JP2011179375A - 耐熱性に優れたチタン合金製自動車用エンジンバルブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、Al:5.5%以上6.5%未満、Sn:1.5%以上5.0%未満、Zr:4.6%以上6.0%未満、Mo:0.3%以上0.5%未満、Si:0.35%以上0.60%未満、O:0.05%以上0.14%未満、Fe+Ni+Cr:0.07%未満、残部チタンおよび不可避的不純物からなるチタン合金製自動車用エンジンバルブである。このような成分を具備することにより、従来のエンジンバルブを上回る耐クリープ性および高温疲労強度に加えて、高温暴露後の室温延性や耐衝撃性に優れており、従来より高温かつ長期間の使用に耐えることが可能となる。
【選択図】図1
Description
(1)質量%で、Al:5.5%以上6.5%未満、Sn:1.5%以上5.0%未満、Zr:4.6%以上6.0%未満、Mo:0.3%以上0.5%未満、Si:0.35%以上0.60%未満、O:0.05%以上0.14%未満、Fe+Ni+Cr:0.07%未満、残部チタンおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、耐熱性に優れたチタン合金製自動車用エンジンバルブ。
(2)表面から5〜40μmの厚みでビッカース硬さHvが500以上の酸化硬化層が、前記エンジンバルブの表面の少なくとも摺動面の一部又は全部に形成されていることを特徴とする、上記(1)に記載のチタン合金製自動車用エンジンバルブ。
(3)表面の少なくとも摺動面の一部又は全部が、厚み1〜10μmの硬質皮膜により被覆されていることを特徴とする、上記(1)または(2)に記載のチタン合金製自動車用エンジンバルブ。
表1に示す成分のチタン合金を真空アーク溶解法により製造し、約10kgの鋳塊とした。これら鋳塊をそれぞれ鍛造、切削して得た直径15mmの線材を素材とした。本発明範囲から外れる数値にアンダーラインを付している。
硬質皮膜による酸化抑制効果について記載する。表1のNo.3に記載した素材を用い、実施例1に記載の方法にて製造された排気エンジンバルブの試験前の断面硬度は330HVであった。850℃の大気中に5時間暴露した場合、表面に断面硬度がCrN皮膜を形成しない場合、断面の硬度が500Hv以上となる深さは表層から最大40μmであった。しかし、5μm厚さのCrN皮膜を形成した場合には、500HV以上の硬化層の形成は確認されず、酸化抑制に寄与することが示された。
表2に、本発明の自動車用エンジンバルブの耐磨耗試験の結果を示す。
2 軸部
3 首部
4 傘部
5 フェース面
Claims (3)
- 質量%で、Al:5.5%以上6.5%未満、Sn:1.5%以上5.0%未満、Zr:4.6%以上6.0%未満、Mo:0.3%以上0.5%未満、Si:0.35%以上0.60%未満、O:0.05%以上0.14%未満、Fe+Ni+Cr:0.07%未満、残部チタンおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、耐熱性に優れたチタン合金製自動車用エンジンバルブ。
- 表面から5〜40μmの厚みでビッカース硬さHvが500以上の酸化硬化層が、前記エンジンバルブの表面の少なくとも摺動面の一部又は全部に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のチタン合金製自動車用エンジンバルブ。
- 表面の少なくとも摺動面の一部又は全部が、厚み1〜10μmの硬質皮膜により被覆されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のチタン合金製自動車用エンジンバルブ。
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