JP3362241B2 - エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
エンジンバルブの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に用いられる
エンジンバルブを製造する方法に関し、特に、他の構成
部材に当接するバルブフェースやステムの軸端を硬質材
料で形成して、摩耗を防止するようにしたエンジンバル
ブの製造方法に関する。
エンジンバルブを製造する方法に関し、特に、他の構成
部材に当接するバルブフェースやステムの軸端を硬質材
料で形成して、摩耗を防止するようにしたエンジンバル
ブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にエンジンバルブは、素材の圧延線
材を所要の長さに切断したのち、熱間鍛造により概略の
形状に成形し、熱処理、歪み矯正、焼鈍等の工程や機械
加工工程を経て所望のエンジンバルブに形成される。
材を所要の長さに切断したのち、熱間鍛造により概略の
形状に成形し、熱処理、歪み矯正、焼鈍等の工程や機械
加工工程を経て所望のエンジンバルブに形成される。
【０００３】エンジンバルブにおけるバルブフェースや
ステムの軸端は、エンジンの運転中にバルブシートやロ
ッカアームに反復して接触するため、比較的摩耗しやす
い部分である。この部分の摩耗を防止するために、バル
ブフェースやステムの軸端を、エンジンバルブの本体を
形成する金属材料よりも、耐摩耗性に優れた硬質材料、
例えばステライト等により形成することが知られてい
る。
ステムの軸端は、エンジンの運転中にバルブシートやロ
ッカアームに反復して接触するため、比較的摩耗しやす
い部分である。この部分の摩耗を防止するために、バル
ブフェースやステムの軸端を、エンジンバルブの本体を
形成する金属材料よりも、耐摩耗性に優れた硬質材料、
例えばステライト等により形成することが知られてい
る。
【０００４】このような硬質材料は、通常、エンジンバ
ルブの本体を所定形状に成形したのち、肉盛溶接や抵抗
加熱溶接等により所要部に固着している。
ルブの本体を所定形状に成形したのち、肉盛溶接や抵抗
加熱溶接等により所要部に固着している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、エンジ
ンバルブの本体を成形したのち、硬質材料を固着したの
では、エンジンバルブの製造工程が増加し、製造コスト
が高価となる問題がある。
ンバルブの本体を成形したのち、硬質材料を固着したの
では、エンジンバルブの製造工程が増加し、製造コスト
が高価となる問題がある。
【０００６】また、バルブ本体の金属材料と硬質金属材
料とを、充分に一体化するように溶着する作業は、高度
の熟練を必要とし、ともすれば接合が不完全になって、
品質が不安定になる問題がある。
料とを、充分に一体化するように溶着する作業は、高度
の熟練を必要とし、ともすれば接合が不完全になって、
品質が不安定になる問題がある。
【０００７】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたもので、バルブフェースやステムの軸端を硬
質金属材料で形成したエンジンバルブを、容易かつ確実
に製造する方法を提供することを目的とする。
になされたもので、バルブフェースやステムの軸端を硬
質金属材料で形成したエンジンバルブを、容易かつ確実
に製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 （１） エンジンバルブの本体形成用の金属粉末の上部
に、所要厚さの硬質の金属粉末の層を形成して、円柱状
をなす圧粉体を圧縮成形したのち、該圧粉体を焼結し、
焼結後の素材をエンジンバルブ成形用のダイに挿入して
熱間搾出鍛造をする。
題は、次のようにして解決される。 （１） エンジンバルブの本体形成用の金属粉末の上部
に、所要厚さの硬質の金属粉末の層を形成して、円柱状
をなす圧粉体を圧縮成形したのち、該圧粉体を焼結し、
焼結後の素材をエンジンバルブ成形用のダイに挿入して
熱間搾出鍛造をする。
【０００９】（２） 上記（１）項において、本体形成
用の金属粉末の下部に、ステムの端部形成用の硬質の金
属粉末の層を形成する。
用の金属粉末の下部に、ステムの端部形成用の硬質の金
属粉末の層を形成する。
【００１０】
【作用】本体形成用の金属粉末とその上端部の硬質の金
属粉末の層とを圧粉体として焼結し、焼結後の素材を熱
間搾出鍛造することにより、製造されたエンジンバルブ
におけるフェース部に相当する上端部に、硬質金属層が
形成される。
属粉末の層とを圧粉体として焼結し、焼結後の素材を熱
間搾出鍛造することにより、製造されたエンジンバルブ
におけるフェース部に相当する上端部に、硬質金属層が
形成される。
【００１１】
【実施例】図１〜図３は、本発明によるエンジンバルブ
の製造工程の一例を示す説明図で、この実施例は、内燃
機関の排気用のエンジンバルブを製造する場合のもので
ある。
の製造工程の一例を示す説明図で、この実施例は、内燃
機関の排気用のエンジンバルブを製造する場合のもので
ある。
【００１２】本発明に適用される素材(10)は、図１に示
すように、エンジンバルブの本体を形成するためのオー
ステナイト系の耐熱鋼よりなる本体部(11)の両端に、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｆｅ基の硬質金属材料、たとえばステライ
ト、トリバロイ、ＮｉＣｒ等の硬質層(12)及び(13)をそ
れぞれ接合して、円柱状に形成されている。
すように、エンジンバルブの本体を形成するためのオー
ステナイト系の耐熱鋼よりなる本体部(11)の両端に、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｆｅ基の硬質金属材料、たとえばステライ
ト、トリバロイ、ＮｉＣｒ等の硬質層(12)及び(13)をそ
れぞれ接合して、円柱状に形成されている。
【００１３】本体部(11)及び各硬質層(12)(13)は、それ
ぞれの金属材料の粉末を圧縮成型することにより、円柱
状の圧粉体を形成した後、焼結処理により一体的に結合
されている。
ぞれの金属材料の粉末を圧縮成型することにより、円柱
状の圧粉体を形成した後、焼結処理により一体的に結合
されている。
【００１４】図２は、図１の素材(10)を加熱したのち、
中間成型用ダイ(25)へ挿入し、プレス装置により中間成
型品を形成する第１次熱間搾出鍛造工程を示す。
中間成型用ダイ(25)へ挿入し、プレス装置により中間成
型品を形成する第１次熱間搾出鍛造工程を示す。
【００１５】この第１次熱間搾出鍛造により、図示のよ
うに、本体部(11)により大径のヘッド(21)と小径のステ
ム(24)とが形成され、また素材(10)の上端側に接合され
た硬質層(12)は、ヘッド(21)の上面において薄肉に圧縮
された硬質層(22)を形成する。
うに、本体部(11)により大径のヘッド(21)と小径のステ
ム(24)とが形成され、また素材(10)の上端側に接合され
た硬質層(12)は、ヘッド(21)の上面において薄肉に圧縮
された硬質層(22)を形成する。
【００１６】一方、素材(10)の下端側に接合された硬質
層(13)は、ステム(24)の軸端に接合された硬質層(23)を
形成する。
層(13)は、ステム(24)の軸端に接合された硬質層(23)を
形成する。
【００１７】第１次熱間搾出鍛造工程に際して、ヘッド
(21)及びステム(24)の部分は、高度に圧縮されるため、
焼結により発生した素材(10)の内部の空孔が圧壊され、
組織が緻密になって密度が高くなり、充分な強度を備え
るようになる。
(21)及びステム(24)の部分は、高度に圧縮されるため、
焼結により発生した素材(10)の内部の空孔が圧壊され、
組織が緻密になって密度が高くなり、充分な強度を備え
るようになる。
【００１８】次いで、図３に示すように、第２次鍛造工
程により、上記中間成型品をエンジンバルブ成形用のダ
イ(26)に挿入し、プレスによりヘッド(21)を強圧するこ
とにより、傘形をなすバルブヘツド(32)の上端部、すな
わちバルブフェースに相当する部分が硬質金属層(32)と
なったエンジンバルブが得られる。
程により、上記中間成型品をエンジンバルブ成形用のダ
イ(26)に挿入し、プレスによりヘッド(21)を強圧するこ
とにより、傘形をなすバルブヘツド(32)の上端部、すな
わちバルブフェースに相当する部分が硬質金属層(32)と
なったエンジンバルブが得られる。
【００１９】第２次鍛造工程により、必要部分が硬化さ
れた、ほぼ最終的な形状のエンジンバルブに成形するこ
とができるので、その後の機械加工を削減することがで
き、かつ従来のように、後工程において硬質材料を固着
する手間が省けるので、バルブの製造工程を著しく短縮
することができる。
れた、ほぼ最終的な形状のエンジンバルブに成形するこ
とができるので、その後の機械加工を削減することがで
き、かつ従来のように、後工程において硬質材料を固着
する手間が省けるので、バルブの製造工程を著しく短縮
することができる。
【００２０】上述した実施例は、排気用のエンジンバル
ブを製造する場合のものであり、この場合、図１の本体
部(11)は、オーステナイト系（たとえば、ＳＵＨ３６
等）の合金粉末の圧粉体で構成されている。
ブを製造する場合のものであり、この場合、図１の本体
部(11)は、オーステナイト系（たとえば、ＳＵＨ３６
等）の合金粉末の圧粉体で構成されている。
【００２１】吸気用のエンジンバルブの場合は、本体部
(11)をマルテンサイト系（たとえば、ＳＵＨ３等）の合
金粉末の圧粉体とすればよい。この際、ステムの軸端は
焼入れにより硬化しうるので、硬質層(13)は不要とな
る。
(11)をマルテンサイト系（たとえば、ＳＵＨ３等）の合
金粉末の圧粉体とすればよい。この際、ステムの軸端は
焼入れにより硬化しうるので、硬質層(13)は不要とな
る。
【００２２】すなわち、吸気用のエンジンバルブを製造
する場合は、図１における本体部(11)をマルテンサイト
系の材料の圧粉体で構成し、その一端に硬質層(12)のみ
を接合した素材を、上述した第１次熱間搾出鍛造工程及
び第２次鍛造工程により成形すればよい。
する場合は、図１における本体部(11)をマルテンサイト
系の材料の圧粉体で構成し、その一端に硬質層(12)のみ
を接合した素材を、上述した第１次熱間搾出鍛造工程及
び第２次鍛造工程により成形すればよい。
【００２３】なお、上述した実施例は、第１次工程によ
り中間成型品を成型し、次いで第２次工程により所望の
エンジンバルブを成型する２段階の工程として説明した
が、中間成型品を成型する工程を省略して、図１の円柱
形圧粉体の素材から、図３に示すエンジンバルブを直接
に鍛造成型することも可能である。
り中間成型品を成型し、次いで第２次工程により所望の
エンジンバルブを成型する２段階の工程として説明した
が、中間成型品を成型する工程を省略して、図１の円柱
形圧粉体の素材から、図３に示すエンジンバルブを直接
に鍛造成型することも可能である。
【００２４】
(ａ)バルブフェースが硬質金属の層で形成されたエンジ
ンバルブを、通常の熱間搾出鍛造工程により簡単に製造
することができる。
ンバルブを、通常の熱間搾出鍛造工程により簡単に製造
することができる。
【００２５】(ｂ)硬質金属層を形成する金属材料は、圧
粉体及びその焼結工程において、本体部に強固に接合さ
れるので、鍛造工程中やエンジンの運転中に、本体部か
ら剥離するおそれがなく、耐久性に優れたエンジンバル
ブが得られる。
粉体及びその焼結工程において、本体部に強固に接合さ
れるので、鍛造工程中やエンジンの運転中に、本体部か
ら剥離するおそれがなく、耐久性に優れたエンジンバル
ブが得られる。
【００２６】(ｃ)素材は、圧粉体を焼結したものである
ため、素材の組成を原料粉の段階で任意に選択すること
ができ、所望の特性（強度、耐熱性等）を備えるエンジ
ンバルブを容易に製造することができる。
ため、素材の組成を原料粉の段階で任意に選択すること
ができ、所望の特性（強度、耐熱性等）を備えるエンジ
ンバルブを容易に製造することができる。
【００２７】(ｄ)素材を焼結により形成すると、所要の
規格に合致した重量ムラのないものが容易に得られるた
め、これを鍛造成型したエンジンバルブは、長さ寸法等
に大きな誤差がなく、不良品の発生率が減少し、材料の
歩留まりを向上させることができる。
規格に合致した重量ムラのないものが容易に得られるた
め、これを鍛造成型したエンジンバルブは、長さ寸法等
に大きな誤差がなく、不良品の発生率が減少し、材料の
歩留まりを向上させることができる。
【００２８】(ｅ)総合効果として、エンジンバルブの製
造コストの低減、及び製品の品質向上を図ることが可能
になる。
造コストの低減、及び製品の品質向上を図ることが可能
になる。
【００２９】(ｆ)請求項２記載の発明によれば、ステム
の軸端に硬質金属層を容易に形成しうる。
の軸端に硬質金属層を容易に形成しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に適用される焼結後の素材を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】第１次熱間搾出鍛造工程により成型された中間
成型品を示す縦断面図である。
成型品を示す縦断面図である。
【図３】第２次鍛造工程により成型されたエンジンバル
ブを示す縦断面図である。
ブを示す縦断面図である。
(10) 素材
(11) 本体部
(12) 硬質層
(13) 硬質層
(21) ヘッド
(22) 硬質層
(23) 硬質層
(24) ステム
(25) 中間成型用ダイ
(26) ダイ
(31) バルブヘッド
(32) 硬質層
(33) 硬質層
(34) ステム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０１Ｌ 3/24 Ｆ０１Ｌ 3/24 Ｄ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01L 3/02 - 3/24
B21J 5/02
B21K 1/22
B22F 3/24
B22F 5/00
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンバルブの本体形成用の金属粉末
の上部に、所要厚さの硬質の金属粉末の層を形成して、
円柱状をなす圧粉体を圧縮成形したのち、該圧粉体を焼
結し、焼結後の素材をエンジンバルブ成形用のダイに挿
入して熱間搾出鍛造をすることを特徴とするエンジンバ
ルブの製造方法。 - 【請求項２】 本体形成用の金属粉末の下部に、ステム
の端部形成用の硬質の金属粉末の層を形成することを特
徴とする請求項１記載のエンジンバルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19305394A JP3362241B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19305394A JP3362241B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | エンジンバルブの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861025A JPH0861025A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3362241B2 true JP3362241B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=16301407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19305394A Expired - Fee Related JP3362241B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362241B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3559717B2 (ja) | 1998-10-29 | 2004-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンバルブの製造方法 |
| DK177071B1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-30 | Man Diesel & Turbo Deutschland | Exhaust valve spindle for an internal combustion engine and a method of manufacture thereof |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP19305394A patent/JP3362241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0861025A (ja) | 1996-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |