の肌荒れや鍛造割れが発生する。また、アッ
プセット鍛造の場合は軸部は加工されないため結晶粒が
大きいままとなり靭性低下を招くため、固溶化熱処理は
１１００〜１１８０℃で行う必要がある。
【０００９】固溶化熱処理を施した母材を、エンジンバ
ルブを製造する第１の工程として行う熱間鍛造は、特に
加熱温度を制限しないが、７００〜１２００℃の範囲で
加熱し、粗形状まで鍛造する。好ましくは、加熱中に炭
窒化物の析出を少なくするために通電加熱や高周波加熱
装置などを用い短時間で加熱を行い粗形状まで鍛造す
る。
ルブを製造する第１の工程として行う熱間鍛造は、特に
加熱温度を制限しないが、７００〜１２００℃の範囲で
加熱し、粗形状まで鍛造する。好ましくは、加熱中に炭
窒化物の析出を少なくするために通電加熱や高周波加熱
装置などを用い短時間で加熱を行い粗形状まで鍛造す
る。
【００１０】その後、７００〜１０００℃の範囲になる
ようにすみやかに冷却した後、傘部を鍛造する。後の時
効硬化をよりよく得るためには、傘部加工率が５％以上
になるように粗鍛造を行うことが好ましい。傘部の加工
温度は、７００℃未満では母材の変形能が低下し鍛造割
れを引き起こし、１０００℃以上では所望の加工歪みが
蓄積されず、時効硬化が得られない。好ましくは７００
〜９００℃の範囲である。
ようにすみやかに冷却した後、傘部を鍛造する。後の時
効硬化をよりよく得るためには、傘部加工率が５％以上
になるように粗鍛造を行うことが好ましい。傘部の加工
温度は、７００℃未満では母材の変形能が低下し鍛造割
れを引き起こし、１０００℃以上では所望の加工歪みが
蓄積されず、時効硬化が得られない。好ましくは７００
〜９００℃の範囲である。
【００１１】傘部鍛造後の冷却は、歪みを蓄積させるた
め極力早く冷却する必要があるが、自動車用エンジンバ
ルブの場合は傘部が小さいために冷却は空冷でも構わな
い。傘部鍛造後の時効処理は、６００〜９００℃で行わ
れるが、固溶化熱処理時に過飽和に固溶した炭素及び窒
素を、時効処理により析出させる。この時、７００〜１
０００℃の範囲で加工による歪みを導入しておくため、
時効処理時に結晶粒内の転位上に微細に炭窒化物が析出
することにより硬さを高めることができる。また、傘部
鍛造後の残熱を利用し６００〜９００℃に保持すれば、
時効処理になり、熱処理省略も可能である。
め極力早く冷却する必要があるが、自動車用エンジンバ
ルブの場合は傘部が小さいために冷却は空冷でも構わな
い。傘部鍛造後の時効処理は、６００〜９００℃で行わ
れるが、固溶化熱処理時に過飽和に固溶した炭素及び窒
素を、時効処理により析出させる。この時、７００〜１
０００℃の範囲で加工による歪みを導入しておくため、
時効処理時に結晶粒内の転位上に微細に炭窒化物が析出
することにより硬さを高めることができる。また、傘部
鍛造後の残熱を利用し６００〜９００℃に保持すれば、
時効処理になり、熱処理省略も可能である。
【００１２】本発明は、エンジンバルブ鍛造方法の中
で、粗形状鍛造機と傘形状鍛造機が異なる加工方法に最
も適している。任意の温度でアップセット鍛造機等によ
り粗形状鍛造し、残熱を利用しプレスなどの傘形状鍛造
機で傘打ち鍛造を行うが、搬送による冷却を利用すれ
ば、熱的に最も効率的である。本発明で自動車用エンジ
ンバルブの母材として使用するＦｅ基耐熱鋼は、下記の
合金組成を含有するものである。重量％で、Ｃ：０．２
〜０．６％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１〜１５％、
Ｎｉ：１〜１５％、Ｃr：１５〜２５％、Ｎ：０．２〜
０．６％に加えて、Ｍｏ：３％以下、Ｎｂ：２％以下、
Ｖ：１％以下の１種又は２種以上を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物であるＦｅ基耐熱鋼である。各合
金成分の作用と組成の限定理由は、それぞれ次のとおり
である。
で、粗形状鍛造機と傘形状鍛造機が異なる加工方法に最
も適している。任意の温度でアップセット鍛造機等によ
り粗形状鍛造し、残熱を利用しプレスなどの傘形状鍛造
機で傘打ち鍛造を行うが、搬送による冷却を利用すれ
ば、熱的に最も効率的である。本発明で自動車用エンジ
ンバルブの母材として使用するＦｅ基耐熱鋼は、下記の
合金組成を含有するものである。重量％で、Ｃ：０．２
〜０．６％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１〜１５％、
Ｎｉ：１〜１５％、Ｃr：１５〜２５％、Ｎ：０．２〜
０．６％に加えて、Ｍｏ：３％以下、Ｎｂ：２％以下、
Ｖ：１％以下の１種又は２種以上を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物であるＦｅ基耐熱鋼である。各合
金成分の作用と組成の限定理由は、それぞれ次のとおり
である。
【００１３】Ｃ：０．２〜０．６％ Ｃは、本発明の時効処理時の炭窒化物析出に必須の元素
であり、必要な硬さを得るためには、０．２％以上の添
加が必要である。一方で、０．６％を超えて添加は、熱
間加工性及び常温延性を低下させるために上限とした。
なお、好ましくは、０．４５〜０．６０％である。 Ｎ：０．２〜０．６％ Ｎは、本発明の時効処理時の炭窒化物析出に必須の元素
であり、必要な硬さを得るためには、０．２％以上の添
加が必要である。一方で、０．６％を超えて添加は、溶
解時の操業時間が長くなりコスト高となり、また熱間加
工性及び常温延性を低下させるために上限とした。な
お、好ましくは、０．３〜０．５５％である
であり、必要な硬さを得るためには、０．２％以上の添
加が必要である。一方で、０．６％を超えて添加は、熱
間加工性及び常温延性を低下させるために上限とした。
なお、好ましくは、０．４５〜０．６０％である。 Ｎ：０．２〜０．６％ Ｎは、本発明の時効処理時の炭窒化物析出に必須の元素
であり、必要な硬さを得るためには、０．２％以上の添
加が必要である。一方で、０．６％を超えて添加は、溶
解時の操業時間が長くなりコスト高となり、また熱間加
工性及び常温延性を低下させるために上限とした。な
お、好ましくは、０．３〜０．５５％である
【００１４】Ｓｉ：１．０％以下 Ｓｉは、脱酸剤として作用するが、過度の添加は耐酸化
鉛腐食性及び熱間加工性を劣化させるため、１．０％以
下とした。好ましくは、０．３５％以下である。 Ｍｎ：１〜１５％ Ｍｎは、オーステナイト組織を安定化させる元素であ
り、また、窒素の溶解度を高めるのに有効な元素であ
る。過度の添加は、有害なδフェライトが生成するた
め、１〜１５％とした。好ましくは８〜１０％である。
鉛腐食性及び熱間加工性を劣化させるため、１．０％以
下とした。好ましくは、０．３５％以下である。 Ｍｎ：１〜１５％ Ｍｎは、オーステナイト組織を安定化させる元素であ
り、また、窒素の溶解度を高めるのに有効な元素であ
る。過度の添加は、有害なδフェライトが生成するた
め、１〜１５％とした。好ましくは８〜１０％である。
【００１５】Ｎｉ：１〜１５％ Ｎｉは、オーステナイト組織を安定化させる元素であ
り、耐熱性及び耐食性を向上させる元素でもある。しか
し、過度の添加はコスト高を招くため、１〜１５％とし
た。好ましくは、１．５％〜４．５％である Ｃr：１５〜２５％ Ｃｒは、炭窒化物形成元素であり、時効析出時に析出す
る。また、耐食性及び耐酸化性を向上させる元素であ
る。過度の添加は、σ相を析出し延性を劣化させるた
め、１５〜２５％とした。好ましくは、２０〜２２％で
ある。
り、耐熱性及び耐食性を向上させる元素でもある。しか
し、過度の添加はコスト高を招くため、１〜１５％とし
た。好ましくは、１．５％〜４．５％である Ｃr：１５〜２５％ Ｃｒは、炭窒化物形成元素であり、時効析出時に析出す
る。また、耐食性及び耐酸化性を向上させる元素であ
る。過度の添加は、σ相を析出し延性を劣化させるた
め、１５〜２５％とした。好ましくは、２０〜２２％で
ある。
【００１６】Ｍｏ：３％以下、Ｎｂ：２％以下、Ｖ：１
％以下の１種又は２種以上 Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖは炭窒化物形成元素であり時効硬さを高
める。Ｍｏは固溶強化元素でもあり、また、耐食性向上
元素でもある。しかし過度の添加は有害なσ相を析出さ
せ延性を低下させる。Ｎｂ、Ｖは固溶化熱処理時の結晶
粒粗大化防止にも有効な元素であり、硬さの向上に寄与
するが、上限を超え添加しても効果はない。また、いず
れも高価な元素であることから、上限の範囲にとどめ
た。
％以下の１種又は２種以上 Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖは炭窒化物形成元素であり時効硬さを高
める。Ｍｏは固溶強化元素でもあり、また、耐食性向上
元素でもある。しかし過度の添加は有害なσ相を析出さ
せ延性を低下させる。Ｎｂ、Ｖは固溶化熱処理時の結晶
粒粗大化防止にも有効な元素であり、硬さの向上に寄与
するが、上限を超え添加しても効果はない。また、いず
れも高価な元素であることから、上限の範囲にとどめ
た。
【００１７】（実施例）本発明の実施例を表１の試料Ａ
〜Ｆへ、比較例及び従来例を試料Ｇ〜Ｋに示し、本発明
の特徴を明らかにする。
〜Ｆへ、比較例及び従来例を試料Ｇ〜Ｋに示し、本発明
の特徴を明らかにする。
【表１】 まず、表１に示す鋼種１〜４の化学組成の材料を、高周
波誘導溶解を行い３０ｋｇインゴットを作成した。各イ
ンゴットを鍛造及び圧延しφ１０ｍｍの丸棒を作成し、
１０５０〜１２００℃×３０ｍｉｎ加熱後水冷する固溶
化熱処理を実施した。その後、各丸棒より、径８ｍｍ、
高さ１２ｍｍの円筒圧縮試験片を切り出し、６００〜１
２００℃に加熱しで据込率５０％の圧縮試験を行った。
その際の試験条件は、試験温度まで３０秒で加熱後、１
５秒保持し５０％圧縮後放冷とした。上記固溶化熱処理
した丸棒のミクロ組織を観察し結晶粒度を測定した。ま
た、圧縮加工した試験片を７５０℃２Ｈｒ加熱後空冷の
時効処理し、室温及び７００℃までのビッカース硬さ測
定を行った。また、過時効処理として、７００℃で３〜
１００Ｈｒ加熱後空冷し、室温におけるビッカース硬さ
を測定を行った。
波誘導溶解を行い３０ｋｇインゴットを作成した。各イ
ンゴットを鍛造及び圧延しφ１０ｍｍの丸棒を作成し、
１０５０〜１２００℃×３０ｍｉｎ加熱後水冷する固溶
化熱処理を実施した。その後、各丸棒より、径８ｍｍ、
高さ１２ｍｍの円筒圧縮試験片を切り出し、６００〜１
２００℃に加熱しで据込率５０％の圧縮試験を行った。
その際の試験条件は、試験温度まで３０秒で加熱後、１
５秒保持し５０％圧縮後放冷とした。上記固溶化熱処理
した丸棒のミクロ組織を観察し結晶粒度を測定した。ま
た、圧縮加工した試験片を７５０℃２Ｈｒ加熱後空冷の
時効処理し、室温及び７００℃までのビッカース硬さ測
定を行った。また、過時効処理として、７００℃で３〜
１００Ｈｒ加熱後空冷し、室温におけるビッカース硬さ
を測定を行った。
【００１８】これらの結果を表２、図１、図２、図３、
図４に示す。
図４に示す。
【表２】 表２の結果から、比較例試料Ｋは、固溶化熱処理温度が
１２００℃のため結晶粒度番号は小さくなり結晶粒が粗
大化し鍛造後に肌あれした。また、加工温度が６００℃
の比較例試料Ｉでは鍛造割れが発生した。図１の結果か
ら、加工温度が１０００℃を超えると時効硬さはＨＶ４
００以上を満足できないことがわかる。
１２００℃のため結晶粒度番号は小さくなり結晶粒が粗
大化し鍛造後に肌あれした。また、加工温度が６００℃
の比較例試料Ｉでは鍛造割れが発生した。図１の結果か
ら、加工温度が１０００℃を超えると時効硬さはＨＶ４
００以上を満足できないことがわかる。
【００１９】図２の結果から、実施例の各組成において
も、１０００℃以下での加工においてＨＶ４００以上を
満足できることがわかる。図３の結果から、固溶化温度
が高く加工温度が低いほど室温から７００℃までの高温
硬さが高くなることが分かる。この結果は、本発明の技
術思想を裏付けるものである。図４の結果から、固溶化
温度が高く加工温度が低いほど７００℃過時効後の硬さ
が高く、１００Ｈｒ後においてもＨＶ４００以上を満足
できることが分かる。
も、１０００℃以下での加工においてＨＶ４００以上を
満足できることがわかる。図３の結果から、固溶化温度
が高く加工温度が低いほど室温から７００℃までの高温
硬さが高くなることが分かる。この結果は、本発明の技
術思想を裏付けるものである。図４の結果から、固溶化
温度が高く加工温度が低いほど７００℃過時効後の硬さ
が高く、１００Ｈｒ後においてもＨＶ４００以上を満足
できることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】上記本発明にかかる組成範囲及び自動車
用エンジンバルブの製造方法によれば、フェース部の常
温硬さ並びに７００℃までの硬さを大幅に向上でき、７
００℃に長時間晒されても軟化しにくいため、耐摩耗性
が大きく向上し、高コストであるＮｉ基合金などを使用
せずとも、エンジンバルブの寿命向上や今後の燃焼温度
の高温化に対応できる。また、バルブ鍛造後の固溶化熱
処理を省略できるため、更に低コスト化が可能である。
また、請求項２の構成によれば、一般的に用いられるＦ
ｅ基耐熱鋼で同様の効果があり、より低コスト化が可能
である。
用エンジンバルブの製造方法によれば、フェース部の常
温硬さ並びに７００℃までの硬さを大幅に向上でき、７
００℃に長時間晒されても軟化しにくいため、耐摩耗性
が大きく向上し、高コストであるＮｉ基合金などを使用
せずとも、エンジンバルブの寿命向上や今後の燃焼温度
の高温化に対応できる。また、バルブ鍛造後の固溶化熱
処理を省略できるため、更に低コスト化が可能である。
また、請求項２の構成によれば、一般的に用いられるＦ
ｅ基耐熱鋼で同様の効果があり、より低コスト化が可能
である。
【図１】本発明の実施例におけるＦｅ基耐熱鋼の固溶化
熱処理温度、加工温度と時効処理後の常温ビッカース硬
さの関係を示す線図
熱処理温度、加工温度と時効処理後の常温ビッカース硬
さの関係を示す線図
【図２】本発明の実施例における各種Ｆｅ基耐熱鋼の加
工温度と時効処理後の常温ビッカース硬さの関係を示す
線図
工温度と時効処理後の常温ビッカース硬さの関係を示す
線図
【図３】本発明の実施例におけるＦｅ基耐熱鋼の固溶化
熱処理温度、加工温度と時効処理後の高温ビッカース硬
さの関係を示す線図
熱処理温度、加工温度と時効処理後の高温ビッカース硬
さの関係を示す線図
【図４】本発明の実施例におけるＦｅ基耐熱鋼の固溶化
熱処理温度、加工温度と７００℃過時効処理後の常温ビ
ッカース硬さの関係を示す線図
熱処理温度、加工温度と７００℃過時効処理後の常温ビ
ッカース硬さの関係を示す線図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58
Claims (2)
- 【請求項１】Ｆｅ基耐熱鋼として、重量％で、Ｃ：０．
２〜０．６％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１〜１５
％、Ｎｉ：１〜１５％、Ｃr：１５〜２５％、Ｎ：０．
２〜０．６％に加えて、Ｍｏ：３％以下、Ｎｂ：２％以
下、Ｖ：１％以下の１種又は２種以上を含有し、残部が
Ｆｅ及び不可避不純物であるＦｅ基耐熱鋼からなる母材
を、１１００〜１１８０℃で固溶化熱処理を施し、自動
車用エンジン吸排気バルブ形状の少なくとも傘部成形を
７００〜１０００℃で鍛造し、時効処理を施してバルブ
フェース部の硬さをＨＶ４００以上に高めることを特徴
とした自動車用エンジンバルブの製造方法 - 【請求項２】Ｆｅ基耐熱鋼として、重量％で、Ｃ：０．
４５〜０．６％、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｍｎ：８〜１
０％、Ｎｉ：１．５〜４．５％、Ｃr：２０〜２２％、
Ｎ：０．２〜０．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避
不純物であるＦｅ基耐熱鋼からなる母材を、１１００〜
１１８０℃で固溶化熱処理を施し、自動車用エンジン吸
排気バルブ形状の少なくとも傘部成形を７００〜１００
０℃で鍛造し、時効処理を施してバルブフェース部の硬
さをＨＶ４００以上に高めることを特徴とした自動車用
エンジンバルブの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000140992A JP2001323323A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 自動車用エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000140992A JP2001323323A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 自動車用エンジンバルブの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001323323A true JP2001323323A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18648182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000140992A Pending JP2001323323A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 自動車用エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001323323A (ja) |
Cited By (11)
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-
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- 2000-05-12 JP JP2000140992A patent/JP2001323323A/ja active Pending
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| CN110947972B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-04-15 | 广东省科学院新材料研究所 | 一种随形水冷注塑模具钢件及其制备方法 |
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