JP2002030399A - 内燃機関用バルブシート - Google Patents
内燃機関用バルブシートInfo
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブシートとバルブフェースとの双方の耐
久性を向上させることができるバルブシートを提供す
る。 【解決手段】 鉄基合金と微細硬質粒子とを焼結した焼
結合金よりなるバルブシートを前提とする。そして、微
細硬質粒子を、そのビッカース硬さと面積率との積が２
００〜２５０の範囲となるように鉄基合金に対し添加す
る。バルブシートおよびバルブフェースの摩耗比率の特
性が互いに略一致するポイント（交差点）での微細硬質
粒子のビッカース硬さと面積率との積（＝２５０ＨＶ
Ａ）を基準とし、その基準点から、微細硬質粒子のビッ
カース硬さと面積率との積（＝２００ＨＶＡ）までの範
囲を許容値とし、例えば１４重量％のＦｅ−Ｍｏ系合金
粒子と、９重量％のＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子とを微
細硬質粒子としてそれぞれ添加する。
久性を向上させることができるバルブシートを提供す
る。 【解決手段】 鉄基合金と微細硬質粒子とを焼結した焼
結合金よりなるバルブシートを前提とする。そして、微
細硬質粒子を、そのビッカース硬さと面積率との積が２
００〜２５０の範囲となるように鉄基合金に対し添加す
る。バルブシートおよびバルブフェースの摩耗比率の特
性が互いに略一致するポイント（交差点）での微細硬質
粒子のビッカース硬さと面積率との積（＝２５０ＨＶ
Ａ）を基準とし、その基準点から、微細硬質粒子のビッ
カース硬さと面積率との積（＝２００ＨＶＡ）までの範
囲を許容値とし、例えば１４重量％のＦｅ−Ｍｏ系合金
粒子と、９重量％のＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子とを微
細硬質粒子としてそれぞれ添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄基合金と微細硬
質粒子とを焼結した焼結合金よりなる内燃機関用バルブ
シートに関し、特に、バルブシートとバルブとの双方の
耐久性を向上させる対策に係わる。
質粒子とを焼結した焼結合金よりなる内燃機関用バルブ
シートに関し、特に、バルブシートとバルブとの双方の
耐久性を向上させる対策に係わる。
【０００２】
【従来の技術】一般に、中大型ディーゼル機関などに適
用される内燃機関用バルブシートとしては、ステライト
肉盛り材が適用されている。
用される内燃機関用バルブシートとしては、ステライト
肉盛り材が適用されている。
【０００３】そして、ステライト肉盛り材の耐摩耗性
は、弁腕室内に注入されている潤滑油がディーゼル機関
の運転中にバルブステムとバルブガイドとの間の隙間を
介してバルブフェース面に落ちてくる所謂オイルダウン
の量に依存し、無潤滑化するに従い摩耗量が急増する傾
向にある。また、近年の高過給化などによる高出力化に
よって給気圧力が増大すると、オイルダウン量が自ずと
減少することになり、それに伴って、ステライト肉盛り
材は凝着剥離による摩耗の進行が進みやすい傾向とな
る。
は、弁腕室内に注入されている潤滑油がディーゼル機関
の運転中にバルブステムとバルブガイドとの間の隙間を
介してバルブフェース面に落ちてくる所謂オイルダウン
の量に依存し、無潤滑化するに従い摩耗量が急増する傾
向にある。また、近年の高過給化などによる高出力化に
よって給気圧力が増大すると、オイルダウン量が自ずと
減少することになり、それに伴って、ステライト肉盛り
材は凝着剥離による摩耗の進行が進みやすい傾向とな
る。
【０００４】一方、小型ディーゼル機関やガソリン機関
などの内燃機関用バルブシートにあっては、鉄基合金と
微細硬質粒子とを焼結した焼結合金が適用されており、
自身の硬度によって、オイルダウン量に依存することな
く耐摩耗性が十分に確保されるようにしている。
などの内燃機関用バルブシートにあっては、鉄基合金と
微細硬質粒子とを焼結した焼結合金が適用されており、
自身の硬度によって、オイルダウン量に依存することな
く耐摩耗性が十分に確保されるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近来、焼結
合金よりなる内燃機関用バルブシートを、中大型ディー
ゼル機関などにも適用したいという要求がある。その場
合、中大型ディーゼル機関は、年間運転時間の長い陸用
発電機や船舶用補機として用いられるため、このような
重負荷のディーゼル機関に焼結合金よりなる内燃機関用
バルブシートを用いるには耐摩耗性の点で疑問が残る。
合金よりなる内燃機関用バルブシートを、中大型ディー
ゼル機関などにも適用したいという要求がある。その場
合、中大型ディーゼル機関は、年間運転時間の長い陸用
発電機や船舶用補機として用いられるため、このような
重負荷のディーゼル機関に焼結合金よりなる内燃機関用
バルブシートを用いるには耐摩耗性の点で疑問が残る。
【０００６】そこで、焼結合金を適用した内燃機関用バ
ルブシートにおいて、微細硬質粒子の添加量を増加させ
ることが考えられる。しかしながら、微細硬質粒子の添
加量を増加させるに従い、バルブシート自身の摩耗量が
減少するものの、その反面、相手材となるバルブフェー
ス面に対するバルブシートの攻撃性が強くなり、バルブ
フェース面の摩耗量が増加するといった相反関係が存在
することになる。このため、焼結合金を適用した内燃機
関用バルブシートにあっては、微細硬質粒子の添加量を
単純に増加させるだけでは、バルブシートとバルブフェ
ースとの双方の耐久性を向上させることができない。
ルブシートにおいて、微細硬質粒子の添加量を増加させ
ることが考えられる。しかしながら、微細硬質粒子の添
加量を増加させるに従い、バルブシート自身の摩耗量が
減少するものの、その反面、相手材となるバルブフェー
ス面に対するバルブシートの攻撃性が強くなり、バルブ
フェース面の摩耗量が増加するといった相反関係が存在
することになる。このため、焼結合金を適用した内燃機
関用バルブシートにあっては、微細硬質粒子の添加量を
単純に増加させるだけでは、バルブシートとバルブフェ
ースとの双方の耐久性を向上させることができない。
【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、バルブシートとバルブ
フェースとの双方の耐久性を向上させることができる内
燃機関用バルブシートを提供することにある。
あり、その目的とするところは、バルブシートとバルブ
フェースとの双方の耐久性を向上させることができる内
燃機関用バルブシートを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係わる発明が講じた解決手段は、鉄基合
金と微細硬質粒子とを焼結した焼結合金よりなる内燃機
関用バルブシートを前提とする。そして、上記微細硬質
粒子を、そのビッカース硬さと鉄基合金に対する面積率
との積が２００〜２５０の範囲となるように鉄基合金に
対し添加する構成としたものである。
に、請求項１に係わる発明が講じた解決手段は、鉄基合
金と微細硬質粒子とを焼結した焼結合金よりなる内燃機
関用バルブシートを前提とする。そして、上記微細硬質
粒子を、そのビッカース硬さと鉄基合金に対する面積率
との積が２００〜２５０の範囲となるように鉄基合金に
対し添加する構成としたものである。
【０００９】この特定事項の根拠として、図１に示すよ
うに、微細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積
（ＨＶＡ値）に対するバルブシートおよびバルブフェー
スの摩耗比率（ステライトでの摩耗量を１とする。以下
ＳＴＬ＝１で示す）の関係から、バルブシート側では微
細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積が大きくな
るに従い摩耗比率が低下するのに対し、バルブフェース
側では微細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積が
大きくなるに従い摩耗比率が高くなることが判明してい
る。このことから、バルブシートの微細硬質粒子のビッ
カース硬さと面積率との積に対するバルブシートおよび
バルブフェースの摩耗比率の特性が互いに略一致するポ
イント（交差点）での微細硬質粒子のビッカース硬さと
面積率との積（＝２５０ＨＶＡ）を基準とし、バルブフ
ェースに対するバルブシートの攻撃性を考慮して、上記
基準点から、バルブシートの摩耗比率が若干高くなる、
微細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積（＝２０
０ＨＶＡ）までの範囲を許容値とし、バルブシートの微
細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積が上記許容
値（２００〜２５０ＨＶＡ値）内となるように、微細硬
質粒子を添加すればよいことになる。
うに、微細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積
（ＨＶＡ値）に対するバルブシートおよびバルブフェー
スの摩耗比率（ステライトでの摩耗量を１とする。以下
ＳＴＬ＝１で示す）の関係から、バルブシート側では微
細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積が大きくな
るに従い摩耗比率が低下するのに対し、バルブフェース
側では微細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積が
大きくなるに従い摩耗比率が高くなることが判明してい
る。このことから、バルブシートの微細硬質粒子のビッ
カース硬さと面積率との積に対するバルブシートおよび
バルブフェースの摩耗比率の特性が互いに略一致するポ
イント（交差点）での微細硬質粒子のビッカース硬さと
面積率との積（＝２５０ＨＶＡ）を基準とし、バルブフ
ェースに対するバルブシートの攻撃性を考慮して、上記
基準点から、バルブシートの摩耗比率が若干高くなる、
微細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積（＝２０
０ＨＶＡ）までの範囲を許容値とし、バルブシートの微
細硬質粒子のビッカース硬さと面積率との積が上記許容
値（２００〜２５０ＨＶＡ値）内となるように、微細硬
質粒子を添加すればよいことになる。
【００１０】これにより、バルブシートおよびバルブフ
ェースの摩耗量を減少させる上で、微細硬質粒子の添加
量が最適な範囲に規定されることになり、バルブシート
とバルブフェースとの双方の耐久性を向上させることが
可能となる。
ェースの摩耗量を減少させる上で、微細硬質粒子の添加
量が最適な範囲に規定されることになり、バルブシート
とバルブフェースとの双方の耐久性を向上させることが
可能となる。
【００１１】ここで、請求項２のもののように、微細硬
質粒子として少なくともＦｅ−Ｍｏ系合金を適用した場
合には、鉄基合金に対する微細硬質粒子（Ｆｅ−Ｍｏ系
合金）の拡散性が高められ、鉄基合金に対する微細硬質
粒子の密着性が確保される。これにより、バルブシート
の摩耗に伴って微細硬質粒子が脱落することがなく、バ
ルブシートの異常摩耗を防止することが可能となる。
質粒子として少なくともＦｅ−Ｍｏ系合金を適用した場
合には、鉄基合金に対する微細硬質粒子（Ｆｅ−Ｍｏ系
合金）の拡散性が高められ、鉄基合金に対する微細硬質
粒子の密着性が確保される。これにより、バルブシート
の摩耗に伴って微細硬質粒子が脱落することがなく、バ
ルブシートの異常摩耗を防止することが可能となる。
【００１２】これに対し、請求項３のもののように、微
細硬質粒子として少なくともＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金を
適用した場合には、鉄基合金に対する微細硬質粒子（Ｃ
ｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金）の拡散性がさらに高められ、鉄
基合金に対する微細硬質粒子の密着性がより確保される
ことによって、バルブシートの摩耗に伴う微細硬質粒子
の脱落性が低減されることになり、バルブシートの異常
摩耗を効果的に防止することが可能となる。
細硬質粒子として少なくともＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金を
適用した場合には、鉄基合金に対する微細硬質粒子（Ｃ
ｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金）の拡散性がさらに高められ、鉄
基合金に対する微細硬質粒子の密着性がより確保される
ことによって、バルブシートの摩耗に伴う微細硬質粒子
の脱落性が低減されることになり、バルブシートの異常
摩耗を効果的に防止することが可能となる。
【００１３】しかも、微細硬質粒子としてのＣｏ−Ｍｏ
−Ｃｒ系合金は、Ｆｅ−Ｍｏ系合金よりも硬度（ビッカ
ース硬さ）が小さいので、鉄基合金との硬度差が小さく
抑えられることになる。このため、微細硬質粒子と鉄基
合金との硬度差が大きい場合に起こりがちなバルブシー
トの割れを効果的に防止することが可能となる。
−Ｃｒ系合金は、Ｆｅ−Ｍｏ系合金よりも硬度（ビッカ
ース硬さ）が小さいので、鉄基合金との硬度差が小さく
抑えられることになる。このため、微細硬質粒子と鉄基
合金との硬度差が大きい場合に起こりがちなバルブシー
トの割れを効果的に防止することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１５】＜第１の実施の形態＞図２は本発明の第１
の実施形態に係わる内燃機関用バルブシートを用いたＯ
ＨＶ（オーバー・ヘッド・バルブ）方式のエンジンの吸
気系を示している。
の実施形態に係わる内燃機関用バルブシートを用いたＯ
ＨＶ（オーバー・ヘッド・バルブ）方式のエンジンの吸
気系を示している。
【００１６】図２において、エンジン１は、図示しない
シリンダブロックの上側にシリンダヘッド１１を備え、
このシリンダヘッド１１には燃焼室（図示せず）に対し
吸気ポート１２を介して開口する吸気通路１３が設けら
れている。また、シリンダヘッド１１には、吸気ポート
１２を開閉する吸気バルブ１４がバルブステム１５を介
して上下方向に摺動自在に支持されている。吸気ポート
１２には内燃機関用バルブシートとしてのリング状のバ
ルブシート１６が取り付けられ、このバルブシート１６
に対し吸気バルブ１４のバルブフェース１４ａが着座し
て吸気ポート１２を閉塞するようになされている。シリ
ンダヘッド１１の上端には、ロッカシャフト１７を介し
てロッカアーム１８の長手方向略中央部が回動自在に支
持されている。そして、吸気バルブ１４の上端はロッカ
アーム１８の一端（図２では右端）に当接しており、バ
ルブスプリング１９によって閉弁方向（閉塞方向）に付
勢された吸気バルブ１４を、上端がロッカアーム１８の
他端（図２では左端）に当接しかつ下端がカム２０に対
し摺接するプッシュロッド２１によって、ロッカアーム
１８を介して開弁（開放）させるようになされている。
シリンダブロックの上側にシリンダヘッド１１を備え、
このシリンダヘッド１１には燃焼室（図示せず）に対し
吸気ポート１２を介して開口する吸気通路１３が設けら
れている。また、シリンダヘッド１１には、吸気ポート
１２を開閉する吸気バルブ１４がバルブステム１５を介
して上下方向に摺動自在に支持されている。吸気ポート
１２には内燃機関用バルブシートとしてのリング状のバ
ルブシート１６が取り付けられ、このバルブシート１６
に対し吸気バルブ１４のバルブフェース１４ａが着座し
て吸気ポート１２を閉塞するようになされている。シリ
ンダヘッド１１の上端には、ロッカシャフト１７を介し
てロッカアーム１８の長手方向略中央部が回動自在に支
持されている。そして、吸気バルブ１４の上端はロッカ
アーム１８の一端（図２では右端）に当接しており、バ
ルブスプリング１９によって閉弁方向（閉塞方向）に付
勢された吸気バルブ１４を、上端がロッカアーム１８の
他端（図２では左端）に当接しかつ下端がカム２０に対
し摺接するプッシュロッド２１によって、ロッカアーム
１８を介して開弁（開放）させるようになされている。
【００１７】上記バルブシート１６は、鉄基合金と微細
硬質粒子とを焼結した焼結合金よりなり、微細硬質粒子
としてＦｅ−Ｍｏ系合金とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金とが
適用されている。
硬質粒子とを焼結した焼結合金よりなり、微細硬質粒子
としてＦｅ−Ｍｏ系合金とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金とが
適用されている。
【００１８】ここで、鉄基合金に対する微細硬質粒子
（Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金
粒子）の添加量について説明する。この場合、Ｆｅ−Ｍ
ｏ系合金粒子単体でのビッカース硬さは１３００ＨＶで
あり、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子単体でのビッカース
硬さは７００ＨＶであるものとする。そして、図５で示
されるような面積率と添加量との関係に各々のビッカー
ス硬さを適用すると、図３のようなビッカース硬さ×面
積率と添加量の関係が定まる。
（Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金
粒子）の添加量について説明する。この場合、Ｆｅ−Ｍ
ｏ系合金粒子単体でのビッカース硬さは１３００ＨＶで
あり、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子単体でのビッカース
硬さは７００ＨＶであるものとする。そして、図５で示
されるような面積率と添加量との関係に各々のビッカー
ス硬さを適用すると、図３のようなビッカース硬さ×面
積率と添加量の関係が定まる。
【００１９】図１に示すように、微細硬質粒子のビッカ
ース硬さと面積率との積（ＨＶＡ値）に対するバルブシ
ート１６およびバルブフェース１４ａの摩耗比率（ＳＴ
Ｌ＝１）の関係から、バルブシート１６側では微細硬質
粒子のビッカース硬さと鉄基合金に対する面積率との積
が大きくなるに従い摩耗比率が低下するのに対し、バル
ブフェース１４ａ側では微細硬質粒子のビッカース硬さ
と鉄基合金に対する面積率との積が大きくなるに従い摩
耗比率が高くなることから、バルブシート１６およびバ
ルブフェース１４ａの摩耗比率の特性が互いに略一致す
るポイント（交差点）での微細硬質粒子のビッカース硬
さと面積率との積（＝２５０ＨＶＡ）を基準とし、バル
ブフェース１４ａに対するバルブシート１６の攻撃性を
考慮して、上記基準点から、バルブシート１６の摩耗比
率が若干高くなる、微細硬質粒子のビッカース硬さと面
積率との積（＝２００ＨＶＡ）までの範囲を許容値と
し、バルブシート１６の微細硬質粒子のビッカース硬さ
と面積率との積が上記許容値（２００〜２５０ＨＶＡ
値）内となるように、Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ
−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子を添加すればよい。
ース硬さと面積率との積（ＨＶＡ値）に対するバルブシ
ート１６およびバルブフェース１４ａの摩耗比率（ＳＴ
Ｌ＝１）の関係から、バルブシート１６側では微細硬質
粒子のビッカース硬さと鉄基合金に対する面積率との積
が大きくなるに従い摩耗比率が低下するのに対し、バル
ブフェース１４ａ側では微細硬質粒子のビッカース硬さ
と鉄基合金に対する面積率との積が大きくなるに従い摩
耗比率が高くなることから、バルブシート１６およびバ
ルブフェース１４ａの摩耗比率の特性が互いに略一致す
るポイント（交差点）での微細硬質粒子のビッカース硬
さと面積率との積（＝２５０ＨＶＡ）を基準とし、バル
ブフェース１４ａに対するバルブシート１６の攻撃性を
考慮して、上記基準点から、バルブシート１６の摩耗比
率が若干高くなる、微細硬質粒子のビッカース硬さと面
積率との積（＝２００ＨＶＡ）までの範囲を許容値と
し、バルブシート１６の微細硬質粒子のビッカース硬さ
と面積率との積が上記許容値（２００〜２５０ＨＶＡ
値）内となるように、Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ
−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子を添加すればよい。
【００２０】具体的には、図３で表されるような関係を
利用して、ビッカース硬さと面積率との積の許容値（２
００〜２５０ＨＶＡ値）内となるように、Ｆｅ−Ｍｏ系
合金粒子とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子の添加量（重量
％）の和を２０〜２５重量％に設定する。例えば、Ｆｅ
−Ｍｏ系合金粒子を１４重量％、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合
金粒子を９重量％添加すればよい。このとき、Ｆｅ−Ｍ
ｏ系合金粒子とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子の混合粉末
によるビッカース硬さと面積率との積は、両者の添加量
の和が２３重量％となるので、２３０ＨＶＡ値となる。
利用して、ビッカース硬さと面積率との積の許容値（２
００〜２５０ＨＶＡ値）内となるように、Ｆｅ−Ｍｏ系
合金粒子とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子の添加量（重量
％）の和を２０〜２５重量％に設定する。例えば、Ｆｅ
−Ｍｏ系合金粒子を１４重量％、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合
金粒子を９重量％添加すればよい。このとき、Ｆｅ−Ｍ
ｏ系合金粒子とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子の混合粉末
によるビッカース硬さと面積率との積は、両者の添加量
の和が２３重量％となるので、２３０ＨＶＡ値となる。
【００２１】このように、Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子および
Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子のビッカース硬さと面積率
との積が２３０ＨＶＡ値となるバルブシート１６並びに
バルブフェース１４ａは、従来のステライト肉盛り材よ
りなるバルブシートおよびバルブフェースのものと比べ
た場合、図４に示すように、経時的な所定の条件下での
摩耗率に顕著な差が生じていることが判る。
Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子のビッカース硬さと面積率
との積が２３０ＨＶＡ値となるバルブシート１６並びに
バルブフェース１４ａは、従来のステライト肉盛り材よ
りなるバルブシートおよびバルブフェースのものと比べ
た場合、図４に示すように、経時的な所定の条件下での
摩耗率に顕著な差が生じていることが判る。
【００２２】これにより、バルブシート１６の摩耗に伴
って微細硬質粒子（Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ−
Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子）が脱落することがなく、バルブ
シート１６の異常摩耗を防止することができる。
って微細硬質粒子（Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ−
Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子）が脱落することがなく、バルブ
シート１６の異常摩耗を防止することができる。
【００２３】また、バルブシート１６およびバルブフェ
ース１４ａの摩耗量を減少させる上で、Ｆｅ−Ｍｏ系合
金粒子およびＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子の添加量が最
適な範囲に規定されることになり、バルブシート１６と
バルブフェース１４ａとの双方の耐久性を向上させるこ
とができる。
ース１４ａの摩耗量を減少させる上で、Ｆｅ−Ｍｏ系合
金粒子およびＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子の添加量が最
適な範囲に規定されることになり、バルブシート１６と
バルブフェース１４ａとの双方の耐久性を向上させるこ
とができる。
【００２４】そして、本発明で採用しているＦｅ−Ｍｏ
系合金粒子やＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子は、焼結過程
で鉄基合金との成分拡散が生じやすいため、一般的にセ
ラミックスに代表されるようなＴｉＮ，Ａｌ2Ｏ3などの
非金属粒子を硬質粒子として添加した場合と比較する
と、鉄基合金と硬質粒子との結合力が強く、硬質粒子の
脱落が生じにくい。
系合金粒子やＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子は、焼結過程
で鉄基合金との成分拡散が生じやすいため、一般的にセ
ラミックスに代表されるようなＴｉＮ，Ａｌ2Ｏ3などの
非金属粒子を硬質粒子として添加した場合と比較する
と、鉄基合金と硬質粒子との結合力が強く、硬質粒子の
脱落が生じにくい。
【００２５】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００２６】本形態では、バルブシートを、鉄基合金と
微細硬質粒子としてのＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子のみ
を焼結した焼結合金により成形している。
微細硬質粒子としてのＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子のみ
を焼結した焼結合金により成形している。
【００２７】つまり、図３に示すように、Ｃｏ−Ｍｏ−
Ｃｒ系合金粒子のビッカース硬さと面積率との積の許容
値（２００〜２５０ＨＶＡ値）内となるように、Ｃｏ−
Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子を２３重量％添加すればよい。こ
のとき、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子のビッカース硬さ
と面積率との積は２３０ＨＶＡ値となる。
Ｃｒ系合金粒子のビッカース硬さと面積率との積の許容
値（２００〜２５０ＨＶＡ値）内となるように、Ｃｏ−
Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子を２３重量％添加すればよい。こ
のとき、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子のビッカース硬さ
と面積率との積は２３０ＨＶＡ値となる。
【００２８】このように、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金粒子
のビッカース硬さと面積率との積が２３０ＨＶＡ値とな
るバルブシート並びにバルブフェースは、従来のステラ
イト肉盛り材よりなるバルブシートおよびバルブフェー
スのものと比べた場合、図４に示すように、経時的な所
定の条件下での摩耗率に顕著な差が生ずることが分か
る。
のビッカース硬さと面積率との積が２３０ＨＶＡ値とな
るバルブシート並びにバルブフェースは、従来のステラ
イト肉盛り材よりなるバルブシートおよびバルブフェー
スのものと比べた場合、図４に示すように、経時的な所
定の条件下での摩耗率に顕著な差が生ずることが分か
る。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１におけ
る内燃機関用バルブシートによれば、微細硬質粒子を、
そのビッカース硬さと面積率との積が２００〜２５０の
範囲となるように鉄基合金に対し添加することで、微細
硬質粒子の添加量が最適な範囲に規定されることにな
り、バルブシートとバルブフェースとの双方の耐久性を
向上させることができる。
る内燃機関用バルブシートによれば、微細硬質粒子を、
そのビッカース硬さと面積率との積が２００〜２５０の
範囲となるように鉄基合金に対し添加することで、微細
硬質粒子の添加量が最適な範囲に規定されることにな
り、バルブシートとバルブフェースとの双方の耐久性を
向上させることができる。
【００３０】本発明の請求項２における内燃機関用バル
ブシートによれば、微細硬質粒子として少なくともＦｅ
−Ｍｏ系合金を適用することで、鉄基合金に対する微細
硬質粒子の拡散性を高めて密着性を確保し、バルブシー
トの摩耗に伴う微細硬質粒子の脱落をなくして、バルブ
シートの異常摩耗を防止することができる。
ブシートによれば、微細硬質粒子として少なくともＦｅ
−Ｍｏ系合金を適用することで、鉄基合金に対する微細
硬質粒子の拡散性を高めて密着性を確保し、バルブシー
トの摩耗に伴う微細硬質粒子の脱落をなくして、バルブ
シートの異常摩耗を防止することができる。
【００３１】さらに、本発明の請求項２における内燃機
関用バルブシートによれば、微細硬質粒子として少なく
ともＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金を適用することで、鉄基合
金に対する微細硬質粒子の拡散性を高めて密着性をより
確保し、バルブシートの摩耗に伴う微細硬質粒子の脱落
性を低減させて、バルブシートの異常摩耗を効果的に防
止することができる。
関用バルブシートによれば、微細硬質粒子として少なく
ともＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金を適用することで、鉄基合
金に対する微細硬質粒子の拡散性を高めて密着性をより
確保し、バルブシートの摩耗に伴う微細硬質粒子の脱落
性を低減させて、バルブシートの異常摩耗を効果的に防
止することができる。
【図１】本発明の実施形態に係わるビッカース硬さと面
積率との積に対するバルブシートおよびバルブフェース
の摩耗比率の関係を示す特性図である。
積率との積に対するバルブシートおよびバルブフェース
の摩耗比率の関係を示す特性図である。
【図２】バルブシートを用いたエンジンの吸気系付近の
断面図である。
断面図である。
【図３】Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ
系合金粒子の添加量に対するビッカース硬さと面積率と
の積の特性を示す特性図である。
系合金粒子の添加量に対するビッカース硬さと面積率と
の積の特性を示す特性図である。
【図４】バルブシートおよびバルブフェースの経時的な
所定の条件下での摩耗率の特性を示す特性図である。
所定の条件下での摩耗率の特性を示す特性図である。
【図５】Ｆｅ−Ｍｏ系合金粒子およびＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ
系合金粒子の添加量に対する面積率の特性を示す特性図
である。
系合金粒子の添加量に対する面積率の特性を示す特性図
である。
１６ バルブシート（内燃機関用バルブシー
ト）
ト）
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｌ (72)発明者 本咲 利幸 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマーディ ーゼル株式会社内 (72)発明者 篠原 吉彦 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマーディ ーゼル株式会社内 Ｆターム(参考） 3G024 AA06 AA14 AA15 FA04 FA06 GA08 HA02 HA08 4K018 AA34 KA10 KA62
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄基合金と微細硬質粒子とを焼結した焼
結合金よりなる内燃機関用バルブシートであって、 上記微細硬質粒子は、そのビッカース硬さと鉄基合金に
対する面積率との積が２００〜２５０の範囲となるよう
に鉄基合金に対し添加されていることを特徴とする内燃
機関用バルブシート。 - 【請求項２】 上記請求項１に記載の内燃機関用バルブ
シートであって、 微細硬質粒子としては、少なくともＦｅ−Ｍｏ系合金が
適用されていることを特徴とする内燃機関用バルブシー
ト。 - 【請求項３】 上記請求項１に記載の内燃機関用バルブ
シートであって、 微細硬質粒子としては、少なくともＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ系
合金が適用されていることを特徴とする内燃機関用バル
ブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214239A JP2002030399A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 内燃機関用バルブシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214239A JP2002030399A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 内燃機関用バルブシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002030399A true JP2002030399A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18709852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000214239A Pending JP2002030399A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 内燃機関用バルブシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002030399A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007061892A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Yanmar Co Ltd | 鋳鉄の鋳造方法及びその方法を使用した内燃機関用シリンダヘッドの製造方法 |
-
2000
- 2000-07-14 JP JP2000214239A patent/JP2002030399A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007061892A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Yanmar Co Ltd | 鋳鉄の鋳造方法及びその方法を使用した内燃機関用シリンダヘッドの製造方法 |
| JP4646227B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2011-03-09 | ヤンマー株式会社 | 鋳鉄の鋳造方法及びその方法を使用した内燃機関用シリンダヘッドの製造方法 |
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|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060627 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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