JP2684774B2 - Iron-based sintered alloy for valve seats - Google Patents

Iron-based sintered alloy for valve seats

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JP2684774B2 JP14717289A JP14717289A JP2684774B2 JP 2684774 B2 JP2684774 B2 JP 2684774B2 JP 14717289 A JP14717289 A JP 14717289A JP 14717289 A JP14717289 A JP 14717289A JP 2684774 B2 JP2684774 B2 JP 2684774B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は自動車内燃機関のバルブシート用鉄系焼結合
金に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ferrous sintered alloy for a valve seat of an automobile internal combustion engine.

[従来の技術] 自動車エンジンの動弁系の断面図は第1図に示す通り
であって、インテークバルブ7のフェース部16は、バル
ブの上下運動によってバルブシート9と接触する。この
インテークバルブの作動温度は100〜400℃であり、従来
から作動温度での軟化抵抗が大で耐食性、疲労強度と併
せて高温強度の大きいSUH1、3、4、11が使用されてい
る。
2. Description of the Related Art A sectional view of a valve train of an automobile engine is as shown in FIG. 1, and a face portion 16 of an intake valve 7 comes into contact with a valve seat 9 by a vertical movement of the valve. The operating temperature of this intake valve is 100 to 400 ° C., and SUH1, 3, 4, and 11 having high softening resistance at operating temperature, high corrosion resistance, and high fatigue strength at the same time have been conventionally used.

最近、自動車エンジンにおいて、高出力、高回転化、
排出ガス浄化対策、あるいは燃費向上対策に対する改善
要求が一段と高まっている。このため、自動車エンジン
におけるエンジンバルブ、バルブシートに対しては、従
来にも増して厳しい使用環境条件に耐えることが不可避
となってきている。
Recently, high output, high speed,
There is a growing demand for improvement measures for exhaust gas purification or fuel economy. For this reason, it has become inevitable for engine valves and valve seats in automobile engines to withstand more severe use environment conditions than ever before.

かかる厳しい使用環境に対応するため、耐摩耗性に優
れ高温における硬さと高温腐食に対する抵抗の高いCo基
またはNi基の盛金合金を弁フェース部に溶着するハード
フェーシングが採用されてきた。しかし、このハードフ
ェーシングは高価な盛金を使用するため、高価であり、
そのためコストダウンの要請からフェース部の盛金を廃
止したインテークバルブが使われることも多くなってき
た。
In order to cope with such a severe use environment, a hard facing in which a Co-based or Ni-based metal alloy having excellent wear resistance and high resistance to high-temperature corrosion and high-temperature corrosion is welded to a valve face has been adopted. However, this hard facing is expensive due to the use of expensive metal,
For this reason, an intake valve that eliminates the filling of the face portion has often been used due to cost reduction requirements.

また、従来のバルブシート材料としては、Fe−C−Co
−Ni基材料、Fe−C基材料に耐摩耗性の向上を狙ってフ
ェロモリブデン(Fe−Mo)、フェロクロム(Fe−Cr)等
の金属間化合物またはFe−C−Cr−Mo−V合金等を添加
したものが使用されている(特開昭56−154110号公
報)。
Further, as a conventional valve seat material, Fe-C-Co
-Intermetallic compounds such as ferromolybdenum (Fe-Mo) and ferrochrome (Fe-Cr) or Fe-C-Cr-Mo-V alloys, etc. for the purpose of improving wear resistance of Ni-based materials and Fe-C-based materials Is used (JP-A-56-154110).

[発明が解決しようとする課題] 本来、エンジンバルブ、バルブシート等においては、
それ自身の耐摩耗性の改善とともに、摺動する相手材に
対する損傷性が少ないことが要求される。然るに、盛金
を廃止したインテークバルブ(SUH1、3、4、11)を使
用し、Fe−C基材料にフェロモリブデンまたはフェロク
ロムを添加したバルブシートと組み合わせた場合、バル
ブフェースのみが摩耗するという問題が発生する場合が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] Originally, in engine valves, valve seats, etc.,
In addition to improving its own wear resistance, it is required to have little damage to the sliding mating material. However, when using intake valves (SUH1, 3, 4, 11) that do not have a helicopter and combining them with a valve seat in which ferromolybdenum or ferrochrome is added to the Fe-C base material, only the valve face wears. May have occurred.

このための対策として、特開昭60−224762号公報で
は、Fe−0.5〜2.0%C−0.25〜4.0%Cr−0.1〜0.6%Mo
−0.05〜0.2%Vからなる組成であって、Fe−Cr系合金
の硬質粒子を2〜20%の範囲で分散させたFe系焼結合金
が提案されている。しかし、この材料では潤滑成分であ
るPbの溶浸がなく、基地強化および耐熱性向上のための
Coが添加されていない。そのため、インテークバルブに
おける厳しい摺動条件では耐熱性、潤滑性が不十分とな
り、バルブおよびバルブシートでの摩耗の発生を完全に
防止することができない。
As measures against this, in JP-A-60-224762, Fe-0.5 to 2.0% C-0.25 to 4.0% Cr-0.1 to 0.6% Mo is disclosed.
A Fe-based sintered alloy having a composition of −0.05 to 0.2% V and in which hard particles of a Fe—Cr alloy are dispersed in a range of 2 to 20% has been proposed. However, this material does not infiltrate Pb, which is a lubricating component, and is used for strengthening the matrix and improving heat resistance.
Co is not added. Therefore, heat resistance and lubricity are insufficient under severe sliding conditions in the intake valve, and it is not possible to completely prevent wear of the valve and the valve seat.

また、特開昭60−251258号公報では、Fe−0.5〜2.0%
C−0.25〜4.0%Cr−0.1〜0.6%Mo−0.05〜0.2%V−3
〜15NiまたはCoからなる組成であって、Pb合金またはSn
合金を溶浸するとともに、Fe−Cr系合金からなる硬質粒
子を5〜20%の範囲で分散させたFe系焼結合金が提案さ
れている。しかし、この材料ではCo含有量が多く、基地
が強化され耐熱性に優れるものの、酸化しにくくなる欠
点がある。そのため、インテークバルブシートに使用し
た場合の低温雰囲気時(シート温度が100℃程度のと
き)には、シート表面が酸化されず、凝着が発生し、バ
ルブおよびバルブシートの摩耗が発生することがある。
Further, in JP-A-60-251258, Fe-0.5 to 2.0%
C-0.25 to 4.0% Cr-0.1 to 0.6% Mo-0.05 to 0.2% V-3
~ 15 Ni or Co composition, Pb alloy or Sn
Fe-based sintered alloys have been proposed in which the alloy is infiltrated and hard particles of Fe-Cr alloy are dispersed in the range of 5 to 20%. However, although this material has a high Co content and strengthens the matrix and is excellent in heat resistance, it has a drawback that it is difficult to oxidize. Therefore, when used as an intake valve seat, in a low temperature atmosphere (when the seat temperature is about 100 ° C), the seat surface is not oxidized and adhesion occurs, which may cause wear of the valve and valve seat. is there.

本発明は盛金を使用しないSUH1、3、4、11製のイン
テークバルブと、鉄系焼結合金製インテークバルブシー
トを組み合わせた場合における前記のごとき問題点を解
決すべくなされたものであって、盛金を廃止したしたイ
ンテークバルブとの組み合わせにおいても、インテーク
バルブおよびバルブシートの耐摩耗性を確保できるバル
ブシート用焼結合金を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the case of combining an intake valve made of SUH1, 3, 4, 11 which does not use a heap metal and an intake valve seat made of a ferrous sintered alloy. It is an object of the present invention to provide a sintered alloy for a valve seat, which can ensure the wear resistance of the intake valve and the valve seat even in combination with the intake valve which has abolished the deposit.

[課題を解決するための手段] 本発明のバルブシート用焼結合金は第1発明として、
重量比率でC;0.46〜2.0%、Co;1〜3%未満、Cr;1.2〜
3.6、Mo;0.06〜0.40%、V;0.003〜0.100%を含有し、残
部実質的にFeからなり、Pb、Pb合金、Cu合金またはSn合
金を5〜25%含浸させたバルブシート用鉄系焼結合金で
あって、 前記含浸合金により含浸され重量比率でC;0.5〜2.0
%、Co;1.0〜3.0%未満を含有し残部実質的にFeからな
り、オーステナイト組織とパーライト組織の混合組織か
らなるFe−C−Co基地組織中に、重量比率でC;0.8〜2.0
%、Cr;4〜18%、Mo;0.2〜2%、V;0.1〜0.5%を含有し
残部がFeからなり、その内部に10μm以下の析出したC
r、Mo、Vの炭化物を含み、粒径40〜150μm、硬さHv30
0〜850の硬質粒子を重量比で3〜20%の割合で分散した
ことを要旨とする。
[Means for Solving the Problems] The sintered alloy for a valve seat according to the present invention is as a first invention,
C: 0.46-2.0%, Co: 1-3% by weight, Cr: 1.2- by weight ratio
Iron system for valve seats containing 3.6, Mo; 0.06 to 0.40%, V; 0.003 to 0.100%, the balance consisting essentially of Fe, and impregnated with 5 to 25% of Pb, Pb alloy, Cu alloy or Sn alloy. A sintered alloy, which is impregnated with the impregnated alloy in a weight ratio of C; 0.5 to 2.0.
%, Co; 1.0 to less than 3.0%, the balance consisting essentially of Fe, and a Fe--C--Co matrix structure consisting of a mixed structure of an austenite structure and a pearlite structure, in a weight ratio of C: 0.8 to 2.0.
%, Cr; 4 to 18%, Mo; 0.2 to 2%, V; 0.1 to 0.5%, the balance consisting of Fe, and the precipitated C of 10 μm or less inside thereof.
Contains r, Mo, V carbides, particle size 40-150 μm, hardness Hv30
The gist is that the hard particles of 0 to 850 are dispersed at a ratio of 3 to 20% by weight.

また、第2発明は重量比率でC;0.46〜2.0%、Co;1〜
3%未満、Cr;0.3〜5.0%を含有し、残部実質的にFeか
らなり、Pb、Pb合金、Cu合金またはSn合金を5〜25%含
浸させたバルブシート用鉄系焼結合金であって、 前記含浸合金により含浸され重量比率でC;0.5〜2.0
%、Co;1.0〜3.0%未満を含有し残部実質的にFeからな
り、オーステナイト組織とパーライト組織の混合組織か
らなるFe−C−Co基地組織中に、重量比率でC;0.8〜2.0
%、Cr;10〜25%を含有し残部がFeからなり、その内部
に10μm以下の析出したCrの炭化物を含み、粒径40〜15
0μm、硬さHv300〜850の硬質粒子を重量比で3〜20%
の割合で分散したことを要旨とする。
In the second invention, the weight ratio of C; 0.46 to 2.0%, Co; 1 to
It is an iron-based sintered alloy for valve seats containing less than 3%, Cr: 0.3 to 5.0%, the balance being substantially Fe, and impregnated with 5 to 25% of Pb, Pb alloy, Cu alloy or Sn alloy. Is impregnated with the impregnated alloy in a weight ratio of C; 0.5 to 2.0.
%, Co; 1.0 to less than 3.0%, the balance consisting essentially of Fe, and a Fe--C--Co matrix structure consisting of a mixed structure of an austenite structure and a pearlite structure, in a weight ratio of C: 0.8 to 2.0.
%, Cr; 10 to 25%, the balance consisting of Fe, and containing the carbide of precipitated Cr of 10 μm or less in the inside, particle size 40 to 15
3 to 20% by weight of hard particles of 0 μm and hardness Hv300 to 850
The point is that they are dispersed at the ratio of.

[作用] 以下、本発明の作用について説明する。なお、以下の
説明において、合金元素の含有量は総て重量比率(%)
にて説明する。
[Operation] Hereinafter, the operation of the present invention will be described. In the following description, the contents of alloy elements are all expressed in weight ratios (%).
It will be explained in.

まず、本発明のバルブシート鉄系焼結合金に使用する
硬質粒子を構成する各成分の範囲限定理由について説明
する。
First, the reason for limiting the range of each component constituting the hard particles used in the valve seat iron-based sintered alloy of the present invention will be described.

本発明材に分散させる硬質粒子におけるCは、Fe、C
r、Mo、Vと反応して炭化物を形成して耐摩耗性を改善
することから有効であるが、0.8%未満では炭化物量が
少ないことから上述の耐摩耗性改善効果が十分でなく、
一方2.0%を越えると炭化物量が過多となることから0.8
〜2.0%とした。
C in the hard particles dispersed in the material of the present invention is Fe, C
It is effective because it reacts with r, Mo, and V to form a carbide to improve wear resistance, but if it is less than 0.8%, the above-mentioned wear resistance improving effect is not sufficient because the amount of carbide is small,
On the other hand, if it exceeds 2.0%, the amount of carbide will be excessive, so 0.8
~ 2.0%.

また、Cr、Mo、VはCと反応し炭化物を形成すること
から耐摩耗性を改善に有効であるが、Crは4%未満、Mo
は0.2%未満、Vは0.1%未満では、形成される炭化物量
が少ないため上述の耐摩耗性改善効果が十分でなく、一
方Crは18%、Moは2.0%、Vは0.5%を越えると、形成さ
れる炭化物量が過多となり、とりわけVは硬質のVC炭化
物を多く形成して摺動する相手材(エンジンバルブ)に
対する損傷性を増大することから、Cr;4〜18%、Mo;0.2
〜2.0%、V;0.1〜0.5%とした。
Also, Cr, Mo, and V are effective in improving wear resistance because they react with C to form carbides, but Cr is less than 4%, Mo
Is less than 0.2% and V is less than 0.1%, the above-mentioned effect of improving the wear resistance is not sufficient because the amount of carbides formed is small. On the other hand, when Cr is 18%, Mo is 2.0% and V is more than 0.5%. Since the amount of carbides formed is excessive, especially V forms a large amount of hard VC carbides and increases the damage to the sliding material (engine valve), so Cr: 4-18%, Mo; 0.2
~ 2.0%, V; 0.1-0.5%.

なお、第2発明においては、硬質粒子をFe−Cr−C系
としたので、Cr量を10〜25%とした。第2発明では硬質
粒子にMoおよびVを含有しないので、Cr量が10%未満で
は炭化物量が少なく、また25%を越えると、炭化物量が
過多となり、相手材を摩耗させるためである。そのた
め、Cr量は10〜25%とした。
In the second invention, since the hard particles are made of Fe-Cr-C system, the Cr content is set to 10 to 25%. In the second invention, since the hard particles do not contain Mo and V, when the Cr amount is less than 10%, the amount of carbides is small, and when it exceeds 25%, the amount of carbides becomes excessive and wears the counterpart material. Therefore, the Cr amount is set to 10 to 25%.

次に、本発明材における硬質粒子のオーステナイト組
織とパーライト組織の混合組織からなる基地組織中への
分散量を重量比率で3〜20%とした理由については、硬
質粒子の分散量が3%未満では、硬質粒子量が少ないた
め耐摩耗性改善効果が十分でないからであり、一方硬質
粒子の分散量が20%を越えると、摺動する相手材(エン
ジンバルブ)に対する損傷性を増大するからである。よ
って硬質粒子の分散量は3〜20%とした。
Next, the reason why the dispersion amount of the hard particles in the material of the present invention in the matrix structure composed of the mixed structure of the austenite structure and the pearlite structure is 3 to 20% by weight is that the dispersion amount of the hard particles is less than 3%. In this case, since the amount of hard particles is small, the effect of improving wear resistance is not sufficient. On the other hand, when the amount of hard particles dispersed exceeds 20%, damage to the sliding mating material (engine valve) increases. is there. Therefore, the dispersion amount of the hard particles is set to 3 to 20%.

また、硬質粒子の硬さをHv300〜850としたのは、Hv30
0未満では硬質粒子としての耐摩耗性改善効果が十分で
ないからであり、一方Hv850を越えると硬質粒子が硬す
ぎて、摺動する相手材(エンジンバルブ)に対する損傷
性を増大するからである。
In addition, the hardness of the hard particles is set to Hv300-850, Hv30
This is because if it is less than 0, the effect of improving wear resistance as hard particles is not sufficient, whereas if it exceeds Hv850, the hard particles are too hard and damage to the sliding mating material (engine valve) is increased.

次に、本発明材におけるバルブシート用鉄系焼結合金
の基地組織を形成するために使用する基地組織用原料粉
末の成分の範囲限定理由について説明する。
Next, the reason for limiting the range of the components of the raw material powder for a matrix structure used to form the matrix structure of the iron-based sintered alloy for a valve seat in the material of the present invention will be described.

CはFeと反応してオーステナイト組織とパーライト組
織の混合組織からなる基地組織中に固溶して焼結反応を
促進させるので有効な成分であるが、0.5%未満では上
述の効果が十分でなく、一方2.0%を越えて添加すると
セメンタイト組織が多量に析出して焼結体を脆化するこ
とから0.5〜2.0%とした。
C is an effective component because it reacts with Fe to form a solid solution in a matrix structure composed of a mixed structure of an austenite structure and a pearlite structure and accelerates the sintering reaction, but if it is less than 0.5%, the above effect is not sufficient. On the other hand, if added in excess of 2.0%, a large amount of cementite structure precipitates and embrittles the sintered body, so the content was made 0.5 to 2.0%.

また、Coは基地組織中に固溶して基地組織を強化する
とともに耐酸化性および耐熱性を改善するので有効であ
るが、インテークバルブの場合バルブシート温度が約10
0〜400℃と低いため、3%以上含有するとシート表面の
酸化が進まず、バルブフェースとの間に凝着が発生する
ことがあった。また、逆にCo含有量が1%未満では耐熱
性が不足するので、Co含有量は1.0〜3.0%とした。本発
明において、Pb、Pb合金、Cu合金またはSn合金等の溶浸
合金は、焼結処理時において焼結体に溶浸されて、その
潤滑作用により耐摩耗性を向上するとともに、封孔作用
によって被削性をも改善することができることから有効
であるが、5%未満ではその改善効果が十分でなく、25
%を越えると強度低下が著しいことからその溶浸量を5
〜25%とした。
In addition, Co is effective as a solid solution in the matrix structure to strengthen the matrix structure and improve the oxidation resistance and heat resistance, but in the case of the intake valve, the valve seat temperature is about 10%.
Since it is as low as 0 to 400 ° C., if it is contained in an amount of 3% or more, oxidation of the surface of the seat does not proceed and adhesion with the valve face may occur. Conversely, if the Co content is less than 1%, the heat resistance is insufficient, so the Co content was made 1.0 to 3.0%. In the present invention, infiltration alloys such as Pb, Pb alloys, Cu alloys or Sn alloys are infiltrated into the sintered body during the sintering process, and improve the wear resistance by the lubricating action thereof, and the sealing action. Is effective because it can also improve machinability, but if it is less than 5%, the improvement effect is not sufficient.
%, The strength is markedly reduced.
~ 25%.

なお、溶浸合金としてCu合金を使用する場合において
は、Pb;20〜40%、残部Cuからなる、いわゆるケルメッ
ト合金とすることが望ましい。
When a Cu alloy is used as the infiltration alloy, it is preferable to use a so-called Kelmet alloy, which is Pb; 20 to 40% and the balance Cu.

次に、硬質粒子内に析出させる微細な炭化物の粒径を
10μ以下としているのは、炭化物粒径が10μを越えると
摺動する相手材(エンジンバルブ)に対する損傷性を増
大するからである。
Next, the particle size of the fine carbide that precipitates in the hard particles
The reason why the grain size is 10 μm or less is that if the grain size of the carbide exceeds 10 μm, damage to the sliding material (engine valve) increases.

[実施例] 本発明の実施例を比較例とともに説明し、本発明の効
果を明らかにする。
[Examples] Examples of the present invention will be described together with comparative examples to clarify the effects of the present invention.

第1表および第2表供試材料として使用した本発明材
料および比較材料の基地成分の組成、含浸金属、硬質分
子の組成および添加量、焼結体の硬さおよび密度、相手
材(インテークバルブ)の材質をそれぞれ示したもので
ある。
Table 1 and Table 2 Compositions of matrix components of the materials of the present invention and comparative materials used as test materials, compositions and amounts of impregnated metals, hard molecules, hardness and density of sintered bodies, mating materials (intake valve ) Are the respective materials.

オースイナイト組織とパーライト組織の混合組織から
なる基地組織中に分散させる硬質粒子原料粉末を第1表
の組成に調製して溶融した後、水噴霧法により、−100
メッシュの合金粉末を製造した。
Hard powder raw material powder to be dispersed in a matrix structure composed of a mixed structure of austenite structure and pearlite structure was prepared according to the composition shown in Table 1 and melted, then by a water spray method, -100
An alloy powder of mesh was produced.

次いで、第1表に示す各成分の基地組成用鉄粉にこの
硬質粒子原料粉末を第1表に示す配合割合で添加し、さ
らに黒鉛粉末、ステアリン酸亜鉛を添加して圧粉体成形
用混合合金粉末とした。
Next, this hard particle raw material powder was added to the iron powder for base composition of each component shown in Table 1 at the compounding ratio shown in Table 1, and further graphite powder and zinc stearate were added to mix for powder compact molding. Alloy powder was used.

このようにして調製した圧粉体成形用混合粉末を6ton
/cm2で圧粉成形して、φ40mm×8mmの圧粉成形体とした
後、アンモニア分解ガス中にて1100℃×1時間の焼結処
理後、第2表に示す割合でPb合金を用い溶浸処理を施し
た。溶浸処理をした焼結体は、機械加工仕上げによりバ
ルブシート形状に加工した。バルブシート材料の全体成
分、硬さおよび密度を第2表に示す。
6 tons of the powder mixture for green compacts prepared in this way
After powder compacting at / cm 2 into a powder compact of φ40mm × 8mm, after sintering treatment at 1100 ℃ × 1 hour in ammonia decomposition gas, Pb alloy was used at the ratio shown in Table 2. It was infiltrated. The infiltrated sintered body was machined into a valve seat shape. Table 2 shows the overall composition, hardness and density of the valve seat material.

このようにして製造したバルブシートを、4気筒、16
00ccエンジンのアルミニウム合金製シリンダヘッドにイ
ンテークバルブシートとてし圧入嵌合し、SUH3からなる
インテークバルブと組み合わせたエンジン台上耐久試験
を実施した。
The valve seat manufactured in this way is
An intake valve seat was press-fitted into an aluminum alloy cylinder head of a 00cc engine, and an engine bench durability test was performed in combination with an intake valve made of SUH3.

なお、エンジン台上耐久試験の条件としては、燃料と
して無鉛ガソリンを用い、バルブシートの温度が比較的
低く酸化の進行しにくい5600rpmとアイドル回転(約800
rpm)を繰り返すものであって、約600時間運転した。
The engine bench durability test was performed using unleaded gasoline as the fuel, the valve seat temperature was relatively low, and oxidation was difficult to proceed at 5600 rpm and idle rotation (about 800
rpm) and was operated for about 600 hours.

耐久試験の評価は、試験前後におけるバルブシートの
摩耗量、バルブシートの当たり幅増加量、摺動面の状況
で行った。得られた結果は第3表に示す。
The durability test was evaluated by the amount of wear of the valve seat before and after the test, the amount of increase in the contact width of the valve seat, and the condition of the sliding surface. The results obtained are shown in Table 3.

第3表から明らかなように、硬質粒子にフェロモリブ
デンを使用した比較材1では、バルブシートの摩耗が殆
どなく、バルブが過大摩耗することがわかる。また、比
較材2はCo含有量を0%としたものであるが、バルブシ
ート、バルブフェースともに摩耗量が本発明例の2〜4
倍程度であり、Pbの溶浸が無いので、凝着による面あれ
が認められた。比較材3はCo含有量を4%としたもので
あるが、バルブシート材の凝着が認められ、バルブに50
μ程度の摩耗が認められた。
As is clear from Table 3, in Comparative Material 1 in which ferro-molybdenum is used as the hard particles, the valve seat hardly wears, and the valve wears excessively. Further, the comparative material 2 has a Co content of 0%, but the wear amount of both the valve seat and the valve face is 2 to 4 of the example of the present invention.
It was about twice, and there was no infiltration of Pb, so surface roughness due to adhesion was observed. Comparative material 3 had a Co content of 4%, but adhesion of the valve seat material was observed, and
A wear of about μ was observed.

これに対して第1発明に相当する発明材1および第2
発明に相当する発明材2は、バルブシート当たりの幅増
加量が0.1〜0.2mmであって、比較材1〜3と比較すると
1/2〜1/4程度と少なく、またバルブフェース摩耗量も12
〜15μであって、比較材1〜3と比較すると、1/3〜1/1
2であって耐摩耗性に優れ、本発明材が優れた耐久性を
示すことが確認された。
On the other hand, invention materials 1 and 2 corresponding to the first invention
Inventive material 2 corresponding to the invention has a width increase per valve seat of 0.1 to 0.2 mm, and is compared with comparative materials 1 to 3.
As little as 1/2 to 1/4 and 12 valve face wear
~ 15μ, 1/3 ~ 1/1 compared to Comparative materials 1-3
It was 2 and was excellent in abrasion resistance, and it was confirmed that the material of the present invention exhibits excellent durability.

[発明の効果] 本発明のバルブシート用鉄系焼結合金は、以上詳述し
たように、オースイナイト組織とパーライト組織の混合
組織からなるFe−C−Co系基地組織中に、Fe−Cr系合金
からなる微細な硬質粒子を分散させ、Pb合金またはCu合
金等の溶浸合金を溶浸処理したものであって、Fe−C−
Co系基地組織中のCo含有量を低減することにより低温度
域での凝着が防止され、バルブシートとしての自身の耐
摩耗性に優れ、しかも相手材に対する損傷性をすくなく
することができるので、盛金を廃止したしたインテーク
バルブとの組み合わせにおいても、インテークバルブお
よびバルブシートの耐摩耗性および耐久性を確保でき
る。これにより盛金を廃止したインテークバルブが使用
できるため、省資源とエンジンのコストダウンが可能と
なり、さらに従来多用されているフェロモリブデン添加
のシートバルブ材料に比較して、硬質粒子の硬さが低い
ので、加工性が改善される。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the iron-based sintered alloy for a valve seat according to the present invention has a Fe-Cr-based matrix structure composed of a mixed structure of an austenite structure and a pearlite structure. An alloy obtained by dispersing fine hard particles of an alloy and infiltrating an infiltrating alloy such as a Pb alloy or a Cu alloy.
By reducing the Co content in the Co-based matrix structure, adhesion in the low temperature range is prevented, the valve seat itself has excellent wear resistance, and the damage to the mating material can be minimized. The wear resistance and durability of the intake valve and the valve seat can be ensured even in combination with the intake valve, which has been abolished. As a result, intake valves without a heap can be used, which enables resource saving and engine cost reduction. In addition, the hardness of hard particles is lower than that of ferro-molybdenum-added seat valve materials that have been widely used in the past. Therefore, the workability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は自動車エンジンの動弁系の断面図を示す。 7……バルブ、9……バルブシート、16……フェース部 FIG. 1 shows a sectional view of a valve train of an automobile engine. 7 ... Valve, 9 ... Valve seat, 16 ... Face part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 仁士 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 中小原 武 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Ishii 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Nakakobara 1-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】重量比率でC;0.46〜2.0%、Co;1〜3%未
満、Cr;1.2〜3.6、Mo;0.06〜0.40%、V;0.003〜0.100%
を含有し、残部実質的にFeからなり、Pb、Pb合金、Cu合
金またはSn合金を5〜25%含浸させたバルブシート用鉄
系焼結合金であって、 前記含浸合金により含浸され重量比率でC;0.5〜2.0%、
Co;1.0〜3.0%未満を含有し残部実質的にFeからなり、
オーステナイト組織とパーライト組織の混合組織からな
るFe−C−Co基地組織中に、重量比率でC;0.8〜2.0%、
Cr;4〜18%、Mo;0.2〜2%、V;0.1〜0.5%を含有し残部
がFeからなり、その内部に10μm以下の析出したCr、M
o、Vの炭化物を含み、粒径40〜150μm、硬さHv300〜8
50の硬質粒子を重量比で3〜20%の割合で分散したこと
を特徴とするバルブシート用鉄系焼結合金。
1. A weight ratio of C; 0.46 to 2.0%, Co; 1 to less than 3%, Cr; 1.2 to 3.6, Mo; 0.06 to 0.40%, V; 0.003 to 0.100%.
An iron-based sintered alloy for valve seats containing 5% to 25% of Pb, Pb alloy, Cu alloy or Sn alloy, which is substantially composed of Fe, and is impregnated with the impregnating alloy. At C; 0.5-2.0%,
Co; containing 1.0 to less than 3.0% and the balance consisting essentially of Fe,
In a Fe-C-Co matrix structure composed of a mixed structure of an austenite structure and a pearlite structure, C by weight ratio: 0.8 to 2.0%,
Cr; 4 to 18%, Mo; 0.2 to 2%, V; 0.1 to 0.5%, the balance consisting of Fe, and Cr and M precipitated within 10 μm
Containing o and V carbides, particle size 40-150μm, hardness Hv300-8
An iron-based sintered alloy for valve seats, characterized in that 50 hard particles are dispersed in a proportion of 3 to 20% by weight.
【請求項2】重量比率でC;0.46〜2.0%、Co;1〜3%未
満、Cr;0.3〜5.0%を含有し、残部実質的にFeからな
り、Pb、Pb合金、Cu合金またはSn合金を5〜25%含浸さ
せたバルブシート用鉄系焼結合金であって、 前記含浸合金により含浸され重量比率でC;0.5〜2.0%、
Co;1.0〜3.0%未満を含有し残部実質的にFeからなり、
オーステナイト組織とパーライト組織の混合組織からな
るFe−C−Co基地組織中に、重量比率でC;0.8〜2.0%、
Cr;10〜25%を含有し残部がFeからなり、その内部に10
μm以下の析出したCrの炭化物を含み、粒径40〜150μ
m、硬さHv300〜850の硬質粒子を重量比で3〜20%の割
合で分散したことを特徴とするバルブシート用鉄系焼結
合金。
2. A weight ratio of C; 0.46 to 2.0%, Co; 1 to less than 3%, Cr; 0.3 to 5.0%, and balance of Fe, Pb, Pb alloy, Cu alloy or Sn. An iron-based sintered alloy for a valve seat, which is impregnated with an alloy in an amount of 5 to 25%, which is impregnated with the impregnated alloy in a weight ratio of C: 0.5 to 2.0%,
Co; containing 1.0 to less than 3.0% and the balance consisting essentially of Fe,
In a Fe-C-Co matrix structure composed of a mixed structure of an austenite structure and a pearlite structure, C by weight ratio: 0.8 to 2.0%,
Cr: 10-25%, balance Fe, 10% inside
Includes precipitated Cr carbide of less than μm, particle size 40-150μ
An iron-based sintered alloy for valve seats, characterized in that hard particles having m and hardness Hv 300 to 850 are dispersed in a weight ratio of 3 to 20%.
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