JP3492088B2 - 焼結合金製接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造方法 - Google Patents
焼結合金製接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用のバル
ブシートに関し、とくにシリンダヘッドに接合できる焼
結合金製バルブシートに関する。
ブシートに関し、とくにシリンダヘッドに接合できる焼
結合金製バルブシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】バルブシートは、燃焼ガスのシールとバ
ルブを冷却する役割を担ってエンジンのシリンダヘッド
に圧入されて使用されてきた。焼結合金は、合金粉末を
配合混練して金型に充填し圧縮成形したのち、所定の温
度、雰囲気中で焼結したものであり、通常の溶製法では
得難い合金が容易に製造できる。また、機能の複合化が
容易なため独特な機能を付与した部品の製造も可能であ
り、多孔質材や難加工材などの製造や、形の複雑な機械
部品の製造に適している。近年、耐摩耗性が要求される
バルブシートにこの焼結合金が適用されている。
ルブを冷却する役割を担ってエンジンのシリンダヘッド
に圧入されて使用されてきた。焼結合金は、合金粉末を
配合混練して金型に充填し圧縮成形したのち、所定の温
度、雰囲気中で焼結したものであり、通常の溶製法では
得難い合金が容易に製造できる。また、機能の複合化が
容易なため独特な機能を付与した部品の製造も可能であ
り、多孔質材や難加工材などの製造や、形の複雑な機械
部品の製造に適している。近年、耐摩耗性が要求される
バルブシートにこの焼結合金が適用されている。
【０００３】例えば、特開昭59-25959号公報には、Ｃ、
Ni、Cr、Mo、Ｗ、Coを多量に含み、基地組織中にＣ−Cr
−Ｗ−Co−Fe粒子とFe−Mo粒子の硬質粒子が分散し、連
続空孔が銅合金にて溶浸されたバルブシート用焼結合金
材が開示されている。このバルブシート用焼結合金材
は、強度および剛性に優れ、かつ耐摩耗性に優れたバル
ブシートとして、成形・焼結後油焼入れ焼戻し処理によ
り製品化され、圧入によりシリンダヘッドに組み入れら
れ使用されている。
Ni、Cr、Mo、Ｗ、Coを多量に含み、基地組織中にＣ−Cr
−Ｗ−Co−Fe粒子とFe−Mo粒子の硬質粒子が分散し、連
続空孔が銅合金にて溶浸されたバルブシート用焼結合金
材が開示されている。このバルブシート用焼結合金材
は、強度および剛性に優れ、かつ耐摩耗性に優れたバル
ブシートとして、成形・焼結後油焼入れ焼戻し処理によ
り製品化され、圧入によりシリンダヘッドに組み入れら
れ使用されている。
【０００４】しかし、最近では、自動車の高速化・軽量
化等の要望から、内燃エンジンでは、多バルブ化が進ん
でおり、各気筒には複数の吸・排気ポートが近接して配
置されている。このような最近の傾向から、バルブ間の
距離を狭くしたり、吸・排気ポート径を大きくする等の
設計の自由度を確保したり、あるいは、バルブ・バルブ
シートの熱引け性を良くし熱負荷の軽減を図る等の目的
で、シリンダヘッドにバルブシートを接合する接合型バ
ルブシートが考えられている。
化等の要望から、内燃エンジンでは、多バルブ化が進ん
でおり、各気筒には複数の吸・排気ポートが近接して配
置されている。このような最近の傾向から、バルブ間の
距離を狭くしたり、吸・排気ポート径を大きくする等の
設計の自由度を確保したり、あるいは、バルブ・バルブ
シートの熱引け性を良くし熱負荷の軽減を図る等の目的
で、シリンダヘッドにバルブシートを接合する接合型バ
ルブシートが考えられている。
【０００５】しかしながら、上記したような従来のバル
ブシート用焼結合金材を接合型バルブシートに適用する
と、バルブシートを接合するとき、あるいは、エンジン
の運転時に、バルブシートにクラック（亀裂）が発生
し、バルブシートのシール性が低下するという問題があ
り、量産化されなかった。このクラックの発生は、圧入
型のバルブシートに比較し、接合型バルブシートでは寸
法形状が小さく、抵抗溶接時あるいはエンジン運転時の
応力に耐えられないためであった。
ブシート用焼結合金材を接合型バルブシートに適用する
と、バルブシートを接合するとき、あるいは、エンジン
の運転時に、バルブシートにクラック（亀裂）が発生
し、バルブシートのシール性が低下するという問題があ
り、量産化されなかった。このクラックの発生は、圧入
型のバルブシートに比較し、接合型バルブシートでは寸
法形状が小さく、抵抗溶接時あるいはエンジン運転時の
応力に耐えられないためであった。
【０００６】このような問題に対し、例えば、特開平7-
189628号公報には、Cu基合金またはオーステナイト基地
鉄系合金を抵抗溶接によりシリンダヘッドに接合されて
なる接合型バルブシートが提案されている。しかし、こ
のバルブシートは、接合時、あるいは運転時にクラック
が発生しないが、高価な合金元素を含んでおり経済的に
不利であること、あるいはさらに、強度、剛性が低いこ
と、また、耐摩耗性が劣るという問題があった。
189628号公報には、Cu基合金またはオーステナイト基地
鉄系合金を抵抗溶接によりシリンダヘッドに接合されて
なる接合型バルブシートが提案されている。しかし、こ
のバルブシートは、接合時、あるいは運転時にクラック
が発生しないが、高価な合金元素を含んでおり経済的に
不利であること、あるいはさらに、強度、剛性が低いこ
と、また、耐摩耗性が劣るという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点を有利に解決し、接合型バルブシートとしてもクラ
ックが発生しない、伸び特性に優れかつ耐久性に優れた
接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造
方法を提案することを目的とする。
題点を有利に解決し、接合型バルブシートとしてもクラ
ックが発生しない、伸び特性に優れかつ耐久性に優れた
接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造
方法を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、銅溶浸に
よって封孔処理を施した鉄系焼結合金材は、バルブシー
ト用として強度、熱伝導率の点で最適であるという考え
で、上記課題を解決するために、鉄系焼結合金材につい
て鋭意検討した結果、従来の鉄系焼結合金材は、銅を溶
浸した延性・靱性の低い材料であり、接合時に発生する
多大な熱応力（引張応力）に耐えられず、クラックを生
じるが、しかし、材料の伸びを1.0 ％以上とすることが
できれば、鉄系焼結合金材でも接合時にクラックが発生
しないことを見いだし、本発明を構成した。
よって封孔処理を施した鉄系焼結合金材は、バルブシー
ト用として強度、熱伝導率の点で最適であるという考え
で、上記課題を解決するために、鉄系焼結合金材につい
て鋭意検討した結果、従来の鉄系焼結合金材は、銅を溶
浸した延性・靱性の低い材料であり、接合時に発生する
多大な熱応力（引張応力）に耐えられず、クラックを生
じるが、しかし、材料の伸びを1.0 ％以上とすることが
できれば、鉄系焼結合金材でも接合時にクラックが発生
しないことを見いだし、本発明を構成した。
【０００９】本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.
7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれ
た１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなり、焼結空孔が銅また
は銅合金にて溶浸され、基地組織がオーステナイト、ベ
イナイトと粒状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以
上を有することを特徴とする、シリンダヘッドに接合す
る焼結合金製接合型バルブシートである。
7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれ
た１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有し、残部
がFeおよび不可避的不純物からなり、焼結空孔が銅また
は銅合金にて溶浸され、基地組織がオーステナイト、ベ
イナイトと粒状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以
上を有することを特徴とする、シリンダヘッドに接合す
る焼結合金製接合型バルブシートである。
【００１０】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから
選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ100
メッシュ以下の硬質粒子を体積％で0.5 〜20％有し、焼
結空孔が銅または銅合金にて溶浸され、基地組織がオー
ステナイト、ベイナイトと粒状パーライトからなり、且
つ伸び1. 0％以上を有することを特徴とする、シリンダ
ヘッドに接合する焼結合金製接合型バルブシートであ
る。
5 〜1.7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから
選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ100
メッシュ以下の硬質粒子を体積％で0.5 〜20％有し、焼
結空孔が銅または銅合金にて溶浸され、基地組織がオー
ステナイト、ベイナイトと粒状パーライトからなり、且
つ伸び1. 0％以上を有することを特徴とする、シリンダ
ヘッドに接合する焼結合金製接合型バルブシートであ
る。
【００１１】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、基地組織がオーステナイト、ベイナイトと粒
状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以上を有するこ
とを特徴とする、シリンダヘッドに接合する焼結合金製
接合型バルブシートである。
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、基地組織がオーステナイト、ベイナイトと粒
状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以上を有するこ
とを特徴とする、シリンダヘッドに接合する焼結合金製
接合型バルブシートである。
【００１２】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、かつ100 メッシュ以下の硬質粒子を体積％で
0.5 〜20％有し、基地組織がオーステナイト、ベイナイ
トと粒状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以上を有
することを特徴とする、シリンダヘッドに接合する焼結
合金製接合型バルブシートである。
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、かつ100 メッシュ以下の硬質粒子を体積％で
0.5 〜20％有し、基地組織がオーステナイト、ベイナイ
トと粒状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以上を有
することを特徴とする、シリンダヘッドに接合する焼結
合金製接合型バルブシートである。
【００１３】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから
選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる焼結体を、
溶浸用銅または銅合金とともに銅または銅合金の融点以
上に加熱し、空孔に銅または銅合金を溶浸させ、さら
に、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以下の温度に加
熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650 ℃以下ま
で冷却し、ついで空冷することを特徴とする、シリンダ
ヘッドに接合する接合型バルブシート材の製造方法であ
る。
5 〜1.7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから
選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる焼結体を、
溶浸用銅または銅合金とともに銅または銅合金の融点以
上に加熱し、空孔に銅または銅合金を溶浸させ、さら
に、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以下の温度に加
熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650 ℃以下ま
で冷却し、ついで空冷することを特徴とする、シリンダ
ヘッドに接合する接合型バルブシート材の製造方法であ
る。
【００１４】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから
選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ100
メッシュ以下の硬質粒子を体積％で0.5 〜20％有する焼
結体を、溶浸用銅または銅合金とともに銅または銅合金
の融点以上に加熱し、空孔に銅または銅合金を溶浸さ
せ、さらに、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以下の
温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650
℃以下まで冷却し、ついで空冷することを特徴とする、
シリンダヘッドに接合する接合型バルブシート材の製造
方法である。
5 〜1.7 ％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから
選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ100
メッシュ以下の硬質粒子を体積％で0.5 〜20％有する焼
結体を、溶浸用銅または銅合金とともに銅または銅合金
の融点以上に加熱し、空孔に銅または銅合金を溶浸さ
せ、さらに、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以下の
温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650
℃以下まで冷却し、ついで空冷することを特徴とする、
シリンダヘッドに接合する接合型バルブシート材の製造
方法である。
【００１５】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなる焼結体を、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃
以下の温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度
で650 ℃以下まで冷却し、ついで空冷することを特徴と
する、シリンダヘッドに接合する接合型バルブシート材
の製造方法である。
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなる焼結体を、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃
以下の温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度
で650 ℃以下まで冷却し、ついで空冷することを特徴と
する、シリンダヘッドに接合する接合型バルブシート材
の製造方法である。
【００１６】また、本発明は、組成が重量％で、Ｃ：0.
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、かつ100 メッシュ以下の硬質粒子を体積％で
0.5 〜20％有する焼結体を、Ａc3あるいはＡcm変態点以
上1200℃以下の温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の
冷却速度で650 ℃以下まで冷却し、ついで空冷すること
を特徴とする、シリンダヘッドに接合する接合型バルブ
シート材の製造方法である。
5 〜1.7 ％、Cu：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、C
r、Mo、Coのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよび不可避的不純物
からなり、かつ100 メッシュ以下の硬質粒子を体積％で
0.5 〜20％有する焼結体を、Ａc3あるいはＡcm変態点以
上1200℃以下の温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の
冷却速度で650 ℃以下まで冷却し、ついで空冷すること
を特徴とする、シリンダヘッドに接合する接合型バルブ
シート材の製造方法である。
【００１７】また、本発明は、前記焼結体を、溶浸用銅
または銅合金とともにＡC3あるいはＡcm変態点以上でか
つ銅または銅合金の融点以上1200℃以下の温度に加熱
し、銅溶浸処理と熱処理用加熱とを同時に行ってもよ
い。
または銅合金とともにＡC3あるいはＡcm変態点以上でか
つ銅または銅合金の融点以上1200℃以下の温度に加熱
し、銅溶浸処理と熱処理用加熱とを同時に行ってもよ
い。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のバルブシート材の成分組
成について説明する。 Ｃ：0.5 〜1.7 ％ Ｃは、基地を所定の組織、硬さに調整するため、あるい
は、さらにＣ−Cr−Ｗ−Co−Fe粒子、Ｃ−Cr−Fe粒子等
の硬質粒子を形成するために必要な元素であり、0.5 ％
未満では基地のフェライト量が過多となり基地強度が低
下し、さらに、硬質粒子量も不足する。また、1.７％を
超えると基地のセメンタイト量が多くなり被削性が低下
する。このため、Ｃは、0.5 〜1.7 ％の範囲とした。な
お、より好ましくは1.0 〜1.5 ％である。Ｃは、黒鉛粉
末あるいはＣ−Cr−Ｗ−Co−Fe合金粉末、あるいはＣ−
Cr−Fe合金粉末等の合金粉末として添加されるのが好ま
しい。
成について説明する。 Ｃ：0.5 〜1.7 ％ Ｃは、基地を所定の組織、硬さに調整するため、あるい
は、さらにＣ−Cr−Ｗ−Co−Fe粒子、Ｃ−Cr−Fe粒子等
の硬質粒子を形成するために必要な元素であり、0.5 ％
未満では基地のフェライト量が過多となり基地強度が低
下し、さらに、硬質粒子量も不足する。また、1.７％を
超えると基地のセメンタイト量が多くなり被削性が低下
する。このため、Ｃは、0.5 〜1.7 ％の範囲とした。な
お、より好ましくは1.0 〜1.5 ％である。Ｃは、黒鉛粉
末あるいはＣ−Cr−Ｗ−Co−Fe合金粉末、あるいはＣ−
Cr−Fe合金粉末等の合金粉末として添加されるのが好ま
しい。
【００１９】Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上の合計：0.5 〜12％Niは、基地に固溶して
耐熱性を向上させる元素であり、0.5 ％未満ではその効
果が少なく、また12％を超えるとオーステナイトの析出
が著しくなり、所定の組織とすることができなくなる。
Niは、より好ましくは１〜３％である。NiはNi粉として
添加するか、あるいは鉄粉中に予合金化しておくのが好
ましい。
たは２種以上の合計：0.5 〜12％Niは、基地に固溶して
耐熱性を向上させる元素であり、0.5 ％未満ではその効
果が少なく、また12％を超えるとオーステナイトの析出
が著しくなり、所定の組織とすることができなくなる。
Niは、より好ましくは１〜３％である。NiはNi粉として
添加するか、あるいは鉄粉中に予合金化しておくのが好
ましい。
【００２０】Crは、耐摩耗性、耐熱性を向上させる元素
であり、0.5 ％未満では、その効果が認められない。12
％を超えると、伸び特性が劣化する。また、Crは硬質粒
子を形成し、基地中に分散して耐摩耗性を向上させる。
硬質粒子として添加する場合は硬質粒子量が過多となる
と、焼結体の強度が低下する。Crは、より好ましくは１
〜５％である。Crは、Cr粉末あるいはCr合金粉末として
添加するのが好ましい。
であり、0.5 ％未満では、その効果が認められない。12
％を超えると、伸び特性が劣化する。また、Crは硬質粒
子を形成し、基地中に分散して耐摩耗性を向上させる。
硬質粒子として添加する場合は硬質粒子量が過多となる
と、焼結体の強度が低下する。Crは、より好ましくは１
〜５％である。Crは、Cr粉末あるいはCr合金粉末として
添加するのが好ましい。
【００２１】Moは基地中に固溶し耐摩耗性を向上させる
元素であり、また、Fe−Mo粒子等を形成し、硬質粒子と
して基地中に分散して耐摩耗性向上に寄与する。Moが0.
5 ％未満では、固溶量が少なく、あるいはFe−Mo粒子等
硬質粒子量が少なく耐摩耗性はそれほど向上しない。ま
た、12％を超えると基地中に固溶すると強度が高くなり
すぎ伸びが不足し、あるいは硬質粒子量が過多となり、
焼結体の強度が不足する。Moは、より好ましくは１〜５
％である。Moは、Mo粉末あるいはMo合金粉末として添加
するのが好ましい。
元素であり、また、Fe−Mo粒子等を形成し、硬質粒子と
して基地中に分散して耐摩耗性向上に寄与する。Moが0.
5 ％未満では、固溶量が少なく、あるいはFe−Mo粒子等
硬質粒子量が少なく耐摩耗性はそれほど向上しない。ま
た、12％を超えると基地中に固溶すると強度が高くなり
すぎ伸びが不足し、あるいは硬質粒子量が過多となり、
焼結体の強度が不足する。Moは、より好ましくは１〜５
％である。Moは、Mo粉末あるいはMo合金粉末として添加
するのが好ましい。
【００２２】Coは、耐摩耗性を向上させる元素であり、
あるいは硬質粒子を形成し、硬質粒子として基地中に分
散して耐摩耗性を向上する。さらに、Coは、硬質粒子と
基地との結合を強化したり、基地中に固溶し耐熱性を向
上させる効果を有する。0.5％未満ではその効果が認め
られず、また12％を超えると伸びが減少し、あるいは硬
質粒子が過多となり焼結体の強度が不足する。Coは、よ
り好ましくは１〜７％である。Coは、Co合金粉末あるい
はCo粉末として添加するのが好ましい。Co粉末の代わり
に一部、鉄粉中に合金化して添加してもよい。
あるいは硬質粒子を形成し、硬質粒子として基地中に分
散して耐摩耗性を向上する。さらに、Coは、硬質粒子と
基地との結合を強化したり、基地中に固溶し耐熱性を向
上させる効果を有する。0.5％未満ではその効果が認め
られず、また12％を超えると伸びが減少し、あるいは硬
質粒子が過多となり焼結体の強度が不足する。Coは、よ
り好ましくは１〜７％である。Coは、Co合金粉末あるい
はCo粉末として添加するのが好ましい。Co粉末の代わり
に一部、鉄粉中に合金化して添加してもよい。
【００２３】本発明では、上記合金元素のうちから選ば
れた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有する。
複合して合金元素を添加する場合でも、Ni、Cr、Mo、Co
の合計が0.5 ％未満では、耐熱性、耐摩耗性が劣り、12
％を超えると、伸び、強度が劣化する。 Cu：4.0 〜20.0％ Cuは、遊離Cu相として基地中に析出し、あるいはさらに
空孔に析出して封孔することにより伸び特性を向上させ
る。Cuが4.0 ％未満では、遊離Cu相が析出しないため、
伸びが1.0 ％未満となり、バルブシート接合時にクラッ
クが発生する。また、20％を超えると析出する遊離Cu相
が粗大化するため、強度が低下する。このため、Cuは4.
0 〜20％の範囲とした。CuはCu粉あるいは銅合金粉とし
て、鉄粉等に混合して添加する。
れた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％含有する。
複合して合金元素を添加する場合でも、Ni、Cr、Mo、Co
の合計が0.5 ％未満では、耐熱性、耐摩耗性が劣り、12
％を超えると、伸び、強度が劣化する。 Cu：4.0 〜20.0％ Cuは、遊離Cu相として基地中に析出し、あるいはさらに
空孔に析出して封孔することにより伸び特性を向上させ
る。Cuが4.0 ％未満では、遊離Cu相が析出しないため、
伸びが1.0 ％未満となり、バルブシート接合時にクラッ
クが発生する。また、20％を超えると析出する遊離Cu相
が粗大化するため、強度が低下する。このため、Cuは4.
0 〜20％の範囲とした。CuはCu粉あるいは銅合金粉とし
て、鉄粉等に混合して添加する。
【００２４】本発明のバルブシート材は残部は実質的に
Feである。本発明のバルブシート材は、上記組成を有
し、さらに、硬質粒子として、100メッシュ以下の硬質
粒子を体積％で、0.5 〜20％含有する。本発明でいう硬
質粒子とは、硬さがＨV 600 以上の粒子をいう。本発明
では、硬質粒子として、Fe−Mo粒子、Ｃ−Cr−Fe粒子、
Ｃ−Cr−Mo−Fe粒子、Si−Cr−Mo−Co粒子、Ｃ−Cr−Ｗ
−Co−Mo粒子、Ｃ−Cr−Ｗ−Co−Mo−Fe粒子、またはＣ
−Cr−Ｗ−Co−Fe粒子、またはＣ−Cr−Mo−Co−Fe粒子
が好適である。
Feである。本発明のバルブシート材は、上記組成を有
し、さらに、硬質粒子として、100メッシュ以下の硬質
粒子を体積％で、0.5 〜20％含有する。本発明でいう硬
質粒子とは、硬さがＨV 600 以上の粒子をいう。本発明
では、硬質粒子として、Fe−Mo粒子、Ｃ−Cr−Fe粒子、
Ｃ−Cr−Mo−Fe粒子、Si−Cr−Mo−Co粒子、Ｃ−Cr−Ｗ
−Co−Mo粒子、Ｃ−Cr−Ｗ−Co−Mo−Fe粒子、またはＣ
−Cr−Ｗ−Co−Fe粒子、またはＣ−Cr−Mo−Co−Fe粒子
が好適である。
【００２５】硬質粒子として100 メッシュを超える粗い
粉末を用いると、混合粉末の圧縮成形性が低下し、さら
に、焼結合金において硬質粒子の脱落、不均一性による
耐摩耗性の低下が生じるため、硬質粒子は100 メッシュ
以下とする。硬質粒子量が0.5 体積％未満では、硬質粒
子が不足し耐摩耗性が劣化する。一方、20体積％を超え
ると、硬質粒子が過多となり混合粉末の圧縮成形性が低
下し、焼結体の強度が不足し、さらに伸びも１％未満と
なる。
粉末を用いると、混合粉末の圧縮成形性が低下し、さら
に、焼結合金において硬質粒子の脱落、不均一性による
耐摩耗性の低下が生じるため、硬質粒子は100 メッシュ
以下とする。硬質粒子量が0.5 体積％未満では、硬質粒
子が不足し耐摩耗性が劣化する。一方、20体積％を超え
ると、硬質粒子が過多となり混合粉末の圧縮成形性が低
下し、焼結体の強度が不足し、さらに伸びも１％未満と
なる。
【００２６】ベースとなる鉄粉は、アトマイズ鉄粉ある
いは還元鉄粉等いずれの鉄粉も好適に適用できる。鉄粉
には予め合金元素を予合金させてもよい。硬質粒子とし
て好適なFe−Mo粒子は、Mo：50〜70％のフェロモリブデ
ン粉末として添加するのが好ましい。硬質粒子として好
適なＣ−Cr−Mo−Fe粒子は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Cr：20
〜30％、Mo：15〜25％、残部が実質的にFeである合金粉
末として添加するのが好ましい。
いは還元鉄粉等いずれの鉄粉も好適に適用できる。鉄粉
には予め合金元素を予合金させてもよい。硬質粒子とし
て好適なFe−Mo粒子は、Mo：50〜70％のフェロモリブデ
ン粉末として添加するのが好ましい。硬質粒子として好
適なＣ−Cr−Mo−Fe粒子は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Cr：20
〜30％、Mo：15〜25％、残部が実質的にFeである合金粉
末として添加するのが好ましい。
【００２７】硬質粒子として好適なSi−Cr−Mo−Co粒
子、Si：1.5 〜3.5 ％、Cr：５〜15％、Mo：25〜35％、
残部が実質的にCoである合金粉末として添加するのが好
ましい。硬質粒子として好適なＣ−Cr−Ｗ−Co−Fe粒子
は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Co：7.0 〜15％、Ｗ：15〜25
％、Fe：1.0 〜8.0 ％、残部が実質的にCrである合金粉
末として添加するのが好ましい。
子、Si：1.5 〜3.5 ％、Cr：５〜15％、Mo：25〜35％、
残部が実質的にCoである合金粉末として添加するのが好
ましい。硬質粒子として好適なＣ−Cr−Ｗ−Co−Fe粒子
は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Co：7.0 〜15％、Ｗ：15〜25
％、Fe：1.0 〜8.0 ％、残部が実質的にCrである合金粉
末として添加するのが好ましい。
【００２８】硬質粒子として好適なＣ−Cr−Ｗ−Co−Mo
粒子は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Mo：５〜15％、Ｗ：15〜25
％、Cr：30〜40％、残部が実質的にCoである合金粉末と
して添加するのが好ましい。硬質粒子として好適なＣ−
Cr−Fe粒子は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Fe：1.0 〜8.0％、
残部が実質的にCrである合金粉末として添加するのが好
ましい。
粒子は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Mo：５〜15％、Ｗ：15〜25
％、Cr：30〜40％、残部が実質的にCoである合金粉末と
して添加するのが好ましい。硬質粒子として好適なＣ−
Cr−Fe粒子は、Ｃ：2.0 〜3.0 ％、Fe：1.0 〜8.0％、
残部が実質的にCrである合金粉末として添加するのが好
ましい。
【００２９】本発明のバルブシート用焼結合金材を得る
には、純鉄粉に、あるいは純鉄粉にNi、Co、Cr、Moの単
粉を混合するか、純鉄粉にＣ、Ni、Co、Cr、Moを予合金
した合金鉄粉に、あるいはさらに硬質粒子となる合金
粉、あるいはCu粉または銅合金粉を、Ｃ粉とともに上記
した組成になるように配合し混練する。なお、潤滑材と
してステアリン酸亜鉛等を配合してもよい。
には、純鉄粉に、あるいは純鉄粉にNi、Co、Cr、Moの単
粉を混合するか、純鉄粉にＣ、Ni、Co、Cr、Moを予合金
した合金鉄粉に、あるいはさらに硬質粒子となる合金
粉、あるいはCu粉または銅合金粉を、Ｃ粉とともに上記
した組成になるように配合し混練する。なお、潤滑材と
してステアリン酸亜鉛等を配合してもよい。
【００３０】次に、これら粉末を金型に充填し、成形プ
レスにより圧縮・成形し圧粉体とする。ついで、圧粉体
を焼結させて焼結体を得る。焼結条件は、圧粉体を保護
雰囲気中で1100〜1200℃の温度範囲に加熱し焼結される
のが望ましい。1100℃未満では、焼結拡散が不十分であ
り、1200℃を超えると硬質粒子、基地の過拡散が生じ耐
摩耗性が劣化する。
レスにより圧縮・成形し圧粉体とする。ついで、圧粉体
を焼結させて焼結体を得る。焼結条件は、圧粉体を保護
雰囲気中で1100〜1200℃の温度範囲に加熱し焼結される
のが望ましい。1100℃未満では、焼結拡散が不十分であ
り、1200℃を超えると硬質粒子、基地の過拡散が生じ耐
摩耗性が劣化する。
【００３１】Cu粉または銅合金粉を混合しない焼結体の
場合には、さらに、溶浸用銅または銅合金とともに銅ま
たは銅合金の融点以上に加熱し、空孔に銅または銅合金
を溶浸させる溶浸処理を施す。もしくは、Cu粉または銅
合金粉を含まない圧粉体上に溶浸用銅または銅合金をの
せて焼結と同時に溶浸を行ってもよい。あるいは、この
溶浸処理は後述する焼結体の熱処理と同時に行っても構
わない。
場合には、さらに、溶浸用銅または銅合金とともに銅ま
たは銅合金の融点以上に加熱し、空孔に銅または銅合金
を溶浸させる溶浸処理を施す。もしくは、Cu粉または銅
合金粉を含まない圧粉体上に溶浸用銅または銅合金をの
せて焼結と同時に溶浸を行ってもよい。あるいは、この
溶浸処理は後述する焼結体の熱処理と同時に行っても構
わない。
【００３２】つぎに、本発明では、上記組成の焼結体を
溶浸処理を施したのちあるいは溶浸処理を施さず、加熱
し冷却する熱処理を施す。本発明では、バルブシート材
の伸びを1.0 ％以上と、伸び特性を向上させるために、
バルブシート材の組織をオーステナイト＋ベイナイト＋
粒状パーライト組織とする。好ましい組織割合は、面積
率で、オーステナイトが、10〜30％、ベイナイトが20〜
40％で、粒状パーライトが50〜70％である。オーステナ
イト量が30％を超えると、伸び値が低下しすぎる。その
ために、熱処理条件を限定している。
溶浸処理を施したのちあるいは溶浸処理を施さず、加熱
し冷却する熱処理を施す。本発明では、バルブシート材
の伸びを1.0 ％以上と、伸び特性を向上させるために、
バルブシート材の組織をオーステナイト＋ベイナイト＋
粒状パーライト組織とする。好ましい組織割合は、面積
率で、オーステナイトが、10〜30％、ベイナイトが20〜
40％で、粒状パーライトが50〜70％である。オーステナ
イト量が30％を超えると、伸び値が低下しすぎる。その
ために、熱処理条件を限定している。
【００３３】熱処理の加熱温度は、焼結体のＡc3あるい
はＡcm変態点以上、1200℃以下とする。加熱温度がＡc3
あるいはＡcm変態点未満では、伸び特性の優れたオース
テナイト＋ベイナイト＋粒状パーライト組織が得られ
ず、焼戻しマルテンサイト＋パーライト組織となり伸び
値の向上が望めない。また、1200℃を超えると、結晶粒
が粗大化し、さらに硬質粒子、基地の過拡散が生じ延性
・靱性、耐摩耗性が劣化する。このようなことから、熱
処理の加熱温度はＡc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以
下とする。好ましくは、750 ℃以上1200℃以下である。
なお、溶浸処理を施す場合には、焼結体を、加熱時に溶
浸用銅または銅合金とともに銅または銅合金の融点以上
に加熱し溶浸処理を同時に行っても良い。
はＡcm変態点以上、1200℃以下とする。加熱温度がＡc3
あるいはＡcm変態点未満では、伸び特性の優れたオース
テナイト＋ベイナイト＋粒状パーライト組織が得られ
ず、焼戻しマルテンサイト＋パーライト組織となり伸び
値の向上が望めない。また、1200℃を超えると、結晶粒
が粗大化し、さらに硬質粒子、基地の過拡散が生じ延性
・靱性、耐摩耗性が劣化する。このようなことから、熱
処理の加熱温度はＡc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以
下とする。好ましくは、750 ℃以上1200℃以下である。
なお、溶浸処理を施す場合には、焼結体を、加熱時に溶
浸用銅または銅合金とともに銅または銅合金の融点以上
に加熱し溶浸処理を同時に行っても良い。
【００３４】上記加熱温度に加熱したのち、4.5 ℃/min
以下の冷却速度で650 ℃以下まで冷却し、ついで空冷す
る。650 ℃以下までの冷却速度が4.5 ℃/minを超える冷
却速度では、伸び特性の優れたオーステナイト＋ベイナ
イト＋粒状パーライト組織が得られず、マルテンサイト
＋ベイナイト組織となり、高い伸び値が得られない。冷
却速度の制御が650℃を超える温度までの場合は、所定
の伸び特性の優れた組織が得られない。
以下の冷却速度で650 ℃以下まで冷却し、ついで空冷す
る。650 ℃以下までの冷却速度が4.5 ℃/minを超える冷
却速度では、伸び特性の優れたオーステナイト＋ベイナ
イト＋粒状パーライト組織が得られず、マルテンサイト
＋ベイナイト組織となり、高い伸び値が得られない。冷
却速度の制御が650℃を超える温度までの場合は、所定
の伸び特性の優れた組織が得られない。
【００３５】上記した熱処理を施したのち、必要に応じ
焼戻しを施してもよい。上記した組成と熱処理を組み合
わせることにより、バルブシート材の伸び特性が向上
し、接合型バルブシートに適用しても、クラックの発生
は見られない。また、本発明の焼結合金製接合型バルブ
シートの少なくとも接合面に銅めっきを施すことは、接
合性を向上させるうえから好ましいことである。
焼戻しを施してもよい。上記した組成と熱処理を組み合
わせることにより、バルブシート材の伸び特性が向上
し、接合型バルブシートに適用しても、クラックの発生
は見られない。また、本発明の焼結合金製接合型バルブ
シートの少なくとも接合面に銅めっきを施すことは、接
合性を向上させるうえから好ましいことである。
【００３６】接合型バルブシートは、バルブシート材を
所定の形状に加工し、抵抗溶接、摩擦圧接、電子ビーム
溶接等によりシリンダヘッドに接合される。本発明の接
合型バルブシートは、耐熱鋼等の硬質なバルブと組み合
わせて用いるのが好適である。
所定の形状に加工し、抵抗溶接、摩擦圧接、電子ビーム
溶接等によりシリンダヘッドに接合される。本発明の接
合型バルブシートは、耐熱鋼等の硬質なバルブと組み合
わせて用いるのが好適である。
【００３７】
【実施例】まず、試験No.1〜No.4、No.6、No.7、No.10
、No.11 は表１に示す組成となるよう、原料粉末とし
て、Ｃ粉末、Co粉末、Cr粉末、Mo粉末、Ni粉末、アトマ
イズ鉄粉から適宜配合し、さらにステアリン酸亜鉛を配
合し、混練した。これら混合原料粉末を６tom/cm2 の力
で圧粉成形し、還元性雰囲気で1110℃、60min 焼結し、
これに溶浸用銅合金を載置し1130℃、60min 溶浸処理を
施した。
、No.11 は表１に示す組成となるよう、原料粉末とし
て、Ｃ粉末、Co粉末、Cr粉末、Mo粉末、Ni粉末、アトマ
イズ鉄粉から適宜配合し、さらにステアリン酸亜鉛を配
合し、混練した。これら混合原料粉末を６tom/cm2 の力
で圧粉成形し、還元性雰囲気で1110℃、60min 焼結し、
これに溶浸用銅合金を載置し1130℃、60min 溶浸処理を
施した。
【００３８】また、試験No.5、No.8、No.9は、表１に示
す組成となるように原料粉末として、Ｃ粉末、Co粉末、
Cr粉末、Mo粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉からを適宜配
合し、さらにCu粉およびステアリン酸亜鉛を配合し、混
練した。これら混合原料粉末を６tom/cm2 の圧力で圧粉
成形し、還元性雰囲気で1110℃、60min 焼結した。ま
た、試験No.12 、No.14 〜No.17 、No.19 〜No.21 、N
o.24 は、原料粉末として、Ｃ粉末、Co粉末、Cr粉末、M
o粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉および硬質粒子として
Ａ粉（65％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｂ粉（３％Ｃ
−16％Cr−１％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｃ粉（３
％Si−８％Cr−30％Mo−Co粉末、-100メッシュ）、Ｄ粉
（２％Ｃ−10％Co−20％Ｗ−５％Fe−Cr粉末、-100メッ
シュ）、Ｅ粉（３％Ｃ−10％Cr−30％Mo−10％Ｗ−Co粉
末、-100メッシュ）から、表１に示す組成となるよう適
宜配合し、さらにステアリン酸亜鉛を配合し、混練し
た。これら混合原料粉末を６tom/cm2 の力で圧粉成形
し、還元性雰囲気で1110℃、60min 焼結し、これに溶浸
用銅合金を載置し1130℃、60min 溶浸処理を施した。
す組成となるように原料粉末として、Ｃ粉末、Co粉末、
Cr粉末、Mo粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉からを適宜配
合し、さらにCu粉およびステアリン酸亜鉛を配合し、混
練した。これら混合原料粉末を６tom/cm2 の圧力で圧粉
成形し、還元性雰囲気で1110℃、60min 焼結した。ま
た、試験No.12 、No.14 〜No.17 、No.19 〜No.21 、N
o.24 は、原料粉末として、Ｃ粉末、Co粉末、Cr粉末、M
o粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉および硬質粒子として
Ａ粉（65％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｂ粉（３％Ｃ
−16％Cr−１％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｃ粉（３
％Si−８％Cr−30％Mo−Co粉末、-100メッシュ）、Ｄ粉
（２％Ｃ−10％Co−20％Ｗ−５％Fe−Cr粉末、-100メッ
シュ）、Ｅ粉（３％Ｃ−10％Cr−30％Mo−10％Ｗ−Co粉
末、-100メッシュ）から、表１に示す組成となるよう適
宜配合し、さらにステアリン酸亜鉛を配合し、混練し
た。これら混合原料粉末を６tom/cm2 の力で圧粉成形
し、還元性雰囲気で1110℃、60min 焼結し、これに溶浸
用銅合金を載置し1130℃、60min 溶浸処理を施した。
【００３９】また、試験No.13 、No.18 、No.22 、No.2
3 は、原料粉末として、Ｃ粉末、Co粉末、Cr粉末、Mo粉
末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉および硬質粒子としてＡ粉
（65％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｂ粉（３％Ｃ−16
％Cr−１％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｃ粉（３％Si
−８％Cr−30％Mo−Co粉末、-100メッシュ）から、表１
に示す組成となるよう適宜配合し、さらにCu粉およびス
テアリン酸亜鉛を配合し、混練した。これら混合原料粉
末を６tom/cm2 の圧力で圧粉成形し、還元性雰囲気で11
10℃、60min 焼結した。
3 は、原料粉末として、Ｃ粉末、Co粉末、Cr粉末、Mo粉
末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉および硬質粒子としてＡ粉
（65％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｂ粉（３％Ｃ−16
％Cr−１％Mo−Fe粉末、-100メッシュ）、Ｃ粉（３％Si
−８％Cr−30％Mo−Co粉末、-100メッシュ）から、表１
に示す組成となるよう適宜配合し、さらにCu粉およびス
テアリン酸亜鉛を配合し、混練した。これら混合原料粉
末を６tom/cm2 の圧力で圧粉成形し、還元性雰囲気で11
10℃、60min 焼結した。
【００４０】ついで、表１に示す加熱冷却条件で、これ
ら焼結体に熱処理を施した。加熱温度はいずれも焼結合
金材の変態点以上である。
ら焼結体に熱処理を施した。加熱温度はいずれも焼結合
金材の変態点以上である。
【００４１】
【表１】
【００４２】熱処理後に、焼結合金材の引張試験を実施
し、伸びを測定した。測定結果を表１に示す。本発明例
の試験No.1〜10、No.12 〜19、No.21 〜23は、伸びが
1.0％以上あるのに対し、比較例の試験No.11 、No.20
、 No.24の伸びはそれぞれ 0.8％、 0.9％、0.9 ％と
1.0％未満であり、本発明例は優れた伸び特性を有して
いることがわかる。
し、伸びを測定した。測定結果を表１に示す。本発明例
の試験No.1〜10、No.12 〜19、No.21 〜23は、伸びが
1.0％以上あるのに対し、比較例の試験No.11 、No.20
、 No.24の伸びはそれぞれ 0.8％、 0.9％、0.9 ％と
1.0％未満であり、本発明例は優れた伸び特性を有して
いることがわかる。
【００４３】また、上記熱処理した焼結体を、バルブシ
ートに加工し、シリンダヘッド（材質：ＡＤＣ４）に抵
抗溶接により接合した。図１に抵抗溶接による接合方法
を示す。図１（ａ）にしめすように、バルブシート１
は、その突起部１ａがシリンダヘッド２のテーパ面２ａ
に当接するようにセットされ、電極３によりテーパ面２
ａとの間で矢印の方向に加圧され、続いて通電される。
シリンダヘッド２とバルブシート１との接合面およびそ
の近傍が溶融温度あるいはそれに近い温度まで加熱され
ると通電を遮断する。バルブシートより硬度の低いシリ
ンダヘッドが塑性変形して、図１（ｂ）に示すようにバ
ルブシート１がシリンダヘッド２に埋め込まれた状態で
接合される。
ートに加工し、シリンダヘッド（材質：ＡＤＣ４）に抵
抗溶接により接合した。図１に抵抗溶接による接合方法
を示す。図１（ａ）にしめすように、バルブシート１
は、その突起部１ａがシリンダヘッド２のテーパ面２ａ
に当接するようにセットされ、電極３によりテーパ面２
ａとの間で矢印の方向に加圧され、続いて通電される。
シリンダヘッド２とバルブシート１との接合面およびそ
の近傍が溶融温度あるいはそれに近い温度まで加熱され
ると通電を遮断する。バルブシートより硬度の低いシリ
ンダヘッドが塑性変形して、図１（ｂ）に示すようにバ
ルブシート１がシリンダヘッド２に埋め込まれた状態で
接合される。
【００４４】接合後、バルブシートに発生したクラック
の有無を調査し、その結果を表１に示す。本発明例の試
験No.1〜10、No.12 〜19、No.21 〜23には、クラックの
発生はみられなかった。本発明の範囲であれば、接合型
バルブシートに適用しても、接合時の熱応力により、ク
ラックを発生することはない。一方、本発明の範囲をは
ずれた比較例の試験No.20 、No.24 には、クラックの発
生がみられた。
の有無を調査し、その結果を表１に示す。本発明例の試
験No.1〜10、No.12 〜19、No.21 〜23には、クラックの
発生はみられなかった。本発明の範囲であれば、接合型
バルブシートに適用しても、接合時の熱応力により、ク
ラックを発生することはない。一方、本発明の範囲をは
ずれた比較例の試験No.20 、No.24 には、クラックの発
生がみられた。
【００４５】ついで、上記熱処理した焼結体をバルブシ
ートに加工したのち、シリンダヘッドに接合された状態
と同じ状態にした接合型バルブシートについて、図２に
示すリグ試験機で、実機耐久試験と同等の温度、バルブ
叩かれ状況でリグ試験を実施し、バルブシートに発生す
るクラックの有無を調査し、表１に示す。試験条件は、
つぎのとおりである。
ートに加工したのち、シリンダヘッドに接合された状態
と同じ状態にした接合型バルブシートについて、図２に
示すリグ試験機で、実機耐久試験と同等の温度、バルブ
叩かれ状況でリグ試験を実施し、バルブシートに発生す
るクラックの有無を調査し、表１に示す。試験条件は、
つぎのとおりである。
【００４６】試験温度： 400℃（測温位置: 図３）
運転時間： 30 時間
カム回転数： 3000rpm
バルブ回転数：10rpm
着座荷重：89 kg
バルブ材質：ＳＵＨ３５（ステライトNo. ６盛金）
リフト量： 7 mm
本発明例の試験No.1〜10、No.12 〜19、No.21 〜23に
は、バルブシートにクラックの発生はみられない。一
方、本発明の範囲をはずれた比較例の試験No.11 は、抵
抗溶接時にはクラックの発生がみられなかったが、リグ
試験ではクラックの発生がみられた。
は、バルブシートにクラックの発生はみられない。一
方、本発明の範囲をはずれた比較例の試験No.11 は、抵
抗溶接時にはクラックの発生がみられなかったが、リグ
試験ではクラックの発生がみられた。
【００４７】本発明の範囲であれば、抵抗溶接による接
合時のみならず、エンジン運転中でもクラックの発生は
みられない。
合時のみならず、エンジン運転中でもクラックの発生は
みられない。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、伸び特性に優れかつ耐
久性に優れた接合型バルブシートが得られ、接合時ある
いはエンジン運転中にもクラックを生じることがなく高
いシール性を維持することができるという効果が得られ
る。
久性に優れた接合型バルブシートが得られ、接合時ある
いはエンジン運転中にもクラックを生じることがなく高
いシール性を維持することができるという効果が得られ
る。
【図１】バルブシートのシリンダヘッドへの抵抗溶接に
よる接合方法を示す説明図である。
よる接合方法を示す説明図である。
【図２】リグ試験機の概略説明図である。
【図３】リグ試験における試験体の測温位置を示す説明
図である。
図である。
１ バルブシート
１ａ バルブシートの突起部
２ シリンダヘッド
２ａ テーパ面
３ 電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−70720（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−247605（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−58116（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01L 3/02
C22C 38/00 304
C22C 38/52
Claims (8)
- 【請求項１】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％を含
み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を合計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなり、焼結空孔が銅または銅合金
にて溶浸され、基地組織がオーステナイト、ベイナイト
と粒状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以上を有す
ることを特徴とする、シリンダヘッドに接合する焼結合
金製接合型バルブシート。 - 【請求項２】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％を含
み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を合計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなり、かつ100 メッシュ以下の硬
質粒子を体積％で0.5 〜20％有し、焼結空孔が銅または
銅合金にて溶浸され、基地組織がオーステナイト、ベイ
ナイトと粒状パーライトからなり、且つ伸び1. 0％以上
を有することを特徴とする、シリンダヘッドに接合する
焼結合金製接合型バルブシート。 - 【請求項３】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％、C
u：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのう
ちから選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、基地
組織がオーステナイト、ベイナイトと粒状パーライトか
らなり、且つ伸び1. 0％以上を有することを特徴とす
る、シリンダヘッドに接合する焼結合金製接合型バルブ
シート。 - 【請求項４】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％、C
u：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのう
ちから選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ
100 メッシュ以下の硬質粒子を体積％で0.5 〜20％有
し、基地組織がオーステナイト、ベイナイトと粒状パー
ライトからなり、且つ伸び1. 0％以上を有することを特
徴とする、シリンダヘッドに接合する焼結合金製接合型
バルブシート。 - 【請求項５】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％を含
み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を合計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなる焼結体を、溶浸用銅または銅
合金とともに銅または銅合金の融点以上に加熱し、空孔
に銅または銅合金を溶浸させ、さらに、Ａc3あるいはＡ
cm変態点以上1200℃以下の温度に加熱したのち、4.5 ℃
/min以下の冷却速度で650 ℃以下まで冷却し、ついで空
冷することを特徴とする、シリンダヘッドに接合する接
合型バルブシート材の製造方法。 - 【請求項６】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％を含
み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を合計で0.5 〜12％含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなり、かつ100 メッシュ以下の硬
質粒子を体積％で0.5 〜20％有する焼結体を、溶浸用銅
または銅合金とともに銅または銅合金の融点以上に加熱
し、空孔に銅または銅合金を溶浸させ、さらに、Ａc3あ
るいはＡcm変態点以上1200℃以下の温度に加熱したの
ち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650 ℃以下まで冷却
し、ついで空冷することを特徴とする、シリンダヘッド
に接合する接合型バルブシート材の製造方法。 - 【請求項７】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％、C
u：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのう
ちから選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる焼結体
を、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以下の温度に加
熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650 ℃以下ま
で冷却し、ついで空冷することを特徴とする、シリンダ
ヘッドに接合する接合型バルブシート材の製造方法。 - 【請求項８】 組成が重量％で、Ｃ：0.5 〜1.7 ％、C
u：4.0 〜20.0％を含み、さらに、Ni、Cr、Mo、Coのう
ちから選ばれた１種または２種以上を合計で0.5 〜12％
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ
100 メッシュ以下の硬質粒子を体積％で0.5 〜20％有す
る焼結体を、Ａc3あるいはＡcm変態点以上1200℃以下の
温度に加熱したのち、4.5 ℃/min以下の冷却速度で650
℃以下まで冷却し、ついで空冷することを特徴とする、
シリンダヘッドに接合する接合型バルブシート材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15260196A JP3492088B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 焼結合金製接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15260196A JP3492088B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 焼結合金製接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329007A JPH09329007A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3492088B2 true JP3492088B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=15543985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15260196A Expired - Fee Related JP3492088B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 焼結合金製接合型バルブシートおよび接合型バルブシート材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492088B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101464197B1 (ko) | 2014-04-17 | 2014-11-25 | (주)지케이에스 | 디젤 엔진용 소결된 합금 및 이를 이용한 밸브시트 및 밸브가이드 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3346305B2 (ja) * | 1998-07-17 | 2002-11-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 高強度鉄基焼結合金 |
| JP3346306B2 (ja) * | 1998-11-18 | 2002-11-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 鉄基焼結合金製バルブシート |
| JP3346321B2 (ja) * | 1999-02-04 | 2002-11-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 高強度Ｆｅ基焼結バルブシート |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP15260196A patent/JP3492088B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101464197B1 (ko) | 2014-04-17 | 2014-11-25 | (주)지케이에스 | 디젤 엔진용 소결된 합금 및 이를 이용한 밸브시트 및 밸브가이드 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09329007A (ja) | 1997-12-22 |
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