JP3022015B2 - チタン合金バルブの製造方法 - Google Patents
チタン合金バルブの製造方法Info
- Publication number
- JP3022015B2 JP3022015B2 JP04344948A JP34494892A JP3022015B2 JP 3022015 B2 JP3022015 B2 JP 3022015B2 JP 04344948 A JP04344948 A JP 04344948A JP 34494892 A JP34494892 A JP 34494892A JP 3022015 B2 JP3022015 B2 JP 3022015B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium alloy
- valve
- equiaxed
- crystal structure
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
車両のエンジンに使用するチタン合金バルブの耐摩耗処
理に関するものであり、さらに耐摩耗性の必要なチタン
合金部品に広く適用しうるものである。
ス部、軸部、軸端部の耐摩耗処理として、酸化(特開昭
62−256956号公報参照)、窒化(特開昭61−
81505号公報参照)、イオン窒化(特開昭61−2
34210号公報参照)、硬質Crメッキ、Ni−Pメ
ッキ(特開平1−96407号公報参照)、モリブデン
溶射(特開昭62−41908号公報参照)等が試みら
れている。
争用自動車エンジンおよび競争用2輪車エンジンのチタ
ン合金バルブの軸部表面の焼き付き防止処理として実績
が有るが、コストが高いのが実状である。硬質Crメッ
キ、Ni−Pメッキについては、チタン合金表面に不可
避的に存在する酸化皮膜のため、メッキ密着性を確保す
ることは、本質的に困難であるが、ショットブラストに
よる表面の粗面化、フッ素酸酸洗による酸化皮膜の除去
等、及びメッキ後の熱拡散等によりメッキ密着性の改善
の努力が払われている。
をその雰囲気中で加熱すればよいだけの簡便な方法で、
拡散処理ゆえに密着性が優れていることから以前より着
目されているが、高い温度で加熱する必要性から、熱変
形が生じチタン合金バルブに要求される形状寸法精度を
確保できないという問題点があった。またイオン窒化は
窒化温度を低下させることができると言われているが、
形状確保の点でなお不十分であり、同様の問題点があ
る。
ン合金バルブの耐摩耗処理を提供することを目的とす
る。
られているチタン合金の酸化または窒化処理において、
その加熱前にあらかじめ、チタン合金素材の組織を調整
することにより、従来問題となっていた酸化または窒化
処理時に生ずる熱変形を著しく防止できることを知見し
た。
り、チタン合金バルブの耐摩耗処理において、あらかじ
めバルブ素材であるチタン合金の組織を6μm以上25
μm以下の粒径の等軸α晶組織または針状α晶組織また
は等軸α晶と針状α晶の混合した組織に調整したのち、
バルブ形状に加工し、700℃以上900℃以下に加熱
により酸化または窒化または酸化と窒化を行うことを特
徴とするチタン合金バルブの製造方法を要旨とする。
Ti−3Al−2.5V,Ti−6Al−4V,Ti−
6Al−2Sn−4Zr−6Moなどのα+β型チタン
合金等の5〜30mmφの線材または棒材である。
両方を高めるために、等軸α晶組織を均一に得ることを
狙いとして製造される。このときの製造条件はこれらの
合金の熱間加工の可能な、α+β域温度でかつ十分な圧
下率で熱間加工されるため、ほぼ必然的に3〜6μmの
粒径の微細な等軸α晶組織となっている。ここで、バル
ブ素材であるチタン合金の組織を6μm以上25μm以
下の粒径の等軸α晶組織または針状α晶組織または等軸
α晶と針状α晶の混合した組織に調整するのは、後の加
熱による熱変形を防止するためである。等軸α晶が6μ
m未満では、従来より経験されているように熱変形が著
しく生じやすく、25μm超えでは、熱変形防止の効果
が同じである反面、粒度調整に長時間を必要とし現実的
でない。針状α晶組織の場合は、β域から水冷されて得
られる微細な針状α晶組織(アルファープライム)で
も、β域から炉冷して得られる針状α晶組織(プレイト
ライクアルファー)でも熱変形防止に効果がある。等軸
α晶と針状α晶との混合した組織は、例えば等軸α晶組
織を有する素材をTβ(β変態点)>T>Tβ−100
℃なる温度Tから水冷または空冷されたままの組織であ
ってもよいし、その後時効してもよい。また、線材をα
+β域熱間圧延中に、加工発熱により線材の中心部がβ
域に近づいたり、β域を越えたものであってもよい。
7mmφ、長さ200mmの線材の一端に、十分な変形能を
得るためにβ変態点以上に加熱した玉状の形状を作り、
その部分を型鍛造し、水冷または空冷して傘部を形成さ
せる。その後700〜900℃で焼鈍し、切削または切
削加工により寸法精度を出して仕上げられる。ここで焼
鈍温度は、後の耐摩耗処理のための加熱温度以上とし、
加工中の応力誘記変態による変形や歪導入による再加熱
時の変形のないように空冷以下の冷速で冷却する。
の焼鈍加熱時に、バルブ軸部の過大な変形を防止でき
る。そのために軸径に近い線材径を使用できることか
ら、切削負荷の低減が可能となる。なお、焼鈍加熱時の
変形を冷間矯正すると、後の耐摩耗処理のための加熱で
変形してしまう。
より酸化または窒化または酸化と窒化を行うのは耐摩耗
処理のためである。耐摩耗処理は、フェース部、軸部、
軸端部に必要であるが、エンジンの方式、相手材の相違
により、耐摩耗の要求レベルは種々異なる。例えば、フ
ェース部は相手材が銅系シートである場合には無処理で
よい。軸端部は、鉄を摩擦圧接すれば必要なくなる。例
えば各部を同時処理すると仮定し、最も耐摩耗性が要求
される場合となるバルブフェースの耐磨耗処理(相手材
が鉄系シート)を行うケースについて述べると、700
℃未満では、極めて長時間を必要とするからである。ま
た900℃超えでは、上記の組織調整を行なっても、熱
変形が顕在化し、バルブの形状及び寸法精度を確保でき
ないためである。
の等軸α晶組織のTi−6Al−4Vチタン合金製の7
mmφの線材を900℃に加熱したのち、炉冷し、15μ
m粒径の等軸α晶組織に調整した。次に、前述した方法
によりバルブを作成した。なお、焼鈍加熱は、耐磨耗処
理温度と同一温度で1時間実施した。軸部は6.6mmφ
に加工し、軸部の耐磨耗処理を行うために、約810℃
にて30秒、大気中にて加熱した。加熱は、チタン合金
バルブを回転可能な台の上に立て、回転しながらプロパ
ンガスバーナーを用いて軸部のみ行なった。その結果、
軸部長さ90mmに対して、曲がりは2μm以下であっ
た。つづいて、FC 25相当のバルブガイドを使用した
4気筒エンジンを用い6000RPM にて、200時間こ
のチタン合金バルブを試験したところ、軸部の焼き付き
等の問題は、発生しなかった。
くつか条件を変えて行なった結果を表1のNo.2〜1
2に示す。表1から本発明法によれば、曲がりがほとん
どなく、軸部焼き付き防止に優れていることが明らかで
ある。なお、No.6の針状組織は、等軸α晶組織のも
のを1050℃に加熱空冷により得たものである。N
o.7の組織は等軸α晶組織のものを950℃に加熱空
冷して得たものである。
フェース部の耐摩耗処理(相手材はFe−C−Cu系バ
ルブシート)を行った結果を表1のNo,13〜16に
示す。表1の通り曲りは殆どなく、その結果、フェース
部の傘振れの程度も良好で、エンジン試験結果は、軸部
に焼き付きのないことは勿論のこと、フェース摩耗量も
実用に耐えるものであった。なお、No.13,14,
16の針状組織はβ温度域1000〜1050℃で9mm
φの線材に圧延し空冷したものである。針状α晶の線幅
は3〜4μmであった。
ェース部、軸部、軸端部に対して、これまで、処理の簡
便さ、耐磨耗処理に優れていながら熱変形のため、採用
できなかった酸化、窒化法を、十分な形状寸法精度で行
えるので、実用化できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 チタン合金バルブの耐摩耗処理におい
て、あらかじめバルブ素材であるチタン合金の組織を6
μm以上25μm以下の粒径の等軸α晶組織、針状α晶
組織または等軸α晶と針状α晶の混合した組織の何れか
に調整したのち、バルブ形状に加工し、700℃以上9
00℃以下の加熱により、酸化または窒化または酸化と
窒化を行うことを特徴とするチタン合金バルブの製造方
法。 - 【請求項2】 前項におけるバルブ形状への加工が、5
〜8mmφのチタン合金線材または棒材の一端にβ変態点
以上に加熱された玉状の形状を作り、その部分を型鍛造
し、水冷または空冷して、傘部を形成したのちに機械加
工することを特徴とする請求項1記載のチタン合金バル
ブの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34508291 | 1991-12-26 | ||
JP3-345082 | 1991-12-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05279835A JPH05279835A (ja) | 1993-10-26 |
JP3022015B2 true JP3022015B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18374163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04344948A Expired - Lifetime JP3022015B2 (ja) | 1991-12-26 | 1992-12-24 | チタン合金バルブの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3022015B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6511045B2 (en) | 2000-07-18 | 2003-01-28 | Fuji Oozx Inc. | Ti alloy poppet valve and a method of manufacturing the same |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69330781T2 (de) * | 1992-07-16 | 2002-04-18 | Nippon Steel Corp., Tokio/Tokyo | Stab aus titanlegierung zur herstellung von motorenventilen |
CN1333102C (zh) * | 1996-07-18 | 2007-08-22 | 西铁城钟表株式会社 | 装饰性钛材料及其硬化方法 |
DE19752051C1 (de) * | 1997-11-25 | 1999-11-25 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Herstellen von maßgenauen Formteilen mit nitrierter oder nitrocarburierter Oberflächenschicht sowie Formteil |
JP4298690B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2009-07-22 | 本田技研工業株式会社 | エンジンバルブ及びその製造方法 |
CN105039879B (zh) * | 2015-07-31 | 2017-04-19 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种压铸件加工工艺及压铸件 |
CN115584456B (zh) * | 2022-10-27 | 2023-09-01 | 西安泵阀总厂有限公司 | 一种钛及钛合金的球阀球体表面的硬化方法 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP04344948A patent/JP3022015B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6511045B2 (en) | 2000-07-18 | 2003-01-28 | Fuji Oozx Inc. | Ti alloy poppet valve and a method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05279835A (ja) | 1993-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0608431B1 (en) | Titanium alloy bar suitable for producing engine valve | |
JP3083225B2 (ja) | チタン合金製装飾品の製造方法、および時計外装部品 | |
JP4448208B2 (ja) | ステンレス鋼ボルトの製造方法 | |
JP3022015B2 (ja) | チタン合金バルブの製造方法 | |
JPH02205661A (ja) | β型チタン合金製スプリングの製造方法 | |
US7255758B2 (en) | Steel wire and method of manufacturing the same | |
JPS62149859A (ja) | β型チタン合金線材の製造方法 | |
JPH11310825A (ja) | 冷間圧延用ワークロールの製造方法 | |
JPH07504714A (ja) | 高強度鋼製スウェーバーおよびその製造方法 | |
JPS59136421A (ja) | 球状化組織を有する棒鋼と線材の製造方法 | |
JP3031484B2 (ja) | 球状化組織を有する鋼線材又は棒鋼の製造方法 | |
JP2002060873A (ja) | 耐熱Ti合金部品とその製造方法 | |
JP2884913B2 (ja) | 超塑性加工用α+β型チタン合金板の製造方法 | |
JP2792020B2 (ja) | チタン合金製冷間鍛造部品およびその製法 | |
JPH06184683A (ja) | バルブ製造に好適なチタン合金線とその製造方法 | |
WO1986005522A1 (en) | Controlling distortion in processed copper beryllium alloys | |
JPH0681059A (ja) | バルブ製造に適したチタン合金線 | |
JP2792021B2 (ja) | チタン合金製冷間鍛造部品およびその製法 | |
JP2781296B2 (ja) | 冷間圧延用鍛鋼ロールの製造方法 | |
JPH0734815A (ja) | チタン合金製エンジンバルブの製造方法 | |
JPH06264706A (ja) | チタン合金バルブの製造方法 | |
JPH07268516A (ja) | 吸気エンジンバルブに適した低強度チタン合金棒 | |
JPH07269316A (ja) | 低強度チタン合金製吸気エンジンバルブ | |
JPH0748659A (ja) | エンジンバルブの製造に適したチタン合金棒の製造方法 | |
JP2585168B2 (ja) | 高強度低線膨張Fe−Ni系合金線の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991130 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120114 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130114 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |