JP5486093B2 - 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ - Google Patents

耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ Download PDF

Info

Publication number
JP5486093B2
JP5486093B2 JP2012542827A JP2012542827A JP5486093B2 JP 5486093 B2 JP5486093 B2 JP 5486093B2 JP 2012542827 A JP2012542827 A JP 2012542827A JP 2012542827 A JP2012542827 A JP 2012542827A JP 5486093 B2 JP5486093 B2 JP 5486093B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
alloy
wear
engine valve
resistant cobalt
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.)
Active
Application number
JP2012542827A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012063512A1 (ja
Inventor
勝則 乙部
信一 西村
一憲 倉橋
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.)
Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Nittan Valve Co Ltd
Original Assignee
Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Nittan Valve Co Ltd
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 Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd, Nittan Valve Co Ltd filed Critical Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Priority to JP2012542827A priority Critical patent/JP5486093B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5486093B2 publication Critical patent/JP5486093B2/ja
Publication of JPWO2012063512A1 publication Critical patent/JPWO2012063512A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B23K10/027—Welding for purposes other than joining, e.g. build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3046—Co as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/003—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/01—Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/18—Testing or simulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/01—Absolute values

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

本発明は、PTA粉末肉盛溶接、TIG肉盛溶接、溶射などの各種施工プロセスに用いられる表面硬化用材料に関するものであり、特に耐摩耗性が要求される部材に用いられる耐摩耗性コバルト基合金と、それを盛金したエンジンバルブに関するものである。
従来、エンジンバルブにはステライト（登録商標）に代表されるCo-Cr-W-C系材料（特許文献１、２を含む）やトリバロイ（登録商標）に代表されるCo-Mo-Si系材料（特許文献３〜７を含む）が使用されており、特に耐摩耗性が要求される部材にはトリバロイが使用されている。
Co-Cr-W-C系の材料は、表面硬化用材料として高い靭性を備えているものの、耐摩耗性が不十分であり、長期の使用には耐えることができない。また、Co-Mo-Si系の材料は、表面硬化用材料として高い耐摩耗性を備えているものの、耐衝撃特性が不十分であり、割れやそれに伴って発生する剥離が問題となる。
特開2001-123238号公報 特表2008-522039号公報 特許第4463763号公報 特開平5-131289号公報 特開平9-296241号公報 特開平7-278780号公報 特開平4-107235号公報
耐摩耗性や耐衝撃性を目的とした表面硬化は、現在、各種産業分野において、広く用いられている。しかしながら、近年の環境に対する意識の向上により、産業機器の使用環境は厳しさを増してきており、それに伴い表面硬化用材料も、より高性能なものが要求されている。特に、エンジンバルブに使用される盛金材料では、耐摩耗性に優れ、かつ耐衝撃性を備えた表面硬化用材料の開発が課題となっている。
本発明では耐摩耗性に優れた表面硬化用材料の開発を行うための合金組成の検討にあたって、下記の目標値を設定し、これを全て満足することを条件とした。
（目標値）
(1)シャルピー衝撃値 → 5J/cm2 以上
(2)硬さ → 52HRC 以上
(3)肉盛作業性 → 肉盛溶接時に形成される溶融プールの湯流れが良好
(4)熱衝撃試験 → 600℃まで割れや剥離が発生しない
即ち、上記の目標(1)〜(4)を満足する本発明の耐摩耗性コバルト基合金は、Moおよび／またはWを合計で20.0〜30.0質量%、Bを0.8〜2.2質量%、Crを5.0〜18.0質量%含有し、残部が55.0〜70.0質量%のCoおよび不可避不純物からなることを特徴とする。ここで、不可避不純物とは、意図的に添加していないのに、各原料の製造工程等で不可避的に混入する不純物のことであり、このような不純物としては、Mg、S、O、N、V、Zr、Snなどが挙げられ、これらの総和は通常0.3質量%以下であり、本発明の作用に影響を及ぼす程ではない。
また、本発明の耐摩耗性コバルト基合金は、Moおよび／またはWを合計で20.0〜30.0質量%、Bを0.8〜2.2質量%、Crを5.0〜18.0質量%含有し、さらに、Fe、Ni、Mn、Cu、Si、Cを合計で5.0質量%以下で、かつ、Siを1.0質量%以下、Cを0.3質量%以下含有し、残部が55.0〜70.0質量%のCoおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
また、本発明のエンジンバルブは、前記の組成からなる耐摩耗性コバルト基合金が、盛金またはコーティングされていることを特徴とするものであり、より好ましいエンジンバルブは、前記の耐摩耗性コバルト基合金が、少なくともフェース面のシートとの当たり面に盛金またはコーティングされていることを特徴とするものである。
次に、本発明のコバルト基合金の各成分を限定した理由を述べる。
Mo、Wは、基質（マトリックス）となるCo固溶体に固溶して、耐摩耗性・耐衝撃性を付与すると共に、その一部はBと金属間化合物を形成してさらに耐摩耗性の向上に寄与するが、MoとWの合計量が20.0質量%未満では固溶強化が不十分であり、30.0質量%を超えると金属間化合物が多く形成して、大幅に靭性（耐衝撃性）が低下する。このため、Moおよび／またはWの合計量は20.0〜30.0質量%の範囲に定めた。
Bは、CrやMoと金属間化合物を形成し、耐摩耗性を付与するとともに、溶湯を清浄化して、盛金時の湯流れを良くするため、PTAやTIG肉盛あるいは溶射などの施工作業性を向上させる。しかし、0.8質量%未満の含有量では、十分な量の金属間化合物を形成せず、摩耗性が低下するほか、溶湯の清浄化作用が不十分となる。また、2.2質量%を超えると金属間化合物の量が多く、大幅に靭性（耐衝撃性）が低下する。このため、Bの含有量は0.8〜2.2質量%の範囲に定めた。
Crは、Co固溶体に固溶して、耐摩耗性・耐衝撃性・耐食性・耐酸化性を付与する。また、Crの一部はBと金属間化合物を形成して、マトリックス内に分散するため、さらに耐摩耗性の向上に寄与する。しかし、Crの含有量が5.0質量%未満では、十分な耐摩耗性・耐食性・耐酸化性が得られず、18.0質量%を超えると金属組織中に金属間化合物が多く形成して、靭性が大きく低下するため、含有量の範囲を5.0〜18.0質量%に定めた。
本発明のコバルト基合金は、物性に悪影響を及ぼさない添加元素として、Fe、Ni、Mn、Cu、Si、Cを合計で5.0質量%以下で、かつ、Siを1.0質量%以下、Cを0.3質量%以下含むことができる。
本発明のコバルト基合金は、シャルピー衝撃値が5J/cm2以上、かつ硬さが52HRC以上の特性を有し、PTA肉盛作業性が良く、肉盛試験片の熱衝撃試験において、600℃まで割れや剥離が生じないので、優れた耐摩耗性と耐衝撃性を備えた表面硬化用材料として広範囲な用途への適応が可能となる。
本発明の耐摩耗性コバルト基合金を盛金したエンジンバルブの一例における模式図である。
ベースのCo及び添加成分としてのMoおよび／またはW、Cr、Bと、必要に応じて添加するFe、Si、Mn、Cu、Ni、Cの夫々が所定の質量%になるよう調整・配合した地金を、溶解炉中のルツボ内で加熱・溶融し、液状の合金とした後、アトマイズ法や溶融粉砕法により粉末とするか、所定の型に鋳造して棒状や板状などとして本発明のコバルト基合金を得ることができる。
特にアトマイズ法で製造したコバルト基合金粉末は、目的の施工方法に適した粒度に調整することにより、PTA肉盛や溶射などの表面改質施工に、連続鋳造法で製造した肉盛溶接棒はガス肉盛などの表面改質施工に適用することができる。また、この粉末ないしは棒材を種々材質のエンジンバルブに施工することで、エンジンバルブに耐摩耗性を付与することができる。
上記のように調整・配合した本発明の実施例合金及び比較例合金を溶製し、以下に示す方法で、シャルピー衝撃値とロックウェル硬さを測定し、肉盛試験及び熱衝撃試験を実施した。
（1）シャルピー衝撃試験；各合金の配合組成を有する100gの地金を、電気炉を用いアルゴン気流中で約1600℃に加熱、溶解し、シェル鋳型に鋳造して、JIS Z 2242：2005記載の試験片（ノッチなし）に機械加工した。そして、シャルピー衝撃試験機を用いJIS Z 2242：2005に準拠した衝撃試験を行って衝撃値を測定した。
（2）硬さ測定；上記(1)と同じ方法で溶製した鋳造片を10×10×20mmの形状に機械加工し、平行面を出し、その平行面上部を240番の耐水研磨紙で湿式研磨して、JIS Z 2245：2005に準拠したロックウェル硬さ試験を実施した。なお、測定はCスケールで測定した。
（3）PTA肉盛試験；各合金の配合組成を有する100kgの地金を、高周波溶解炉を用いアルゴン気流中で約1600℃に加熱、溶解し、ガスアトマイズ法により、粉末化させ、振搗篩機にて80〜350meshに粒度調整した。この合金粉末をJIS G 4311：1991に規定する耐熱鋼(SUH3)で作製したエンジンバルブ（傘径約70mm、軸径約14mm、全長約300mm）のフェース面（図１の符号２で示される部分）にプラズマ粉体肉盛溶接を行い、肉盛溶接時に形成される溶融プールの湯流れ状態を調査した。なお、湯流れ状態の評価基準は、以下のいずれかで表現され、湯流れ状態が良好な合金は「非常に良好」もしくは「良好」で表現される。
（評価基準）
非常に良好 ：比較例P、Q(コバルト自溶合金)と同等以上
良好 ：比較例A(ステライト6)と同等以上
やや悪い ：比較例Aよりも悪いが、比較例F(トリバロイ400)よりも良い
悪い ：比較例Fと同等以下
（4）熱衝撃試験；上記(3)と同じ方法で作製したエンジンバルブを400℃設定の電気炉で１時間熱処理した後、約20℃の水中に投入して急冷させる。次に熱処理温度をさらに50℃上昇させて、１時間の熱処理と水冷を行う。これを熱処理温度が600℃となるまで繰り返し、600℃での熱処理後の水冷で割れや剥離が生じるかを調査した。
表１に本発明の実施例を、表２および表３に比較例を示す。
Figure 0005486093
Figure 0005486093
Figure 0005486093
表２に示す比較例合金(a)〜(k)は本発明の請求範囲外組成の合金である。合金(a)はCoが、合金(h)はFeとNiの合計が、合金(i)はNiとCuの合計が、それぞれ請求範囲の上限を超え、合金(f)はMo とBが請求範囲の下限を下回ったもので、この場合、いずれも硬さが目標値を満足していない。合金(b)はMoとWの合計が請求範囲の上限を超え、さらにCoが請求範囲の下限を下回り、合金(c)はMoが、合金(d)はCrが、それぞれ請求範囲の下限を下回り、合金(e)はCrが、合金(g)はBが、合金(j)はSiが、合金(k)はCが、それぞれ請求範囲の上限を超えたもので、この場合、いずれもシャルピー衝撃値を満足していない。また、シャルピー衝撃値の目標を満足していない比較例(b)〜(e)、(g)、(j)、(k)では、熱衝撃試験において割れの発生を確認した。
表３に示す比較例合金(A)〜(Q)は、従来のCo-Cr-W-C系合金（ステライト（登録商標））やCo-Mo-Si系合金（トリバロイ（登録商標））、あるいは他の特許文献やJIS H 8303の自溶合金溶射に示されている組成の合金であるが、いずれもシャルピー衝撃値あるいは硬さのいずれかが目標値を満足しておらず、さらに、比較例(C)〜(O)は肉盛作業性が悪い。また、比較例(B)、(C)、(F)〜(N)、(P)では熱衝撃試験で割れの発生を確認した。
これに対し、表１に示すように、本発明合金である実施例1〜18は、シャルピー衝撃値とロックウェル硬さ、熱衝撃試験のいずれも目標値を満足しており、表面硬化用材料として適度な硬さと、高い耐磨耗性を備えており、さらに肉盛作業性に優れている。
以上、述べたように、本発明によるコバルト基合金は、表面硬化用材料としての優れた耐摩耗性と、耐衝撃特性を備え、さらに、湯流れ性を満足しているため、このような材料を粉末状または棒状にして溶接または溶射などにより各種部材に表面硬化することにより、これら部材は著しい耐久性の向上が期待できる。
また、本発明のコバルト基合金は、盛金用に限定されることなく、粉末冶金による焼結部品に複合添加して硬質粒子とすることにより、耐摩耗性の良好な機械部品を形成することにも活用できる。
１ エンジンバルブ
２ フェース面(シートとの当たり面)

Claims (4)

  1. Moおよび／またはWを合計で20.0〜30.0質量%、Bを0.8〜2.2質量%、Crを5.0〜18.0質量%含有し、残部が55.0〜70.0質量%のCoおよび不可避不純物からなることを特徴とするエンジンバルブの表面硬化用耐摩耗性コバルト基合金。
  2. さらに、Fe、Ni、Mn、Cu、Si、Cを合計で5.0質量%以下、かつ、Siを1.0質量%以下、Cを0.3質量%以下含有することを特徴とする請求項１に記載のエンジンバルブの表面硬化用耐摩耗性コバルト基合金。
  3. 請求項１又は２に記載の耐摩耗性コバルト基合金が盛金またはコーティングされていることを特徴とするエンジンバルブ。
  4. 少なくともフェース面のシートとの当たり面に、前記耐摩耗性コバルト基合金が、盛金またはコーティングされていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンバルブ。
JP2012542827A 2010-11-09 2011-05-23 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ Active JP5486093B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012542827A JP5486093B2 (ja) 2010-11-09 2011-05-23 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010250598 2010-11-09
JP2010250598 2010-11-09
JP2012542827A JP5486093B2 (ja) 2010-11-09 2011-05-23 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ
PCT/JP2011/061748 WO2012063512A1 (ja) 2010-11-09 2011-05-23 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5486093B2 true JP5486093B2 (ja) 2014-05-07
JPWO2012063512A1 JPWO2012063512A1 (ja) 2014-05-12

Family

ID=46050672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012542827A Active JP5486093B2 (ja) 2010-11-09 2011-05-23 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9206319B2 (ja)
EP (1) EP2639323B1 (ja)
JP (1) JP5486093B2 (ja)
KR (1) KR20130122900A (ja)
CN (2) CN105734345A (ja)
BR (1) BR112013011462B1 (ja)
PL (1) PL2639323T3 (ja)
WO (1) WO2012063512A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110315063A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 丰田自动车株式会社 堆焊用合金粉末和使用该堆焊用合金粉末的组件

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5763847B2 (ja) * 2012-10-30 2015-08-12 日鍛バルブ株式会社 エンジンバルブ
JP5676808B1 (ja) * 2014-06-25 2015-02-25 電源開発株式会社 溶接用Ｃｏ基合金、溶加材及び肉盛金属部材
CN104289826B (zh) * 2014-10-31 2017-04-12 武汉科技大学 一种硼化物耐磨堆焊药芯焊丝及其制备方法
US10072504B2 (en) * 2015-12-22 2018-09-11 General Electric Company Alloy, welded article and welding process
JP2018039037A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 トヨタ自動車株式会社 エンジンバルブ用コバルト基盛金合金およびエンジン
US20180216738A1 (en) * 2017-02-02 2018-08-02 Fisher Controls International Llc Control valves having integral trim
CN106825988B (zh) * 2017-02-25 2018-11-27 河北工业大学 一种等离子弧堆焊用耐高温腐蚀及磨损钴基粉末
WO2019191400A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Oerlikon Metco (Us) Inc. Reduced carbides ferrous alloys
CN113195759B (zh) 2018-10-26 2023-09-19 欧瑞康美科（美国）公司 耐腐蚀和耐磨镍基合金
CA3136967A1 (en) 2019-05-03 2020-11-12 Oerlikon Metco (Us) Inc. Powder feedstock for wear resistant bulk welding configured to optimize manufacturability
US11155904B2 (en) 2019-07-11 2021-10-26 L.E. Jones Company Cobalt-rich wear resistant alloy and method of making and use thereof
CN112695229B (zh) * 2020-12-04 2022-03-04 中国科学院上海应用物理研究所 一种耐高温氟化盐腐蚀的钴基合金及其制备方法
US11828380B2 (en) 2021-07-23 2023-11-28 Fisher Controls International Llc Valve bodies and methods of manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59129746A (ja) * 1983-01-18 1984-07-26 Mitsubishi Metal Corp エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用Ｃｏ基合金
JPH01272738A (ja) * 1988-04-21 1989-10-31 Kubota Ltd プラスチック射出成形・押出成形機用耐食耐摩耗合金
JPH04254541A (ja) * 1991-02-06 1992-09-09 Kubota Corp 耐食・耐摩耗性コバルト基合金
JPH0617176A (ja) * 1992-07-01 1994-01-25 Kubota Corp 耐食耐摩耗性Ｃｏ基合金
JPH0768609A (ja) * 1993-09-07 1995-03-14 Hitachi Metals Ltd 成形機用シリンダ及びその製造方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US31580A (en) * 1861-02-26 Improvement in furnaces for treating iron ores
US2097177A (en) * 1936-08-19 1937-10-26 Golyer Anthony G De Alloy
GB907355A (en) 1958-06-13 1962-10-03 Thompson Ramo Wooldridge Inc Improvements in or relating to methods of facing metals
US3313633A (en) * 1963-07-24 1967-04-11 Metco Inc High temperature flame spray powder
US3410732A (en) * 1965-04-30 1968-11-12 Du Pont Cobalt-base alloys
GB2005302A (en) 1977-10-04 1979-04-19 Rolls Royce Nickel-free cobalt alloy
US4260666A (en) 1979-06-18 1981-04-07 Allied Chemical Corporation Brazed metal articles
JPS5669343A (en) 1979-11-13 1981-06-10 Jieneritsuku Ind Inc Cobalttchromium alloy
EP0031580B1 (en) * 1979-12-29 1985-11-21 Ebara Corporation Coating metal for preventing the crevice corrosion of austenitic stainless steel
JPS58176095A (ja) 1982-04-07 1983-10-15 Mitsubishi Metal Corp 耐溶接割れ性のすぐれた硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合金
JPS59211546A (ja) * 1983-05-17 1984-11-30 Sumitomo Metal Ind Ltd コバルト基溶射合金
US4692305A (en) * 1985-11-05 1987-09-08 Perkin-Elmer Corporation Corrosion and wear resistant alloy
JPH04107235A (ja) 1990-08-27 1992-04-08 Nippon Steel Corp 電気メッキ用コンダクターロール
JP2660455B2 (ja) * 1991-02-08 1997-10-08 東洋鋼鈑株式会社 耐熱硬質焼結合金
FR2675516B1 (fr) 1991-04-19 1993-12-31 Aubert Duval Alliage a base de cobalt a faible coefficient de dilatation thermique.
JP3002585B2 (ja) 1991-11-12 2000-01-24 大同特殊鋼株式会社 硬化肉盛用溶接材料
JPH07278780A (ja) 1994-04-13 1995-10-24 Toshiba Corp 地熱蒸気タービン用材料及びその溶射材料
JPH09296241A (ja) 1996-04-08 1997-11-18 Daido Steel Co Ltd Ｍｇダイカストシリンダ用スリーブ及びその製造方法とＭｇダイカストシリンダ
JP2001123238A (ja) 1999-07-27 2001-05-08 Deloro Stellite Co Inc 鋸ブレードチップ及びそのための合金
US6852176B2 (en) 2002-07-17 2005-02-08 Deloro Stellite Holdings Corporation Wear-resistant, corrosion-resistant cobalt-based alloys
CA2555385A1 (en) * 2003-12-29 2005-07-21 Deloro Stellite Holdings Corporation Ductile cobalt-based laves phase alloys
WO2006060434A2 (en) 2004-11-30 2006-06-08 Deloro Stellite Holdings Corporation Weldable, crack-resistant co-based alloy
US20060210826A1 (en) 2005-03-21 2006-09-21 Wu James B C Co-based wire and method for saw tip manufacture and repair
JP4476206B2 (ja) 2005-10-19 2010-06-09 株式会社クボタ 非鉄金属鋳造装置用部品
US7754143B2 (en) * 2008-04-15 2010-07-13 L. E. Jones Company Cobalt-rich wear resistant alloy and method of making and use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59129746A (ja) * 1983-01-18 1984-07-26 Mitsubishi Metal Corp エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用Ｃｏ基合金
JPH01272738A (ja) * 1988-04-21 1989-10-31 Kubota Ltd プラスチック射出成形・押出成形機用耐食耐摩耗合金
JPH04254541A (ja) * 1991-02-06 1992-09-09 Kubota Corp 耐食・耐摩耗性コバルト基合金
JPH0617176A (ja) * 1992-07-01 1994-01-25 Kubota Corp 耐食耐摩耗性Ｃｏ基合金
JPH0768609A (ja) * 1993-09-07 1995-03-14 Hitachi Metals Ltd 成形機用シリンダ及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110315063A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 丰田自动车株式会社 堆焊用合金粉末和使用该堆焊用合金粉末的组件

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130122900A (ko) 2013-11-11
BR112013011462B1 (pt) 2022-05-24
CN105734345A (zh) 2016-07-06
WO2012063512A1 (ja) 2012-05-18
BR112013011462A2 (pt) 2016-08-09
US9206319B2 (en) 2015-12-08
CN103189532A (zh) 2013-07-03
JPWO2012063512A1 (ja) 2014-05-12
EP2639323B1 (en) 2017-02-01
PL2639323T3 (pl) 2017-08-31
US20130221261A1 (en) 2013-08-29
EP2639323A4 (en) 2014-04-30
EP2639323A1 (en) 2013-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5486093B2 (ja) 耐摩耗性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ
JP5642295B2 (ja) Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ系合金とそれを盛金したエンジンバルブ
JP5486092B2 (ja) 高靭性コバルト基合金とそれを盛金したエンジンバルブ
JP2012518082A (ja) 耐摩耗性合金
JP4463763B2 (ja) 耐摩耗性、耐食性コバルト系合金
JP5763847B2 (ja) エンジンバルブ
JP2008115444A (ja) 表面硬化用高硬度の耐熱Ｃｒ基合金
CN104919150B (zh) 发动机气门
JP2017024051A (ja) 肉盛溶接用材料及び肉盛金属

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5486093

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

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