JP2643739B2 - 内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシート - Google Patents
内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシートInfo
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- Japan
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- alloy
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- based sintered
- valve seat
- sintered alloy
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
- F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
用でもすぐれた耐摩耗性を発揮する内燃機関用鉄系焼結
合金製2層バルブシートに関するものである。
関のバルブシートとして、数多くの鉄系焼結合金が適用
されている。
機関の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるバルブシートの使用環境も一
段と苛酷さを増す状況にあり、これに対応するためより
一層耐摩耗性にすぐれたバルブシートの開発が強く望ま
れている。
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれたバルブシー
トを開発すべく研究を行なった結果、バルブシートを、
Fe基焼結合金のバルブ当接層と、これと一体焼結結合
されたFe基焼結合金のバックアップ層の2層構造とす
ると共に、上記バルブ当接層を、重量%で、 マイクロビッカース硬さ(MHv):700〜1800
を有するFe−Cr−W−Co系合金の耐摩耗性分散
相:5〜20%、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の耐酸化性分散相:2〜15%、 MHv:100〜400を有するFe−Co系合金の素
地:残り、 からなる割合の3相組織を有するFe基焼結合金で構成
し、かつ上記バックアップ層を、MHv:100〜30
0を有するFe基焼結合金で構成すると、この結果の鉄
系焼結合金製2層バルブシートは、苛酷な条件下での実
用に際して、すぐれた耐摩耗性を発揮するという研究結
果を得たのである。
なされたものであって、Fe基焼結合金のバルブ当接層
と、これと一体焼結結合されたFe基焼結合金のバック
アップ層の2層構造を有すると共に、上記バルブ当接層
を、重量%で、 MHv:700〜1800を有するFe−Cr−W−C
o系合金の耐摩耗性分散相:5〜20%、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の耐酸化性分散相:2〜15%、 MHv:100〜400を有するFe−Co系合金の素
地:残り、 からなる割合の3相組織を有するFe基焼結合金で構成
し、かつ上記バックアップ層を、MHv:100〜30
0を有するFe基焼結合金で構成してなる、耐摩耗性の
すぐれた内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシートに
特徴を有するものである。
て、上記バルブ当接層を構成するFe基焼結合金の耐摩
耗性分散相は、重量%で、Cr:25〜45%、
W:20〜30%、Co:20〜30%、 Nb:
0.2〜2%、C:1〜3%、を含有し、残りがFeと
不可避不純物からなる組成を有するFe−Cr−W−C
o系合金、同じく耐酸化性分散相は、Cr:25〜32
%、 Mo:7〜10%、Si:1.5〜3.5%、
を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組成を有
するCo−Cr−Mo系合金、同じく素地は、Co:2
〜10%、 Ni:0.5〜4%、Mo:0.5〜
3%、 C:0.5〜1.5%、を含有し、さらに
必要に応じて、Cr:0.5〜5%、 Nb:0.1
〜2%、Mn:0.1〜1%、を含有し、残りがFeと
不可避不純物からなる組成を有するFe−Co系合金で
構成するのが望ましく、さらにバックアップ層のFe基
焼結合金は、Cr:1.2〜3.5%、 C:0.3〜
1.2%、Mo:0.1〜1%、を含有し、残りがFe
と不可避不純物からなる組成をもつのが望ましい。
を構成するバルブ当接層における上記耐摩耗性分散相、
耐酸化性分散相、および素地、並びに同じくバックアッ
プ層は、これらをそれぞれ上記のFe−Cr−W−Co
系合金、Co−Cr−Mo系合金、およびFe−Co系
合金、並びにFe基焼結合金で構成することにより上記
の硬さをもつようになり、さらに上記バルブ当接層にお
いては、上記耐摩耗性分散相および耐酸化性分散相の含
有割合をそれぞれ5〜20%および2〜15%とするこ
とにより、すぐれた耐摩耗性と小さな相手攻撃性を確保
し、かつ上記バックアップ層においては、上記組成のF
e基焼結合金によって所望の強度と上記バルブ当接層と
近似した熱膨張係数を確保する。
施例により具体的に説明する。原料粉末として、それぞ
れ表1,2に示される硬さおよび組成をもったバルブ当
接層の耐摩耗性分散相および耐酸化性分散相形成のため
の粒度:80mesh以下のFe−Cr−W−Co系合金粉
末およびCo−Cr−Mo系合金粉末、さらにバルブ当
接層の素地およびバックアップ層形成のための同じくい
ずれも100mesh以下の粒度を有するFe粉末、Fe−
1%Cr−0.3%Mn合金粉末、Fe−13%Cr合
金粉末、Fe−13%Cr−5%Nb合金粉末、Fe−
75%Mn粉末、Fe−60%Nb粉末、Co粉末、N
i粉末、Mo粉末、および黒鉛粉末を用意し、これら原
料粉末をそれぞれ表3〜5に示される配合組成に配合
し、ステアリン酸:1%を加えてミキサーにて混合して
バルブ当接層およびバックアップ層形成のための混合粉
末とし、これらの混合粉末を表5,6に示される組合せ
で、かつ両層の相対割合が重量比でバルブ当接層/バッ
クアップ層=4/6となる割合で金型内に装入し、7to
n /cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を
500℃に30分間保持して脱脂(上記ステアリン酸の
除去)し、ついでアンモニア分解ガス雰囲気中、110
0〜1200℃の範囲内の所定温度に1時間保持の条件
で焼結して、配合組成と実質的に同一の組成、同じく表
6,7に示される理論密度比および外径:34mm×内
径:27mm×厚さ:7mmの寸法をもった本発明2層バル
ブシート1〜14、および比較2層バルブシート1〜1
2をそれぞれ製造した。また、表6,7にはバルブ当接
層の素地およびバックアップ層のマイクロビッカース硬
さを示した。
成するバルブ当接層における耐摩耗性分散相および耐酸
化性分散相の硬さおよび含有割合、さらに同素地および
バックアップ層の硬さのうちのいずれかの条件(表に*
印を付す)がこの発明の範囲から外れたものである。
ートについて、 バルブの材質:SUH36、 バルブの加熱温度:800℃ バルブの着座回数:3000回/分、 雰囲気:0.4kg/cm2 の圧力のプロパンガスと、1.
6l/min の流量の酸素による燃焼ガス、 バルブシートの表面加熱温度(内部水冷):350℃、 試験時間:50時間、 の条件で摩耗試験を行ない、バルブシートの最大摩耗深
さと、相手部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を表6,7に示した。
層バルブシート1〜14は、いずれもすぐれた耐摩耗性
を示し、かつ相手攻撃性もきわめて小さいのに対して、
比較2層バルブシート1〜12に見られるように2層バ
ルブシートを構成する条件のうちのいずれかの条件でも
この発明の範囲から外れると、バルブ当接層においては
耐摩耗性および相手攻撃性のうちの少なくともいずれか
が劣ったものになり、またバックアップ層においては、
バルブ当接層に対する焼結時の収縮割合が相対的に大き
くなってバルブシートに変形が生じたり、これ自体の材
料強度が低下することが明らかである。上述のように、
この発明の2層バルブシートは、苛酷な条件下での実用
に際しても、相手部材の摩耗を抑制した状態で、著しく
長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項1】 Fe基焼結合金のバルブ当接層と、これ
と一体焼結結合されたFe基焼結合金のバックアップ層
の2層構造を有すると共に、 上記バルブ当接層を、重量%で、 マイクロビッカース硬さ(MHv):700〜1800
を有するFe−Cr−W−Co系合金の耐摩耗性分散
相:5〜20%、 MHv:500〜1000を有するCo−Cr−Mo系
合金の耐酸化性分散相:2〜15%、 MHv:100〜400を有するFe−Co系合金の素
地:残り、 からなる割合の3相組織を有するFe基焼結合金で構成
し、 かつ上記バックアップ層を、MHv:100〜300を
有するFe基焼結合金で構成したことを特徴とする耐摩
耗性のすぐれた内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシ
ート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32497692A JP2643739B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32497692A JP2643739B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシート |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06145722A JPH06145722A (ja) | 1994-05-27 |
JP2643739B2 true JP2643739B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=18171738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32497692A Expired - Lifetime JP2643739B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 内燃機関用鉄系焼結合金製2層バルブシート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2643739B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP32497692A patent/JP2643739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06145722A (ja) | 1994-05-27 |
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