JP3424556B2 - バルブリフター及びその製造方法 - Google Patents

バルブリフター及びその製造方法

Info

Publication number
JP3424556B2
JP3424556B2 JP20363798A JP20363798A JP3424556B2 JP 3424556 B2 JP3424556 B2 JP 3424556B2 JP 20363798 A JP20363798 A JP 20363798A JP 20363798 A JP20363798 A JP 20363798A JP 3424556 B2 JP3424556 B2 JP 3424556B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intermetallic compound
valve lifter
alloy
compound layer
valve
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
JP20363798A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000034509A (ja
Inventor
欣也 川瀬
耕一郎 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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 Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP20363798A priority Critical patent/JP3424556B2/ja
Publication of JP2000034509A publication Critical patent/JP2000034509A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3424556B2 publication Critical patent/JP3424556B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、AlまたはAl
合金からなるバルブリフター本体のカム当接面に、金属
間化合物層を強固に接合してなるバルブリフター及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の高性能化、高燃費化およ
び低公害化に対処するために軽量化が求められており、
自動車のエンジン及びエンジン廻りの各種部品の一層の
軽量化が求められている。しかし、従来のエンジン及び
エンジン廻りの各種部品は、一般に、低合金鋼で作製さ
れており、低合金鋼ではその軽量化に限界があるところ
から、素材として一層軽量なAlまたはAl合金を使用
した各種部品の製作が考えられている。
【0003】例えば、特開平4−33782号公報に
は、AlまたはAl合金基体の表面に金属間化合物層を
形成する方法が記載されており、この方法により製造さ
れる部品の一つとしてピストンやバルブシステムなどの
エンジン部品が考えられている。このエンジン部品は、
金属間化合物層を形成する組成比の要素粉末の混合体を
AlまたはAl合金からなるエンジン部品本体に接触さ
せた状態の複合成形体を作製し、この複合成形体をセラ
ミックス粉末または黒煙粉末と共に抵抗加熱炉に装入
し、複合成形体を間接的に加熱した後または加熱しなが
ら圧力:30kgf/cm2 以上で加圧することによ
り、要素粉末の混合体が反応して金属間化合物層に合成
される時に発生する反応熱と加圧によりエンジン部品本
体の表面に金属間化合物層を形成し接合して製造してい
る。
【0004】前記金属間化合物層を形成する材料系とし
ては、具体的には、TiAl、Ni3 Alなどが知られ
ており、これらを複合した三元以上の系の材料も知られ
ている。
【0005】バルブリフターもエンジン部品の一つであ
り、カムに当接してバルブに往復運動を付与するための
バルブシステム部品の一つであるから、一層の軽量化が
求められており、一層軽量なAlまたはAl合金でバル
ブリフター本体を作製し、そのカム当接面に前記金属間
化合物層を接合したバルブリフターが考えられている。
このバルブリフターを製造する場合にも、前記エンジン
部品と同様に金属間化合物層を形成する組成比の要素粉
末の混合体をAlまたはAl合金からなるバルブリフタ
ー本体に接触させて複合成形体を作製し、この複合成形
体をセラミックス粉末または黒煙粉末と共に抵抗加熱炉
に装入し、複合成形体を間接的に加熱した後または加熱
しながら圧力:30kgf/cm2 以上で加圧すること
により、要素粉末の混合体が反応して金属間化合物層に
合成される時に発生する反応熱と加圧力によりバルブリ
フター本体の表面に金属間化合物層を形成し接合してバ
ルブリフターを製造することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のバルブ
リフターの製造方法は、抵抗発熱体でセラミックス粉末
や黒鉛粉末を加熱し、その加熱されたセラミックス粉末
や黒鉛粉末を加圧することにより間接的に要素粉末の混
合体を加圧し、同時に金属間化合物層合成反応熱も加わ
って金属間化合物層をAlまたはAl合金からなるバル
ブリフター本体の表面に形成し接合するものであるが、
この時の加熱時間は少なくとも10分以上必要とし、か
かる長持間かけて例えばTiAl金属間化合物層を形成
しようとすると、中間生成物であるTiAl2 などが生
成し、さらに金属間化合物層の結晶粒が粗大化するなど
して均一微細な結晶粒を有するTiAl金属間化合物層
を得ることができず、さらに抵抗加熱により間接的に長
時間加熱するために、AlまたはAl合金からなるバル
ブリフター本体をその融点以上に加熱してしまい、バル
ブリフター本体が溶融または変形して所定の形状のバル
ブリフターを得ることができないことが多く、さらに、
所定の形状のバルブリフターが得られたとしても、バル
ブリフターの金属間化合物層とバルブリフター本体との
十分な接合強度が得られず、さらに得られた金属間化合
物層の耐摩耗性が十分ではなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、AlまたはAl合金からなるバ
ルブリフター本体と金属間化合物層との接合強度が一層
優れ、さらにAlまたはAl合金からなるバルブリフタ
ー本体の上に形成した金属間化合物層の結晶粒が微細で
ありかつ金属間化合物層に含まれる中間生成物の生成量
が少なく、金属間化合物層の耐摩耗性が優れているバル
ブリフター及びその製造方法を開発すべく研究を行って
いたところ、金属間化合物形成可能な組成比で混合され
た要素粉末の混合体とAlまたはAl合金からなるバル
ブリフター本体を接触させた状態の複合成形体に対する
通電条件を、最大電圧:0.3〜40V/cmで0.1
〜100秒間直接通電した後または直接通電しながら圧
力:30〜1000kgf/cm2 の加圧を行うと、前
記複合成形体にエネルギーを衝撃的に付与することが
で、AlまたはAl合金と金属間化合物の混合相からな
る接合層の厚さを50〜1000μmの範囲内に押さえ
ることができてバルブリフター本体と金属間化合物層の
接合強度を一層向上させることができ、さらに金属間化
合物層の中間生成物の生成量を少なくすると共に金属間
化合物層の結晶粒の粗大化を抑制して均一微細な結晶粒
を有する金属間化合物層を生成させ、バルブリフター本
体のAlまたはAl合金の金属間化合物層内への拡散を
最小限に抑え、耐摩耗性に優れた金属間化合物層を有す
るバルブリフターを得ることができる、という知見を得
たのである。
【0008】この発明は、かかる知見にもとづいて成さ
れたものであって、 (1)AlまたはAl合金からなるバルブリフター本体
と金属間化合物層を、AlまたはAl合金と金属間化合
物の混合相からなる厚さ:50〜1000μmの接合層
を介して接合してなるバルブリフター、に特徴を有する
ものである。
【0009】この発明のAlまたはAl合金と金属間化
合物の混合相からなる厚さ:50〜1000μmの接合
層を介して接合してなるAlまたはAl合金バルブリフ
ター本体と金属間化合物層からなるバルブリフターは、
前述のように、金属間化合物形成可能な組成比で混合さ
れた要素粉末の混合体とAlまたはAl合金からなるバ
ルブリフター本体を接触させて複合成形体を作製し、こ
の複合成形体に、最大電圧:0.3〜40V/cmで
0.1〜100秒間に直接通電した後または直接通電と
同時に圧力:30〜1000kgf/cm2 で加圧する
ことにより得ることができる。複合成形体に前記条件で
直接通電すると、金属間化合物形成可能な組成比で混合
された要素粉末の混合体の一部が反応し、このとき発生
する反応熱により自己発熱して要素粉末の混合体全体を
短時間で金属間化合物層に合成できる。
【0010】したがって、この発明は、 (2)金属間化合物形成可能な組成比で混合された要素
粉末の混合体をAlまたはAl合金からなるバルブリフ
ター本体のカム当接面に載置して複合成形体を作製し、
この複合成形体に最大電圧:0.3〜40V/cmで
0.1〜100秒間直接通電した後または直接通電と同
時に圧力:30〜1000kgf/cm2 で加圧するこ
とによりバルブリフター本体のカム当接面に金属間化合
物層を形成する前記(1)記載のバルブリフターの製造
方法、に特徴を有するものである。
【0011】また、前記金属間化合物形成可能な組成比
で混合された要素粉末の混合体とAlまたはAl合金か
らなるバルブリフター本体を接触させた状態の複合成形
体をあらかじめ要素粉末の混合体が合成しない温度域に
予熱し、ついでこの予熱した複合成形体に最大電圧:
0.3〜40V/cmで0.1〜100秒間直接通電し
た後または直接通電と同時に圧力:30〜1000kg
f/cm2 で加圧すると、中間生成物の発生が少なくか
つ均一微細な結晶粒を有する金属間化合物層をAlまた
はAl合金と金属間化合物の混合相からなる厚さ:50
〜1000μmの接合層を介してAlまたはAl合金バ
ルブリフター本体に接合してなる一層優れたこの発明の
バルブリフターを得ることができる。
【0012】したがって、この発明は、 (3)金属間化合物形成可能な組成比で混合された要素
粉末の混合体をAlまたはAl合金からなるバルブリフ
ター本体のカム当接面に載置して複合成形体を作製し、
この複合成形体をあらかじめ要素粉末の混合体が合成し
ない温度域に予熱し、ついでこの複合成形体に最大電
圧:0.3〜40V/cmで0.1〜100秒間直接通
電した後または直接通電と同時に圧力:30〜1000
kgf/cm2 で加圧することによりバルブリフター本
体のカム当接面に金属間化合物層を形成する前記(1)
記載のバルブリフターの製造方法、に特徴を有するもの
である。
【0013】この発明のバルブリフターにおいて、Al
またはAl合金からなるバルブリフター本体と金属間化
合物層の間に形成されるAlまたはAl合金と金属間化
合物の混合相からなる接合層の厚さを50〜1000μ
mに限定したのは、前記接合層の厚さが50μm未満で
はバルブリフター本体と金属間化合物層との十分な接合
強度が得られず、一方、接合層の厚さが1000μmを
越えるようになると、加熱時間を長く保つ必要があり、
バルブリフター本体のAlまたはAl合金が金属間化合
物層に拡散し、金属間化合物層の結晶粒が粗大となると
共に、中間生成物の生成量も多くなって金属間化合物層
の特性が低下し、接合強度も低下するので好ましくない
ことによるものである。
【0014】
【発明の実施の形態】原料粉末として、いずれも平均粒
径:1〜7μmの範囲内のTi粉末、Fe粉末、Ni粉
末、Al粉末、Si粉末、Co粉末およびZr粉末を用
意し、これら粉末を表1に示される割合で配合し、混合
し、金型成形して直径:30mm、高さ4mmの寸法を
有する要素粉末の混合体を作製した。一方、純Alおよ
びJISA2017(Cu:4.0%,Mn:0.8
%,Mg:0.7%,Si:0.4%,Fe:0.3%
を含有し、残部がAlからなるAl合金)からなる外
径:30mm、高さ:50mmの寸法を有するバルブリ
フター本体を用意した。
【0015】実施例1 これら要素粉末の混合体とAlまたはJISA2017
のAl合金からなるバルブリフター本体を表1に示され
る組み合わせで接触させて複合成形体A〜Kを作製し、
これら複合成形体A〜Kを黒鉛型に装入し、表2〜表3
に示される最大電圧で表2〜表3に示される時間前記複
合成形体A〜Kに直接通電することにより合成反応を生
じせしめると共に表2〜表3に示される圧力で加圧する
ことにより本発明バルブリフター1〜11を作製し、そ
のバルブリフターを構成する金属間化合物層に含まれる
粒径:20μm以上の粗大粒の面積率を顕微鏡観察によ
り測定し、さらに中間生成物の面積率をX線回析により
相同定を行ったのち顕微鏡観察により測定し、これらの
測定結果を表2〜表3に示した。
【0016】さらに、本発明バルブリフター1〜11の
接合層の厚さをEPMAにより測定し、その測定結果を
表2〜表3に示した。ついで、本発明バルブリフター1
〜11を6気筒12バルブ、8200cc、210馬力の
ディーゼルエンジンに組込み、回転数:4000r.p.
m.、運転時間:200時間の高速回転条件で実機試験を
行ない、カム摺動面における金属間化合物層部分の最大
摩耗深さを測定すると共に、バルブリフター本体への金
属間化合物層の接合強度を評価する目的で、これら両者
の接合面を外周にそって観察し、剥離が原因の割れ発生
数を測定した。さらに接合強度を評価する目的で、接合
部の最大破断力を求め、この最大破断力を接合面積で除
した値を剪断強度を求め、これらの測定結果を表2〜表
3に示した。
【0017】従来例1 さらに比較のために、実施例1で作製した表1の複合成
形体A〜Kを黒鉛型に装入し、表4〜表5に示される加
圧力で加圧しながら黒鉛型を通常の抵抗加熱により20
分間加熱することにより複合成形体A〜Kを間接的に加
熱して従来バルブリフター1〜11を作製しようとした
が、いずれもバルブリフター本体が溶融または変形して
所定の形状を有するバルブリフターは得られなかった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】
【表5】
【0023】表1〜表5に示される結果から明らかなよ
うに、本発明バルブリフター1〜11は、金属間化合物
層の粗大晶が少なく、中間生成物の生成が少なく、接合
層の厚さが薄く、さらに剪断強度が優れているところか
らバルブリフター本体と金属間化合物層の接合強度が優
れていることが分かる。
【0024】
【発明の効果】上述のように、優れた特性を有するこの
発明のバルブリフターは、自動車の高性能化、高燃費化
および低公害化に対処するための軽量化に貢献すること
ができ、産業上優れた効果をもたらすものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−71479(JP,A) 特開 昭62−276206(JP,A) 特開 平4−118182(JP,A) 特開 平4−33782(JP,A) 特開 平7−62528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22F 7/00 - 7/08 B23K 20/00 F01L 1/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AlまたはAl合金からなるバルブリフ
    ター本体のカム当接面に、金属間化合物層を、Alまた
    はAl合金と金属間化合物の混合相からなる厚さ:50
    〜1000μmの接合層を介して接合してなることを特
    徴とするバルブリフター。
  2. 【請求項2】 金属間化合物形成可能な組成比で混合さ
    れた要素粉末の混合体をAlまたはAl合金からなるバ
    ルブリフター本体のカム当接面に載置して複合成形体を
    作製し、この複合成形体に最大電圧:0.3〜40V/
    cmで0.1〜100秒間直接通電した後または直接通
    電と同時に圧力:30〜1000kgf/cm2 で加圧
    することによりバルブリフター本体のカム当接面に金属
    間化合物層を形成することを特徴とする請求項1記載の
    バルブリフターの製造方法。
  3. 【請求項3】 金属間化合物形成可能な組成比で混合さ
    れた要素粉末の混合体をAlまたはAl合金からなるバ
    ルブリフター本体のカム当接面に載置して複合成形体を
    作製し、この複合成形体をあらかじめ要素粉末の混合体
    が合成しない温度域に予熱し、ついでこの複合成形体に
    最大電圧:0.3〜40V/cmで0.1〜100秒間
    直接通電した後または直接通電と同時に圧力:30〜1
    000kgf/cm 2 で加圧することによりバルブリフ
    ター本体のカム当接面に金属間化合物層を形成すること
    を特徴とする請求項1記載のバルブリフターの製造方
    法。
JP20363798A 1998-07-17 1998-07-17 バルブリフター及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3424556B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20363798A JP3424556B2 (ja) 1998-07-17 1998-07-17 バルブリフター及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20363798A JP3424556B2 (ja) 1998-07-17 1998-07-17 バルブリフター及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000034509A JP2000034509A (ja) 2000-02-02
JP3424556B2 true JP3424556B2 (ja) 2003-07-07

Family

ID=16477355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20363798A Expired - Fee Related JP3424556B2 (ja) 1998-07-17 1998-07-17 バルブリフター及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3424556B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000034509A (ja) 2000-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0891951A (ja) アルミニウムと窒化ケイ素の接合体およびその製造方法
JP2005516118A (ja) 焼結部材を製造するための焼結性粉末混合物
JPH0841571A (ja) アルミニウム合金およびその製造方法
JP3380892B2 (ja) Ti−Al合金および同合金の製造方法ならびに同合金の接合方法
JP3424156B2 (ja) 高強度アルミニウム合金部材の製造方法
JP3424556B2 (ja) バルブリフター及びその製造方法
EP1132490A1 (en) Metal matrix composite and piston using the same
JP3424555B2 (ja) 複合バルブシート及びその製造方法
JP4223185B2 (ja) 相手攻撃性が小さくかつ切削性に優れた鉄アルミナイド基燒結合金及びその製造方法
US6024806A (en) A1-base alloy having excellent high-temperature strength
JP2568332B2 (ja) 少なくとも一部が金属間化合物からなる複合材の製造方法
JP3388476B2 (ja) アルミニウム系複合摺動材料及びその製造方法
JP2843644B2 (ja) 少なくとも一部が金属間化合物からなる複合材の製造方法
JP4240761B2 (ja) 耐摩耗性に優れたAl系酸化物分散Fe基焼結合金及びその製造方法
JP3519152B2 (ja) WC粒子分散W強化Ni基合金およびこれを用いた複合材
JP3336631B2 (ja) アルミニウム合金製オイルポンプ
JPH10148107A (ja) 内燃機関用バルブリフターおよびその製造方法
WO2005038065A1 (ja) すぐれた高温耐酸化性と高強度を有するFe-Al-C焼結合金製バルブシート
JP2000504376A (ja) 高温アルミニウム材料、特にピストン用のアルミニウム材料
JPH0627297B2 (ja) 酸化物分散超合金およびその製造方法
JP3331963B2 (ja) 焼結バルブシートおよびその製造方法
JP4144100B2 (ja) 鉄道車両用ブレーキディスク材の製造方法
JP2004011006A (ja) 耐摩耗性を有するとともに相手攻撃性が小さい鉄基燒結合金及びその製造方法
JP3254976B2 (ja) チップ材が高い接合強度を有する内燃機関タペット部材
JPH07116493B2 (ja) 鉄系部材の接合方法

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: 20030401

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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: 20090502

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees