JP3186816B2 - Sintered alloy for valve seat - Google Patents

Sintered alloy for valve seat

Info

Publication number
JP3186816B2
JP3186816B2 JP01324992A JP1324992A JP3186816B2 JP 3186816 B2 JP3186816 B2 JP 3186816B2 JP 01324992 A JP01324992 A JP 01324992A JP 1324992 A JP1324992 A JP 1324992A JP 3186816 B2 JP3186816 B2 JP 3186816B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve seat
particles
alloy
hard particles
matrix
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 - Fee Related
Application number
JP01324992A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05202451A (en
Inventor
雅敏 西川
Original Assignee
帝国ピストンリング株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 帝国ピストンリング株式会社 filed Critical 帝国ピストンリング株式会社
Priority to JP01324992A priority Critical patent/JP3186816B2/en
Publication of JPH05202451A publication Critical patent/JPH05202451A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3186816B2 publication Critical patent/JP3186816B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、往復動内燃機関(エン
ジン)のバルブシート、より詳しくは、焼結合金製のバ
ルブシートに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve seat for a reciprocating internal combustion engine, and more particularly to a valve seat made of a sintered alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】バルブシートはエンジンの吸気および排
気バルブと接触するように配置されて使用されるので、
過酷な熱的・機械的負荷が加わるために、高度の耐熱性
・耐摩耗性が要求されている。そこで、高硬度の高合金
粉末粒子をマトリックス中に分散させることによって、
耐摩耗性を高めた鉄系焼結合金のバルブシートが提案さ
れている(例えば、特公昭50−14603号公報での
モリブデン(Mo)粒子、特公昭57−19188号公
報でのC−Cr−Ni−Mo−Nb−Fe粒子など、さ
らにマトリックス中に二種類の硬質粒子を分散指せたも
のとして、特公昭51−44483号公報でのC−Cr
−W−Co−FeおよびFe−Mo粒子、特公昭51−
13093号公報でのC−Cr−W−Co−Fe、Fe
−Mo粒子など)。これらの硬質粒子のうちで、Fe−
Mo、C−Cr−W−Co−Feは硬度が高く、C−C
r−Ni−Mo−Nb−Feは中程度の硬度であるとい
う特徴を有していた。その他NiやCrをマトリックス
に添加して、マトリックス自体の強度、耐熱性を向上さ
せることも行われている。
2. Description of the Related Art Since valve seats are used in contact with intake and exhaust valves of an engine,
Since severe thermal and mechanical loads are applied, high heat resistance and wear resistance are required. Therefore, by dispersing high hardness high alloy powder particles in the matrix,
A valve seat made of an iron-based sintered alloy having improved wear resistance has been proposed (for example, molybdenum (Mo) particles in Japanese Patent Publication No. 50-14603, C-Cr- in Japanese Patent Publication No. 57-19188). Ni-Mo-Nb-Fe particles and the like, and two types of hard particles dispersed in a matrix, are referred to as C-Cr in Japanese Patent Publication No. 51-44383.
-W-Co-Fe and Fe-Mo particles, JP-B-51-
No. 13093, C-Cr-W-Co-Fe, Fe
-Mo particles). Of these hard particles, Fe-
Mo and C-Cr-W-Co-Fe have high hardness and C-C
r-Ni-Mo-Nb-Fe had a characteristic of moderate hardness. In addition, Ni and Cr are added to the matrix to improve the strength and heat resistance of the matrix itself.

【0003】一般的に、エンジンの運転中にバルブシー
トに発生する酸化膜は、バルブとの間に介在して、バル
ブシートとバルブとの金属間接触を防止して、凝着摩耗
や焼付を防止する作用がある。しかしながら、ガスエン
ジン(例えば、コージェネレータ用)や水素エンジン等
の特殊な燃料のエンジンの場合に、燃焼が完全燃焼に近
いため、バルブシートに酸化膜がほとんど形成されな
い。このような特殊燃料の使用と過酷な負荷条件下で
は、上述したバルブシート材料を採用することができな
い。そこで、このようなエンジンに使用するバルブシー
トは、例えば、鉛合金を溶浸した焼結材料やCaF2
添加した焼結材料(特開平3−225008号公報参
照)が採用されている。
[0003] Generally, an oxide film generated on a valve seat during operation of an engine is interposed between the valve to prevent metal-to-metal contact between the valve seat and the valve, thereby preventing adhesion wear and seizure. It has the effect of preventing. However, in the case of a special fuel engine such as a gas engine (for example, for a co-generator) or a hydrogen engine, since the combustion is close to complete combustion, almost no oxide film is formed on the valve seat. Under the use of such special fuel and severe load conditions, the above-mentioned valve seat material cannot be adopted. Therefore, as a valve seat used in such an engine, for example, a sintered material in which a lead alloy is infiltrated or a sintered material to which CaF 2 is added (see JP-A-3-225008).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】鉛溶浸の焼結材料で
は、素材焼結後に鉛浴等を用いて再度加熱して溶浸する
必要があって、生産性が劣り、さらに、鉛溶浸時に蒸発
する鉛が溶浸炉の耐久性を低下させたり、作業環境を悪
化させる。また、特開平3−225008号公報のCa
2 添加焼結材料では、焼結後に鍛造を施し、再度焼結
するので生産性が一層劣る。
In the case of a lead-infiltrated sintered material, it is necessary to re-heat and infiltrate the material using a lead bath or the like after sintering the material, resulting in poor productivity and furthermore, lead infiltration. Sometimes evaporating lead reduces the durability of the infiltration furnace or worsens the working environment. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-225008 discloses Ca
In the case of the F 2 -added sintered material, forging is performed after sintering and sintering is performed again, so that productivity is further deteriorated.

【0005】本発明の目的は、ガスエンジン等の特殊燃
料を使用するエンジンに使用でき、かつ生産性および耐
摩耗性の優れたバルブシートとなるバルブシート用焼結
合金を提供することである。
An object of the present invention is to provide a sintered alloy for a valve seat which can be used for an engine using a special fuel such as a gas engine and which is excellent in productivity and wear resistance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的が、下記組
成: 炭素: 0.6〜1.0 wt% クロム: 1.6〜4.7 wt% 鉄および不可避的不純物: 残部 からなる焼結合金スケルトンのマトリックス中に、硬度
HV500〜900の硬質粒子(A)と、硬度HV10
00以上の硬質粒子(B)と、CaF2 粒子とが、 A : 20〜30 wt% B : 1〜10 wt% (A+B: 35 wt%未満) CaF2 :0.5〜7 wt% の割合で分散されており、かつ、前記スケルトンの空孔
に銅ないし銅合金が10〜20wt%溶浸されていること
を特徴とするバルブシート用焼結合金によって達成され
る。
Means for Solving the Problems The above object is achieved by the following composition: carbon: 0.6 to 1.0 wt% Chromium: 1.6 to 4.7 wt% Iron and unavoidable impurities: sinter bonding consisting of the balance In a matrix of a gold skeleton, hard particles (A) having a hardness of HV 500 to 900 and a hardness HV 10
The hard particles (B) of not less than 00 and the CaF 2 particles are: A: 20 to 30 wt% B: 1 to 10 wt% (A + B: less than 35 wt%) CaF 2 : 0.5 to 7 wt% The sintered alloy for a valve seat is characterized in that copper or a copper alloy is infiltrated with 10 to 20% by weight of pores of the skeleton.

【0007】そして、硬質粒子(A)が下記組成: 炭素: 1〜 4 wt% クロム: 10〜30 wt% ニッケル: 2〜15 wt% モリブデン:10〜30 wt% コバルト: 20〜40 wt% ニオブ: 1〜 5 wt% 鉄および不可避的不純物: 残部 の合金粉末粒子であり、および硬質粒子(B)がフェロ
モリブデン粒子であることが好ましい。
The hard particles (A) have the following composition: carbon: 1-4 wt% chromium: 10-30 wt% nickel: 2-15 wt% molybdenum: 10-30 wt% cobalt: 20-40 wt% niobium : 1 to 5 wt% iron and inevitable impurities: The balance is preferably alloy powder particles, and the hard particles (B) are preferably ferromolybdenum particles.

【0008】スケルトンのマトリックスが金型用合金工
具鋼、特に、SKD11(JISG 4404)で強化
されていることが望ましい。さらに、スケルトンのマト
リックスが焼戻しマルテンサイト組織を有することも好
ましい。
[0008] It is desirable that the matrix of the skeleton be reinforced with alloy tool steel for molds, especially SKD11 (JISG 4404). Furthermore, it is also preferred that the matrix of the skeleton has a tempered martensitic structure.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、CaF2 粒子を固体潤滑剤として
用いて、金属接触による凝着摩耗を抑制し、焼結合金の
マトリックス中に分散させる硬度の異なる2種類の硬質
粒子とその割合との最適化およびマトリックスの強化を
図ることにより、バルブシート(焼結合金)自身の摩耗
が少なく、かつ摺接相手材のバルブを摩耗させることが
少ないようにしている。そして、2種類の硬質粒子とマ
トリックスからなる焼結スケルトンだけでは、強度が十
分でないので、これを補償するために銅ないし銅合金の
溶浸を行っている。さらに、金型用合金工具鋼(SKD
11)粒子を添加してマトリックスの耐熱性を向上させ
ている。
According to the present invention, CaF 2 particles are used as a solid lubricant to suppress cohesive wear due to metal contact and to disperse in a matrix of a sintered alloy two kinds of hard particles having different hardnesses and a ratio thereof. By optimizing and strengthening the matrix, wear of the valve seat (sintered alloy) itself is reduced, and wear of the valve of the sliding contact partner is reduced. Since the strength is not sufficient with only the sintered skeleton composed of the two types of hard particles and the matrix, copper or copper alloy is infiltrated to compensate for the strength. Furthermore, alloy tool steel for molds (SKD)
11) The heat resistance of the matrix is improved by adding particles.

【0010】マトリックスの組成について、炭素(C)
はマトリックスを強化し、急冷によるマルテンサイト組
織を与える。このC量が、0.6wt%未満では、十分なマ
ルテンサイト組織が得られず、一方、1.0wt%を越える
とセメンタイトが析出し脆化し、残留オーステナイトが
出て焼入性が低下する。クロム(Cr)はマトリックス
に固溶してその高温強度を高め、硬質粒子の脱落あるい
はマトリックスへの沈み込みを防止する。このCr量
が、1.6wt%未満では、これらの効果が乏しく、一方、
4.7wt%を越えると、添加の割に高温強度の改善がそれ
以上にはない。
Regarding the composition of the matrix, carbon (C)
Strengthens the matrix and gives a martensitic structure by quenching. If the C content is less than 0.6 wt%, a sufficient martensite structure cannot be obtained, while if it exceeds 1.0 wt%, cementite precipitates and becomes embrittled, resulting in residual austenite and reduced hardenability. Chromium (Cr) forms a solid solution in the matrix to increase its high-temperature strength and prevents hard particles from falling off or sinking into the matrix. If the Cr content is less than 1.6 wt%, these effects are poor, while
If it exceeds 4.7 wt%, there is no further improvement in high-temperature strength for the addition.

【0011】マトリックス中に分散する2種類の硬質粒
子(A)および(B)は、マトリックスの耐摩耗性を高
めるものであり、硬度HV500〜900の硬質粒子
(A)のみでは、マトリックスの摩耗が大きくなり、他
方、硬度HV1000以上の硬質粒子(B)のみでは相
手材バルブの摩耗が大きくなってしまうので、これら2
種類の硬質粒子を併用する。
The two types of hard particles (A) and (B) dispersed in the matrix enhance the abrasion resistance of the matrix. With only the hard particles (A) having a hardness of HV 500 to 900, wear of the matrix is reduced. On the other hand, only the hard particles (B) having a hardness of HV1000 or more would increase the wear of the counterpart valve.
A combination of different types of hard particles is used.

【0012】硬質粒子(A)の割合が、20wt%では十
分な耐摩耗性が得られず、30wt%を越えると該硬質粒
子とマトリックスとの結合力が低下し、粉末成形時にク
ラックが入りやすくなって成形が難しくなり、成形用金
型の寿命が短くなり、かつ焼結時の寸法変化(収縮)が
大きいものとなる。そして、硬質粒子(B)の割合が、
1wt%未満では添加の効果がなく、10wt%を越えると
粉末成形時にクラックが入りやすくなって成形が難しく
なり、成形用金型の寿命が短くなり、かつ相手材のバル
ブフェース部の摩耗が大きくなってしまう。さらに、こ
れら2種類の硬質粒子(A+B)の合計割合が、35wt
%を越えると粉末の流動性が悪化し粉末成形が難しくな
り、かつ製造時の重量のばらつきが大きくなる。
When the proportion of the hard particles (A) is 20% by weight, sufficient abrasion resistance cannot be obtained, and when it exceeds 30% by weight, the bonding force between the hard particles and the matrix is reduced, and cracks are apt to be formed during powder molding. As a result, molding becomes difficult, the life of the molding die is shortened, and the dimensional change (shrinkage) during sintering becomes large. And the ratio of the hard particles (B) is
If it is less than 1 wt%, the effect of addition is not obtained. If it exceeds 10 wt%, cracks are apt to be formed during powder molding, making molding difficult, shortening the life of the molding die and increasing the wear of the valve face of the mating material. turn into. Furthermore, the total ratio of these two types of hard particles (A + B) is 35 wt.
%, The fluidity of the powder deteriorates, the powder molding becomes difficult, and the variation in weight during production increases.

【0013】CaF2 粒子は、高温で安定な固体潤滑剤
であり、バルブシートとバルブとの金属間接触を防止し
て凝着摩耗を抑制する作用があり、0.5wt%未満では
摩耗量を低減させる効果が乏しく、7wt%を越えるとバ
ルブシートの強度低下を招き、かつ摩耗量が増加するよ
うになる。
CaF 2 particles are solid lubricants that are stable at high temperatures and have the effect of preventing metal-to-metal contact between the valve seat and the valve to suppress cohesive wear. The effect of reducing the amount is poor. If it exceeds 7% by weight, the strength of the valve seat decreases, and the amount of wear increases.

【0014】金型用合金工具鋼(SKD11)粒子はマ
トリックスの耐熱性を高める効果があり、その為に添加
され、5wt%未満ではその効果が乏しく、15wt%を越
えると圧粉成形体にクラック(亀裂)が入り易くなり、
かつ高温強度の増加も飽和する。
The alloy tool steel for mold (SKD11) has an effect of increasing the heat resistance of the matrix, and is added for that purpose. If it is less than 5% by weight, the effect is poor, and if it exceeds 15% by weight, cracks occur in the compact. (Cracks) easily enter,
In addition, the increase in high-temperature strength is saturated.

【0015】上述した要件を満たした焼結体はそのスケ
ルトンに空孔があり、この空孔をその空孔量に依存して
10〜20wt%の溶浸量にて銅ないし銅合金で満たすな
らば、焼結体の強度および熱伝導性を高めることによ
り、耐摩耗性・耐熱性を高めることができる。20wt%
を越えると、高温強度、クリープ強度が低下する。硬質
粒子(A)は、Fe−Cr、Fe−Mo、Fe−Nb、
Ni、Co、黒鉛などの材料を下記の組成となるように
配合し、溶解し、鋳造して鋼塊とし、該鋼塊を機械的に
粉砕し、分級して150メッシュ以下の合金粉末とした
ものが好ましい。
The sintered body satisfying the above requirements has voids in its skeleton, and if these voids are filled with copper or copper alloy at an infiltration amount of 10 to 20% by weight depending on the amount of the voids, For example, abrasion resistance and heat resistance can be increased by increasing the strength and thermal conductivity of the sintered body. 20wt%
If it exceeds, the high temperature strength and the creep strength decrease. Hard particles (A) are Fe-Cr, Fe-Mo, Fe-Nb,
Materials such as Ni, Co, and graphite are blended so as to have the following composition, melted and cast to form a steel ingot, and the steel ingot is mechanically pulverized and classified to obtain an alloy powder of 150 mesh or less. Are preferred.

【0016】 炭素: 1〜 4 wt% クロム: 10〜30 wt% ニッケル: 2〜15 wt% モリブデン:10〜30 wt% コバルト: 20〜40 wt% ニオブ: 1〜 5 wt% 鉄および不可避的不純物: 残部 この合金粉末粒子はこの組成範囲内で該粒子の硬度(H
V500〜900)を含めた機械的特性を適宜調整でき
る。なお、この合金粉末は本出願人が特公昭57−19
188号公報にて提案したものである。
Carbon: 1-4 wt% Chromium: 10-30 wt% Nickel: 2-15 wt% Molybdenum: 10-30 wt% Cobalt: 20-40 wt% Niobium: 1-5 wt% Iron and inevitable impurities : Balance The hardness of the alloy powder particles (H
V500 to 900) can be appropriately adjusted. This alloy powder was prepared by the present applicant by Japanese Patent Publication No. 57-19 / 1982.
No. 188.

【0017】そして、硬質粒子(B)は、200メッシ
ュ以下の低炭素フェロモリブデン粒子(粉末)であるこ
とが好ましいが、硬度HV1000以上に硬い粒子であ
れば、タングステン(W)を含む高合金(C−Cr−W
−Co系合金やC−Cr−W−Fe系合金)の硬質粒子
などであってもよい。
The hard particles (B) are preferably low-carbon ferromolybdenum particles (powder) having a mesh size of 200 mesh or less. If the hard particles have a hardness of HV1000 or more, a high alloy containing tungsten (W) ( C-Cr-W
-Co-based alloy or C-Cr-W-Fe-based alloy).

【0018】[0018]

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例および比較例によって本発明を詳細に説明する。実
施例および比較例の焼結合金を製造するのに使用する原
料粉末を用意する。硬質粒子(A)としては、Fe−C
r、Fe−Mo、Fe−Nb、Ni、Coおよび黒鉛を
下記記載の組成となるように配合し、溶解し、鋳造して
鋼塊とし、該鋼塊を機械的に粉砕し、分級して150メ
ッシュ以下の合金粉末とする。 炭素: 2 wt% クロム: 20 wt% ニッケル: 8 wt% モリブデン: 20 wt% コバルト: 32 wt% ニオブ: 2 wt% 鉄および不可避的不純物: 残部 このようにして、硬度HV600〜800、最大粒径1
00μm、平均粒径50μmの硬質粒子(A)を用意す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings with reference to embodiments and comparative examples of the present invention. Raw material powders used for producing the sintered alloys of the examples and comparative examples are prepared. As the hard particles (A), Fe-C
r, Fe-Mo, Fe-Nb, Ni, Co and graphite are blended to have the composition described below, melted, cast into a steel ingot, and the steel ingot is mechanically pulverized and classified. An alloy powder of 150 mesh or less is used. Carbon: 2 wt% Chromium: 20 wt% Nickel: 8 wt% Molybdenum: 20 wt% Cobalt: 32 wt% Niobium: 2 wt% Iron and inevitable impurities: balance In this way, the hardness HV is 600 to 800 and the maximum particle size. 1
Hard particles (A) having a size of 00 μm and an average particle size of 50 μm are prepared.

【0019】硬質粒子(B)としては、硬度HV130
0、最大粒径75μm、平均粒径30μmの低炭素フェ
ロモリブデン粉末を用意する。CaF2 粒子としては、
最大粒径150μm、平均粒径45μmの粉末を用意す
る。
As the hard particles (B), hardness HV130
0, a low carbon ferromolybdenum powder having a maximum particle size of 75 μm and an average particle size of 30 μm is prepared. As CaF 2 particles,
A powder having a maximum particle size of 150 μm and an average particle size of 45 μm is prepared.

【0020】鉄系焼結合金(スケルトン)のマトリック
スを構成する材料として、SKD11鋼粉、Fe−3%
Cr、FeおよびCの粉末を用意する。SKD11鋼粉
は、最大粒径160μm、平均粒径60μmのものであ
る。
As a material constituting a matrix of an iron-based sintered alloy (skeleton), SKD11 steel powder, Fe-3%
A powder of Cr, Fe and C is prepared. The SKD11 steel powder has a maximum particle size of 160 μm and an average particle size of 60 μm.

【0021】これらの原料粉末を表1に示すように所定
割合で用意し、ステアリン酸亜鉛を1wt%添加して混合
し、成型圧力5トン/cm2 で圧縮成型して圧粉成形体
(密度:6.3〜6.9g/cm3 、リング形状)を形成す
る。この成形体の上部に所定量の溶浸用銅合金(例え
ば、Cu−Fe−Mn系合金)を配置して、アンモニア
分解ガス雰囲気中で、1120℃の温度にて30分間焼
結を行う。この焼結と同時に溶浸も行われ、成形体密度
が6.8の場合に、可能な銅合金溶浸量は最大17%にな
るが、スケルトン密度のばらつきもあって、焼結体中の
溶浸量は10〜20wt%の範囲にある。
These raw material powders were prepared at predetermined ratios as shown in Table 1, 1 wt% of zinc stearate was added and mixed, and the mixture was compression-molded at a molding pressure of 5 ton / cm 2 to obtain a green compact (density). : 6.3 to 6.9 g / cm 3 , ring shape). A predetermined amount of a copper alloy for infiltration (e.g., a Cu-Fe-Mn-based alloy) is arranged on the upper part of the compact, and sintering is performed at a temperature of 1120 ° C for 30 minutes in an ammonia decomposition gas atmosphere. Infiltration is performed simultaneously with this sintering. When the compact density is 6.8, the possible copper alloy infiltration amount is up to 17%, but there is variation in the skeleton density, The amount of infiltration is in the range of 10-20% by weight.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】表1に示すように、試料No. 1〜7が本発
明の実施例であり、試料No. 8〜16が比較例である。
試料No. 8および9は銅溶浸量が本発明の限定範囲から
外れており、試料No. 10および11はCaF2 粒子量
が本発明の限定範囲よりも少ない場合であり、試料No.
12〜14はSDK11粒子量が本発明の限定範囲より
も少ない場合であり(試料No. 13は硬質粒子Aが少な
くかつ硬質粒子Bが多く場合であり、試料No. 14は硬
質粒子Bがない場合であり)、試料No. 15は硬質粒子
Aが多くかつ硬質粒子Bがない場合であり、そして試料
No. 16はCaF2 粒子量が本発明の限定範囲よりも多
い場合である。
As shown in Table 1, Sample Nos. 1 to 7 are Examples of the present invention, and Sample Nos. 8 to 16 are Comparative Examples.
Samples Nos. 8 and 9 had copper infiltration amounts outside the limited range of the present invention, and Sample Nos. 10 and 11 were cases where the amount of CaF 2 particles was smaller than the limited range of the present invention.
Samples Nos. 12 to 14 are cases where the amount of SDK11 particles is smaller than the limited range of the present invention (Sample No. 13 is a case where hard particles A are small and hard particles B are many), and Sample No. 14 is a case where hard particles B are not. Sample No. 15 is a case where the hard particles A are large and the hard particles B are absent, and
No. 16 is a case where the amount of CaF 2 particles is larger than the limited range of the present invention.

【0024】得られる焼結合金リング(バルブシート)
にサブゼロ処理を含む焼入・焼戻し処理を施して、マト
リックスが焼戻しマルテンサイト組織を有するようにす
る。この処理はバルブシートのシリンダヘッドからの脱
落を抑制防止することに寄与する。得られた焼結合金リ
ング(バルブシート)を図1に示すようなバルブシート
摩耗試験機に取り付けて下記条件で摩耗試験を行い、バ
ルブシートおよび相手材のバルブのフェース面の摩耗を
測定する。バルブシートの加熱をガスバーナにて行い、
その際に、バルブシートの表面に酸化膜が生じないよう
にガスバーナの燃焼状態を完全燃焼とする。
The resulting sintered alloy ring (valve seat)
Is subjected to a quenching / tempering treatment including a sub-zero treatment so that the matrix has a tempered martensite structure. This process contributes to preventing the valve seat from falling off the cylinder head. The obtained sintered alloy ring (valve seat) is attached to a valve seat abrasion tester as shown in FIG. 1, and a wear test is performed under the following conditions to measure the abrasion of the face of the valve seat and the mating valve. Heat the valve seat with a gas burner,
At this time, the combustion state of the gas burner is set to complete combustion so that no oxide film is formed on the surface of the valve seat.

【0025】試験条件: バルブ材料: 耐熱鋼(SUH3) バルブシート温度: 300℃ カムシャフト回転数: 2000rpm 試験時間: 10時間Test conditions: Valve material: Heat resistant steel (SUH3) Valve seat temperature: 300 ° C. Camshaft rotation speed: 2000 rpm Test time: 10 hours

【0026】なお、バルブシート摩耗試験機は、図1に
示すように、枠1のシートホルダー2に嵌め込まれた焼
結合金リング(バルブシート)3に対して、バルブ4の
フェース面がスプリング5によって当接するようになっ
ている。バルブ4は、電動機6で回転するカムシャフト
7によってロッド8を介して上方へ持ち上げられ、スプ
リング5で戻され、このような往復運動で焼結合金リン
グ(バルブシート)3に当たる。そして、バルブ4をガ
スバーナー9にて加熱し、焼結合金リング(バルブシー
ト)3の温度を熱電対10で測定している。バルブ4、
スプリング5、カムシャフト8、ロッド8などはエンジ
ン実機部品を用いている。
In the valve seat wear tester, as shown in FIG. 1, a face of a valve 4 is attached to a sintered alloy ring (valve seat) 3 fitted in a seat holder 2 of a frame 1 by a spring 5. Is to be brought into contact. The valve 4 is lifted upward via a rod 8 by a camshaft 7 rotated by an electric motor 6, returned by a spring 5, and hits the sintered alloy ring (valve seat) 3 by such a reciprocating motion. Then, the valve 4 is heated by the gas burner 9, and the temperature of the sintered alloy ring (valve seat) 3 is measured by the thermocouple 10. Valve 4,
The spring 5, the camshaft 8, the rod 8, and the like use parts of an actual engine.

【0027】得られた摩耗量測定値を表1に示す。これ
らの摩耗量結果から、本発明に係るバルブシート(試料
No. 1〜7)では、バルブシート自身の摩耗量および相
手材バルブの摩耗量の両方とも比較例の場合よりも少な
いことが分かる。また、酸化膜の生成がなかったこと
が、試験後にバルブシート(試料)の摺動面および断面
組織を観察して確認した。
Table 1 shows the measured values of the obtained wear amount. From the results of these wear amounts, the valve seat according to the present invention (sample
In Nos. 1 to 7), it can be seen that both the abrasion amount of the valve seat itself and the abrasion amount of the mating valve are smaller than those of the comparative example. Further, it was confirmed by observation of the sliding surface and the cross-sectional structure of the valve seat (sample) after the test that no oxide film was formed.

【0028】図2は、CaF2 添加量とバルブシートお
よびバルブの摩耗量との関係を表1での試料No. 1〜
5、19、11および16の結果に基づいてグラフにし
たものであり、0.5〜7wt%の添加量が好適であるこ
とが分かる。
FIG. 2 shows the relationship between the amount of CaF 2 added and the amount of wear of the valve seat and the valve.
It is a graph based on the results of 5, 19, 11 and 16, and it is understood that the addition amount of 0.5 to 7 wt% is suitable.

【0029】なお、本発明に係るバルブシートを、特公
昭56−44123号公報にて提案されたような異なる
組成の基層と当接層とからなる2層複合焼結バルブシー
トでの当接層に使用することもできる。
The valve seat according to the present invention is used as a contact layer in a two-layer composite sintered valve seat comprising a base layer and a contact layer having different compositions as proposed in Japanese Patent Publication No. 56-44123. It can also be used for

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る焼結
合金バルブシートでは、固体潤滑剤のCaF2 添加、2
種類の硬質粒子の組合せ、マトリックスの強化、合金工
具鋼添加の耐熱性向上およびスケルトンの溶浸強化によ
って、酸化膜の生じない特殊燃料での過酷な負荷条件に
おいてもバルブシート自身の耐摩耗性が優れかつ相手材
のバルブの摩耗をあまり招かない。また、従来の焼結合
金バルブシート製造方法に準じて本発明に係るバルブシ
ートを容易に製造することができる。
As described above, in the sintered alloy valve seat according to the present invention, the addition of CaF 2 as a solid lubricant,
The combination of different types of hard particles, strengthened matrix, improved heat resistance by adding alloy tool steel, and enhanced infiltration of the skeleton ensure that the wear resistance of the valve seat itself even under severe load conditions with special fuels that do not generate oxide films Excellent and does not cause much wear of the valve of the mating material. Further, the valve seat according to the present invention can be easily manufactured according to the conventional method for manufacturing a sintered alloy valve seat.

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

【図1】バルブシート摩耗機の概略部分断面図である。FIG. 1 is a schematic partial sectional view of a valve seat wear machine.

【図2】CaF2 添加量とバルブシートおよびバルブの
摩耗量との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of CaF 2 added and the amount of wear of a valve seat and a valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…枠 2…シートホルダー 3…バルブシート(焼結合金リング) 4…バルブ 5…スプリング 7…カムシャフト 8…ロッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame 2 ... Seat holder 3 ... Valve seat (sintered alloy ring) 4 ... Valve 5 ... Spring 7 ... Camshaft 8 ... Rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 C22C 33/02 B22F 1/00 - 8/00 F01L 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 38/00-38/60 C22C 33/02 B22F 1/00-8/00 F01L 3/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 炭素: 0.6〜1.0 wt% クロム: 1.6〜4.7 wt% 鉄および不可避的不純物: 残部 からなる焼結合金スケルトンのマトリックス中に、硬度
HV500〜900の硬質粒子(A)と、硬度HV10
00以上の硬質粒子(B)と、CaF2 粒子が、 A : 20〜30 wt% B : 1〜10 wt% (A+B: 35 wt%未満) CaF2 :0.5〜7 wt% の割合で分散されており、かつ、前記スケルトンの空孔
に銅ないし銅合金が10〜20wt%溶浸されていること
を特徴とするバルブシート用焼結合金。
1. Carbon: 0.6 to 1.0 wt% Chromium: 1.6 to 4.7 wt% Iron and unavoidable impurities: balance Hard particles (A) and hardness HV10
The hard particles (B) of not less than 00 and the CaF 2 particles are: A: 20 to 30 wt% B: 1 to 10 wt% (A + B: less than 35 wt%) CaF 2 : 0.5 to 7 wt% A sintered alloy for a valve seat, wherein the sintered alloy is dispersed and copper or copper alloy is infiltrated into pores of the skeleton by 10 to 20% by weight.
【請求項2】 前記硬質粒子(A)が下記組成: 炭素: 1〜 4 wt% クロム: 10〜30 wt% ニッケル: 2〜15 wt% モリブデン:10〜30 wt% コバルト: 20〜40 wt% ニオブ: 1〜 5 wt% 鉄および不可避的不純物: 残部 の合金粉末粒子であり、および前記硬質粒子(B)がフ
ェロモリブデン粒子であることを特徴とする請求項1記
載の焼結合金。
2. The hard particles (A) have the following composition: carbon: 1 to 4 wt% chromium: 10 to 30 wt% nickel: 2 to 15 wt% molybdenum: 10 to 30 wt% cobalt: 20 to 40 wt% Niobium: 1 to 5 wt% Iron and inevitable impurities: The balance is alloy powder particles, and the hard particles (B) are ferromolybdenum particles.
【請求項3】 前記焼結合金スケルトンのマトリックス
中に、金型用合金工具鋼粉が5〜15wt%含まれている
ことを特徴とする請求項1記載の焼結合金。
3. The sintered alloy according to claim 1, wherein the matrix of the sintered alloy skeleton contains 5 to 15 wt% of alloy tool steel powder for a mold.
JP01324992A 1992-01-28 1992-01-28 Sintered alloy for valve seat Expired - Fee Related JP3186816B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01324992A JP3186816B2 (en) 1992-01-28 1992-01-28 Sintered alloy for valve seat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01324992A JP3186816B2 (en) 1992-01-28 1992-01-28 Sintered alloy for valve seat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05202451A JPH05202451A (en) 1993-08-10
JP3186816B2 true JP3186816B2 (en) 2001-07-11

Family

ID=11827938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01324992A Expired - Fee Related JP3186816B2 (en) 1992-01-28 1992-01-28 Sintered alloy for valve seat

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3186816B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657766B2 (en) 2000-03-31 2003-12-02 Sharp Kabushiki Kaisha Reflective display device and retro-reflector used therefor
US6951579B2 (en) 2002-03-15 2005-10-04 Teikoku Piston Ring Co., Ltd. Sintered alloy for valve seats, valve seat and manufacturing method thereof

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08134607A (en) * 1994-11-09 1996-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Wear resistant ferrous sintered alloy for valve seat
JP3346306B2 (en) * 1998-11-18 2002-11-18 三菱マテリアル株式会社 Valve seat made of iron-based sintered alloy
JP3346321B2 (en) * 1999-02-04 2002-11-18 三菱マテリアル株式会社 High strength Fe-based sintered valve seat
GB2440737A (en) * 2006-08-11 2008-02-13 Federal Mogul Sintered Prod Sintered material comprising iron-based matrix and hard particles
JP6290107B2 (en) * 2013-01-31 2018-03-07 日本ピストンリング株式会社 Valve seat for internal combustion engine having excellent wear resistance and method for producing the same
CN108026800B (en) * 2015-10-02 2020-06-09 株式会社理研 Sintered valve seat
JP7286037B1 (en) * 2022-12-09 2023-06-02 Tpr株式会社 Ferrous sintered alloy valve seats

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657766B2 (en) 2000-03-31 2003-12-02 Sharp Kabushiki Kaisha Reflective display device and retro-reflector used therefor
US6951579B2 (en) 2002-03-15 2005-10-04 Teikoku Piston Ring Co., Ltd. Sintered alloy for valve seats, valve seat and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05202451A (en) 1993-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3928782B2 (en) Method for producing sintered alloy for valve seat
JP4368245B2 (en) Hard particle dispersion type iron-based sintered alloy
JP4891421B2 (en) Powder metallurgy mixture and method for producing powder metallurgy parts using the same
JP3926320B2 (en) Iron-based sintered alloy valve seat and method for manufacturing the same
JP3520093B2 (en) Secondary hardening type high temperature wear resistant sintered alloy
JP3952344B2 (en) Wear-resistant iron-based sintered alloy material for valve seat and valve seat made of iron-based sintered alloy
US5031878A (en) Valve seat made of sintered iron base alloy having high wear resistance
JP2799235B2 (en) Valve seat insert for internal combustion engine and method of manufacturing the same
US20020084004A1 (en) Iron-based sintered alloy material for valve seat and valve seat made of iron-based sintered alloy
EP0167034A1 (en) Valve-seat insert for internal combustion engines and its production
JP3784926B2 (en) Ferrous sintered alloy for valve seat
JP4299042B2 (en) Iron-based sintered alloy, valve seat ring, raw material powder for producing iron-based sintered alloy, and method for producing iron-based sintered alloy
JP3186816B2 (en) Sintered alloy for valve seat
JP3434527B2 (en) Sintered alloy for valve seat
JP3809944B2 (en) Hard particle dispersed sintered alloy and method for producing the same
JPH0233848B2 (en) KOONTAIMAMOSEIBARUBUSHIITO
US3758281A (en) Msintered alloy and wear resisting sliding parts manufactured therefro
KR20120131790A (en) Sintered steel alloy for wear resistance at high temperatures and fabrication method of valve-seat using the same
JPH0633184A (en) Production of sintered alloy for valve seat excellent in wear resistance
JPH05179390A (en) Sintered alloy for valve seat
JP3068127B2 (en) Wear-resistant iron-based sintered alloy and method for producing the same
JP3763605B2 (en) Sintered alloy material for valve seats
JP2000239809A (en) Fe BASE SINTERED ALLOY FOR VALVE SEAT OR THE LIKE
JPH09287422A (en) Manufacture for sintered alloy connection type valve sheet and connection type valve sheet sintered alloy material
JP3264092B2 (en) Wear-resistant iron-based sintered alloy and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees