JPH01197067A - Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法Info
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- JPH01197067A JPH01197067A JP63021717A JP2171788A JPH01197067A JP H01197067 A JPH01197067 A JP H01197067A JP 63021717 A JP63021717 A JP 63021717A JP 2171788 A JP2171788 A JP 2171788A JP H01197067 A JPH01197067 A JP H01197067A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法に関
し、更に詳細には、Ｔｉ基会合金製エンジンバルブのフ
ェース面又は軸端部に、耐摩耗性の優れた肉盛硬化部を
形成する方法に関する。
し、更に詳細には、Ｔｉ基会合金製エンジンバルブのフ
ェース面又は軸端部に、耐摩耗性の優れた肉盛硬化部を
形成する方法に関する。
従来の技術
最近、自動車用エンジンの軽量化に伴いＴｉ基合金製エ
ンジンバルブが注目されている。一般に、エンジンバル
ブのラエース面及び軸端部はそれぞれ弁座及びアジャス
トスクリニと接触を繰り返し、その耐用期間中に相当数
の繰返し打撃を受けるので、所定の耐摩耗性を確保する
ために何らかの対策が必要がある。
ンジンバルブが注目されている。一般に、エンジンバル
ブのラエース面及び軸端部はそれぞれ弁座及びアジャス
トスクリニと接触を繰り返し、その耐用期間中に相当数
の繰返し打撃を受けるので、所定の耐摩耗性を確保する
ために何らかの対策が必要がある。
先ず、Ｔ１合金の硬化処理方法として、メツキ、Ｍｏ溶
射、化学的及び物理的な蒸着、イオン窒化等の表面処理
方法が可能である。また、Ｔｉ基合金製エンジンバルブ
の軸端部にステライト合金チップ材のロウ付けを行って
、耐摩耗性を向上させる方法がある。また、耐熱鋼製の
エンジンバルブのフエース面の耐摩耗性を確保する手段
として、ステライト合金等のＣＯ基肉盛材、Ｎｉ基肉盛
材又はＦｅ基肉盛材を、酸素−アセチレンガス溶接、プ
ラズマ粉末溶接、レーザ粉末溶接等によって肉盛溶接し
て耐摩耗性肉盛部を形成する方法がある。
射、化学的及び物理的な蒸着、イオン窒化等の表面処理
方法が可能である。また、Ｔｉ基合金製エンジンバルブ
の軸端部にステライト合金チップ材のロウ付けを行って
、耐摩耗性を向上させる方法がある。また、耐熱鋼製の
エンジンバルブのフエース面の耐摩耗性を確保する手段
として、ステライト合金等のＣＯ基肉盛材、Ｎｉ基肉盛
材又はＦｅ基肉盛材を、酸素−アセチレンガス溶接、プ
ラズマ粉末溶接、レーザ粉末溶接等によって肉盛溶接し
て耐摩耗性肉盛部を形成する方法がある。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記表面硬化処理方法は高価で、その硬
化深さは数μｍ乃至２０μｍ程度であり、所要の耐久性
を維持するには十分でないという問題があった。また、
Ｔｌｌ会合金製エンジンバルブのフェース面及び軸端部
に、プラズマ粉末溶接又はレーザ粉末溶接のような不活
性ガスシールド溶接法によって上記肉盛材を肉盛溶接す
ると、脆い金属間化合物が生成され、肉盛部に割れ等の
有害な欠陥が生じて破損し易く実用に耐えないという問
題点があった。従って、Ｔ１基合金製エンジンバルブの
用途は、耐用年数が短くて繰返し打撃数の比較的少ない
レース用エンジン等に限られていた。
化深さは数μｍ乃至２０μｍ程度であり、所要の耐久性
を維持するには十分でないという問題があった。また、
Ｔｌｌ会合金製エンジンバルブのフェース面及び軸端部
に、プラズマ粉末溶接又はレーザ粉末溶接のような不活
性ガスシールド溶接法によって上記肉盛材を肉盛溶接す
ると、脆い金属間化合物が生成され、肉盛部に割れ等の
有害な欠陥が生じて破損し易く実用に耐えないという問
題点があった。従って、Ｔ１基合金製エンジンバルブの
用途は、耐用年数が短くて繰返し打撃数の比較的少ない
レース用エンジン等に限られていた。
そこで、本発明は、ブローホール、割れ、剥離等の有害
な欠陥を生じることなく、所要の硬度及び硬化深さを有
し、且つ寿命の長い耐摩耗性肉盛硬化部を、ｊｌ基合金
製エンジンバルブのフェース面及び軸端部に形成する方
法を提供することを目的とする。
な欠陥を生じることなく、所要の硬度及び硬化深さを有
し、且つ寿命の長い耐摩耗性肉盛硬化部を、ｊｌ基合金
製エンジンバルブのフェース面及び軸端部に形成する方
法を提供することを目的とする。
課題を解決するだめの手段
本発明によれば、タングステンカーバイド粉末及びクロ
ムカーバイド粉末のうちいずれか一方を、プラズマ粉末
溶接又はレーザ粉末溶接によって上記Ｔ１基合金製母材
とともに溶融させながら、Ｔｌ基合金製エンジンバルブ
のフェース面及び軸端部のうち少なくとも一方に肉盛溶
接することを特徴とするＴ１基合金製エンジンバルブの
製造方法を提供する。
ムカーバイド粉末のうちいずれか一方を、プラズマ粉末
溶接又はレーザ粉末溶接によって上記Ｔ１基合金製母材
とともに溶融させながら、Ｔｌ基合金製エンジンバルブ
のフェース面及び軸端部のうち少なくとも一方に肉盛溶
接することを特徴とするＴ１基合金製エンジンバルブの
製造方法を提供する。
また、本発明の好ましい態様によれば、作動ガス、粉末
キャリアガス及び雰囲気ガスのうち少なくとも１つのガ
スとして、Ｎ２、ＣＤ□、ＣＤ、０□、メタン及びアン
モニアよりなる群から選ばれた１又は２以上のガスと不
活性ガスとの混合ガスを用いる。
キャリアガス及び雰囲気ガスのうち少なくとも１つのガ
スとして、Ｎ２、ＣＤ□、ＣＤ、０□、メタン及びアン
モニアよりなる群から選ばれた１又は２以上のガスと不
活性ガスとの混合ガスを用いる。
作 用
本発明により、タングステンカーバイド粉末又はクロム
カーバイド粉末をＴ１基合金製母材とともに溶融させな
がら、プラズマ粉末溶接法又はレーザ粉末溶接法等で肉
盛溶接すると、タングステンカーバイド中のＷ及びＣ又
はクロムカーバイド中のＣｒ及びＣがＴ１基合金マトリ
ックスに固溶され、あるいは未溶解のカーバイドが硬質
粒子として残存するため、肉盛硬化部の硬度は向上する
。
カーバイド粉末をＴ１基合金製母材とともに溶融させな
がら、プラズマ粉末溶接法又はレーザ粉末溶接法等で肉
盛溶接すると、タングステンカーバイド中のＷ及びＣ又
はクロムカーバイド中のＣｒ及びＣがＴ１基合金マトリ
ックスに固溶され、あるいは未溶解のカーバイドが硬質
粒子として残存するため、肉盛硬化部の硬度は向上する
。
タングステンカーバイド粉末又はクロムカーバイド粉末
の混合量及び溶接条件を適宜調節することにより、形成
される肉盛硬化部の硬さ及び硬化深さを制御することが
できる。また、混合するタングステンカーバイド粉末又
はクロムカーバイド粉末の粒径を、０．０１乃至０．２
ｍｍの範囲で任意に選定して、形成される肉盛硬化部
の硬さ及び硬化深さを制御することもできる。一般に、
上記粉末の混合量が少ない程、また粒径が小さい程未溶
解カーバイドが残存しなくなるか、あるいは残存量が少
なくなる傾向がある。
の混合量及び溶接条件を適宜調節することにより、形成
される肉盛硬化部の硬さ及び硬化深さを制御することが
できる。また、混合するタングステンカーバイド粉末又
はクロムカーバイド粉末の粒径を、０．０１乃至０．２
ｍｍの範囲で任意に選定して、形成される肉盛硬化部
の硬さ及び硬化深さを制御することもできる。一般に、
上記粉末の混合量が少ない程、また粒径が小さい程未溶
解カーバイドが残存しなくなるか、あるいは残存量が少
なくなる傾向がある。
作動ガス、粉末キャリアガス及び雰囲気ガスのうち少な
くとも１つのガスとして、Ｎ２、ＣＯ２、Ｃｏ、０２、
メタン及びアンモニアよりなる群から選ばれた１又は２
以上のガスと不活性ガスとの混合ガスを用いると、Ｔｌ
基合金が酸素、窒素等のガス成分を吸収して針状α相と
なり硬度が更に向上する。
くとも１つのガスとして、Ｎ２、ＣＯ２、Ｃｏ、０２、
メタン及びアンモニアよりなる群から選ばれた１又は２
以上のガスと不活性ガスとの混合ガスを用いると、Ｔｌ
基合金が酸素、窒素等のガス成分を吸収して針状α相と
なり硬度が更に向上する。
実施例
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図に、本発明に係るエンジンバルブのｉｔを概略的
に示す。図示のエンジンバルブは丸棒状の軸部（ステム
）１を有し、その一端には溝部８を介して軸端部３が形
成され、他端には傘状の首部６及び傘部７が形成されて
いる。本発明により、軸端部３の端面には肉盛硬化部２
が形成され、傘部７のフェース面４には同じく肉盛硬化
部５が形成される。
に示す。図示のエンジンバルブは丸棒状の軸部（ステム
）１を有し、その一端には溝部８を介して軸端部３が形
成され、他端には傘状の首部６及び傘部７が形成されて
いる。本発明により、軸端部３の端面には肉盛硬化部２
が形成され、傘部７のフェース面４には同じく肉盛硬化
部５が形成される。
Ｔｉ基合金（Ｔ＋−６ＡＩ−４Ｖ）製（７）工７シンハ
ルフのフェース面に、プラズマ粉末溶接法によってタン
グステンカーバイド粉末を肉盛溶接して肉盛硬化部を形
成した。別表に示すように、試験番号１ではＡｒのみを
粉末キャリアガスとして使用し、試験番号２では后と０
０２との混合ガスを粉末キャリアガスとして使用した。
ルフのフェース面に、プラズマ粉末溶接法によってタン
グステンカーバイド粉末を肉盛溶接して肉盛硬化部を形
成した。別表に示すように、試験番号１ではＡｒのみを
粉末キャリアガスとして使用し、試験番号２では后と０
０２との混合ガスを粉末キャリアガスとして使用した。
形成した肉盛硬化部の表面硬さを、ビッカース硬さ試験
による数値で示す。
による数値で示す。
因みに、硬化処理前のＴｉ基合金製母材の硬さはＨＶ３
４０程度である。
４０程度である。
表
粉末キャリアガスとして１１／分のＡｒガスのみを使用
した試験番号１の肉盛硬化部の表面硬さは、Ｈｖ４５０
であった。また、粉末キャリアガスとしてｉｆ／分のＡ
ｒガスと０．２１７分のＣＯ，ガスとの混合ガスを使用
した試験番号２の肉盛硬化部の表面硬さは、ＨＶ４５０
であった。
した試験番号１の肉盛硬化部の表面硬さは、Ｈｖ４５０
であった。また、粉末キャリアガスとしてｉｆ／分のＡ
ｒガスと０．２１７分のＣＯ，ガスとの混合ガスを使用
した試験番号２の肉盛硬化部の表面硬さは、ＨＶ４５０
であった。
第２図Ａは、試験番号１０条件で形成した肉盛硬化部の
ミクロ組織を示す顕微鏡写真である。第２図Ｂは同じく
、試験番号１の条件で形成した肉盛硬化部の表層部分の
ミクロ組織を示す顕微鏡写真であるが、未溶解のカーバ
イドが硬質粒子として白く残存しているのがＶｌｉａｉ
ｄされた。上記硬質粒子の硬さは、Ｈｖ１０８０であっ
た。
ミクロ組織を示す顕微鏡写真である。第２図Ｂは同じく
、試験番号１の条件で形成した肉盛硬化部の表層部分の
ミクロ組織を示す顕微鏡写真であるが、未溶解のカーバ
イドが硬質粒子として白く残存しているのがＶｌｉａｉ
ｄされた。上記硬質粒子の硬さは、Ｈｖ１０８０であっ
た。
第３図は、別表に示す各条件に従って形成した肉盛硬化
部の深さ方向の硬さ分布を示す図である。
部の深さ方向の硬さ分布を示す図である。
試験番号ｌの肉盛硬化部では、表面から約１．０闘まで
の硬さがＨＶ４５０程度であった。また、粉末キャリア
ガスとして１β／分のＡｒガスと０．２１／分のＣ０２
ガスとの混合ガスを使用して形成した試験番号２の肉盛
硬化部では、表面から約り、Ｏｍｍまでの硬さがＨｖ５
４０程度であった。このように、いずれの場合も表面か
ら約Ｌ Ｏｍｍの範囲で顕著な硬化作用があることが確
認された。
の硬さがＨＶ４５０程度であった。また、粉末キャリア
ガスとして１β／分のＡｒガスと０．２１／分のＣ０２
ガスとの混合ガスを使用して形成した試験番号２の肉盛
硬化部では、表面から約り、Ｏｍｍまでの硬さがＨｖ５
４０程度であった。このように、いずれの場合も表面か
ら約Ｌ Ｏｍｍの範囲で顕著な硬化作用があることが確
認された。
以上より、タングステンカーバイド粉末をＴｉ基合金製
母材とともに溶融させなから肉盛溶接すると、形成した
肉盛硬化部の硬さが向上することが確認された。また、
粉末キャリアガスへ００２ ガスを混入させると、形成
した肉盛硬化部の硬さが更に向上することが確認された
。
母材とともに溶融させなから肉盛溶接すると、形成した
肉盛硬化部の硬さが向上することが確認された。また、
粉末キャリアガスへ００２ ガスを混入させると、形成
した肉盛硬化部の硬さが更に向上することが確認された
。
本実施例では、タングステンカーバイド粉末を使用した
が、これに代えてクロムカーバイド粉末を使用してもよ
いことは明らかである。また、本実施例では、Ｔｉ基合
金製エンジンバルブのフェース面についての実施例を示
したが、軸端部についても本発明を実施することができ
ることは明らかである。更に、本実施例では、ＣＤ２
ガスを粉末キャリアガスへ混入させたが、Ｃ０２ガスを
作動ガス又は雰囲気ガスへ混入させてもよいし、またＮ
２、ＣＤ□、ＣＤ、０２、メタン及びアンモニアよりな
る群から選ばれた１又は２以上のガスと不活性ガスとの
混合ガスを混入させてもよいことは明らかである。
が、これに代えてクロムカーバイド粉末を使用してもよ
いことは明らかである。また、本実施例では、Ｔｉ基合
金製エンジンバルブのフェース面についての実施例を示
したが、軸端部についても本発明を実施することができ
ることは明らかである。更に、本実施例では、ＣＤ２
ガスを粉末キャリアガスへ混入させたが、Ｃ０２ガスを
作動ガス又は雰囲気ガスへ混入させてもよいし、またＮ
２、ＣＤ□、ＣＤ、０２、メタン及びアンモニアよりな
る群から選ばれた１又は２以上のガスと不活性ガスとの
混合ガスを混入させてもよいことは明らかである。
発明の効果
以上のように、本発明により、タングステンカーバイド
粉末又はクロムカーバイド粉末を、Ｔｉ基合金製母材と
ともに溶融させながら不活性ガスシールド溶接によって
肉盛溶接すると、ＴＩ基合金製エンジンバルブのフェー
ス面又は軸端部に耐摩耗性の優れた肉盛硬化部を形成す
ることができる。
粉末又はクロムカーバイド粉末を、Ｔｉ基合金製母材と
ともに溶融させながら不活性ガスシールド溶接によって
肉盛溶接すると、ＴＩ基合金製エンジンバルブのフェー
ス面又は軸端部に耐摩耗性の優れた肉盛硬化部を形成す
ることができる。
また、作動ガス、粉末キャリアガス又は雰囲気ガスとし
て、Ｎ２、ＣＤ□、ＣＤ、０２、メタン又はアンモニア
と不活性ガスとの混合ガスを用いると、更に耐摩耗性の
優れた肉盛硬化部を形成することができる。従って、こ
のように肉盛硬化部を形成したＴ１基合金製エンジンバ
ルブを使用して、軽量で且つ耐久性の優れた自動車エン
ジンを実現することができる。
て、Ｎ２、ＣＤ□、ＣＤ、０２、メタン又はアンモニア
と不活性ガスとの混合ガスを用いると、更に耐摩耗性の
優れた肉盛硬化部を形成することができる。従って、こ
のように肉盛硬化部を形成したＴ１基合金製エンジンバ
ルブを使用して、軽量で且つ耐久性の優れた自動車エン
ジンを実現することができる。
第１図は、本発明に係るＴｉ基合金製エンジンバルブの
構成を示す概略図であり、 第２図Ａ及び第２図Ｂは、本発明により形成した肉盛硬
化部のミクロ組織を示す顕微鏡写真であり、 第３図は、本発明に従って形成した肉盛硬化部の硬さ分
布を示す図である。 １・・・・軸部（ステム）、２．５・・・・肉盛硬化部
、３・・・・軸端部、 ４・・・・フェース面
。 第１図 第２１８へ ｃノ、２５ ’） ＣＸ ２００ ）
構成を示す概略図であり、 第２図Ａ及び第２図Ｂは、本発明により形成した肉盛硬
化部のミクロ組織を示す顕微鏡写真であり、 第３図は、本発明に従って形成した肉盛硬化部の硬さ分
布を示す図である。 １・・・・軸部（ステム）、２．５・・・・肉盛硬化部
、３・・・・軸端部、 ４・・・・フェース面
。 第１図 第２１８へ ｃノ、２５ ’） ＣＸ ２００ ）
Claims (2)
- （１）タングステンカーバイド粉末及びクロムカーバイ
ド粉末のうちいずれか一方を、プラズマ粉末溶接又はレ
ーザ粉末溶接によって上記Ｔｉ基合金製母材とともに溶
融させながら、Ｔｉ基合金製エンジンバルブのフェース
面及び軸端部のうち少なくとも一方に肉盛溶接すること
を特徴とするＴｉ基合金製エンジンバルブの製造方法。 - （２）作動ガス、粉末キャリアガス及び雰囲気ガスのう
ち少なくとも１つのガスとして、Ｎ＿２、ＣＯ＿２、Ｃ
Ｏ、Ｏ＿２、メタン及びアンモニアよりなる群から選ば
れた１又は２以上のガスと不活性ガスとの混合ガスを用
いることを特徴とする請求項（１）記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021717A JPH01197067A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021717A JPH01197067A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197067A true JPH01197067A (ja) | 1989-08-08 |
Family
ID=12062829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63021717A Pending JPH01197067A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Ｔｉ基合金製エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197067A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11229103A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-08-24 | Praxair St Technol Inc | ガルバナイジング浴のためのレーザクラッドされたポットロールスリーブ及びブッシュ |
| US6368181B1 (en) | 1995-05-23 | 2002-04-09 | Nova Measuring Instruments Ltd. | Apparatus for optical inspection of wafers during polishing |
| US7169015B2 (en) | 1995-05-23 | 2007-01-30 | Nova Measuring Instruments Ltd. | Apparatus for optical inspection of wafers during processing |
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