JPH0310001B2 - - Google Patents
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- JPH0310001B2 JPH0310001B2 JP58213014A JP21301483A JPH0310001B2 JP H0310001 B2 JPH0310001 B2 JP H0310001B2 JP 58213014 A JP58213014 A JP 58213014A JP 21301483 A JP21301483 A JP 21301483A JP H0310001 B2 JPH0310001 B2 JP H0310001B2
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- Japan
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- valve seat
- sintered
- back metal
- seat
- metal member
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- 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 - Lifetime
Links
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Classifications
-
- 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
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明は内焼機関のバルブシートに関するもの
である。 高度の耐熱性と耐摩耗性を要求されるこの部材
には、従来Co、Ni、Cr、Moなどの高価な合金
元素を添加した高級材料が一般に用いられてい
る。しかし、バルブのと摺動による摩耗が問題に
なるのはシート面だけで、それ以外の部分は低合
金鋼で十分である。 そこで最近、バルブと接触する側（以下シート
側を称す）に高級な材料を用い、反対側（以下裏
金側と称す）に比較的安価な材料を用いた２層の
バルブシートにして、コストダウンを図る方法が
考えられている。その際、裏金部材の要求特性と
して耐熱性、低コストの他に、製造工程における
シート材と裏金材との挙動（加熱時の寸法変化率
や、鉛が溶浸される場合には鉛の溶浸性）が近似
していなければならない。 さて、現用されていてるシート材として、本件
出願人等が開発した特許第1043124号「内焼機関
弁座の製法」に係る焼結合金（組成は下記＊）が
あり、 ＊シート部材 Co…5.5〜7.5％ Ni…0.5〜3 ％ Mo…0.5〜3 ％ Ｃ…0.6〜1.2％ Fe…残部 このシート材は、焼結後に焼入れ焼戻しおよび
鉛溶浸の工程を経て完成される。従つて、この焼
結合金をシート材として２層化する際にシート材
と裏金材とで寸法変化率が大きく異なると、素材
にテーパーが付いてしまい、その分修正加工を要
することになる。またそれぞれの部材で鉛の溶浸
性が異なると、素材の密度管理が困難になる。 そこで発明者は、シート部材として上記の焼結
合金（＊）を選択し、この合金との組み合わせに
適する裏金材を研究した結果、次の２種類の焼結
合金に到達した。 裏金部材 Ni…1 〜3 ％ Mo…0.3〜0.6％ Ｃ…0.5〜1.1％ Fe…残部 裏金部材 Ni…1 〜3 ％ Mo…0.3〜0.6％ Ｃ…0.5〜1.1％ Cr…１％以下（但し ０を含まず） Fe…残部 即ちこの発明は、シート用の粉末と裏金材用の
粉末を層状に成形・焼結して得られる２層バルブ
シートにおいて、前記＊印の組成のシート部材に
対して、前記およびのいずれかの裏金部材を
組み合わせることを要旨とするものである。 以下、この発明をその実施例により説明する。 先ず、第１表の上段に示したシート部材および
本発明材それぞれの合金組成からＣを除いた組
成の合金粉に、予め焼結減量を見込んだ所定量の
黒鉛粉を配合し、6t／cm2の圧力で中段各項目の試
験片を成形して還元雰囲気中1250℃で30分間焼結
した。次に、本発明材および比較用の従来材
、についても、上記と同様にして試験片を作
成した。 ここに、従来材は機械部品一般に使用される
焼結合金であり、また従来材は特許第770644号
に係る焼結合金で、それ自体バルブシートの基材
として開発されたものである。
である。 高度の耐熱性と耐摩耗性を要求されるこの部材
には、従来Co、Ni、Cr、Moなどの高価な合金
元素を添加した高級材料が一般に用いられてい
る。しかし、バルブのと摺動による摩耗が問題に
なるのはシート面だけで、それ以外の部分は低合
金鋼で十分である。 そこで最近、バルブと接触する側（以下シート
側を称す）に高級な材料を用い、反対側（以下裏
金側と称す）に比較的安価な材料を用いた２層の
バルブシートにして、コストダウンを図る方法が
考えられている。その際、裏金部材の要求特性と
して耐熱性、低コストの他に、製造工程における
シート材と裏金材との挙動（加熱時の寸法変化率
や、鉛が溶浸される場合には鉛の溶浸性）が近似
していなければならない。 さて、現用されていてるシート材として、本件
出願人等が開発した特許第1043124号「内焼機関
弁座の製法」に係る焼結合金（組成は下記＊）が
あり、 ＊シート部材 Co…5.5〜7.5％ Ni…0.5〜3 ％ Mo…0.5〜3 ％ Ｃ…0.6〜1.2％ Fe…残部 このシート材は、焼結後に焼入れ焼戻しおよび
鉛溶浸の工程を経て完成される。従つて、この焼
結合金をシート材として２層化する際にシート材
と裏金材とで寸法変化率が大きく異なると、素材
にテーパーが付いてしまい、その分修正加工を要
することになる。またそれぞれの部材で鉛の溶浸
性が異なると、素材の密度管理が困難になる。 そこで発明者は、シート部材として上記の焼結
合金（＊）を選択し、この合金との組み合わせに
適する裏金材を研究した結果、次の２種類の焼結
合金に到達した。 裏金部材 Ni…1 〜3 ％ Mo…0.3〜0.6％ Ｃ…0.5〜1.1％ Fe…残部 裏金部材 Ni…1 〜3 ％ Mo…0.3〜0.6％ Ｃ…0.5〜1.1％ Cr…１％以下（但し ０を含まず） Fe…残部 即ちこの発明は、シート用の粉末と裏金材用の
粉末を層状に成形・焼結して得られる２層バルブ
シートにおいて、前記＊印の組成のシート部材に
対して、前記およびのいずれかの裏金部材を
組み合わせることを要旨とするものである。 以下、この発明をその実施例により説明する。 先ず、第１表の上段に示したシート部材および
本発明材それぞれの合金組成からＣを除いた組
成の合金粉に、予め焼結減量を見込んだ所定量の
黒鉛粉を配合し、6t／cm2の圧力で中段各項目の試
験片を成形して還元雰囲気中1250℃で30分間焼結
した。次に、本発明材および比較用の従来材
、についても、上記と同様にして試験片を作
成した。 ここに、従来材は機械部品一般に使用される
焼結合金であり、また従来材は特許第770644号
に係る焼結合金で、それ自体バルブシートの基材
として開発されたものである。
【表】
これらの試料の試験結果を第１表中段の各欄に
示した。ただし引張り強さ、圧環強さおよび硬さ
は熱処理（900℃焼入れ、180℃焼戻し）後の値
を、寸法変化率は圧粉体を基準として熱処理後の
焼結体を、鉛の溶浸率は熱処理後の焼結体に600
℃、８気圧の条件で溶浸させた時の値を、焼結体
の有効多孔率に対する割合で示したものである。
以上の結果から、本発明材、は従来材に比べ
て寸法変化率がシート部材のそれに近く、一体化
に適していることがわかる。 次に、２層成形の具体例として外径31.2mm、内
径27.0mm、厚さ7.0mmのバルブシート素材を対象
に選択し、（第２図参照）シート部材１Ａの厚さ
を3.5mmとして、シート部材と裏金部材４種のそ
れぞれを組み合わせて金型内に２層充填し、前記
試験片の場合と同一条件で成形・焼結および熱処
理を行なつた。また両部材の接合強度を試験する
ために、左半分はシート部材、右半分な裏金部材
からなる抗折力試験片を一体成形し、前記の試験
片と同一条件で焼結した。 第１表の下段はこれらの試験片についての試験
結果を示したもので、本発明材、は従来材に
比べて焼結による歪みが著しく少なく、両部材の
接合強度も高いことがわかる。なお、本発明材
は同の組成にCrを添加して熱間強度をさらに
高めたもので、運転条件のより厳しいエンジンに
適するものである。 次に、裏金部材の組成限定理由を説明する。 Ni：強度および耐熱性に寄与する成分である
が、１％以下ではその効果が十分でなく、一方、
３％以上の添加は裏金としては過剰品質になる。 Mo：とくに熱間強度を向上させる成分である
が、0.3％以下ではその効果が十分でなく、一方
0.6％以上の添加は、Niの場合と同じく裏金とし
ては過剰品質になる。 Ｃ：焼結鋼に必須の成分であるが、0.5％以下
では強度が不足し、一方、1.1％以上になると多
量のセメンタイトを析出して脆くなる。 Cr：エンジンの使用条件が厳しい場合などに
必要に応じて１％まで添加される。１％以上にな
ると、焼き入れに伴う寸法変化率が大きくなり、
シート部材との接合に影響を生じる。 なお、各成分が総合的に上述した範囲内であれ
ば、裏金部材とシート部材との寸法変化率の差も
実用可能な限界内に留まる。
示した。ただし引張り強さ、圧環強さおよび硬さ
は熱処理（900℃焼入れ、180℃焼戻し）後の値
を、寸法変化率は圧粉体を基準として熱処理後の
焼結体を、鉛の溶浸率は熱処理後の焼結体に600
℃、８気圧の条件で溶浸させた時の値を、焼結体
の有効多孔率に対する割合で示したものである。
以上の結果から、本発明材、は従来材に比べ
て寸法変化率がシート部材のそれに近く、一体化
に適していることがわかる。 次に、２層成形の具体例として外径31.2mm、内
径27.0mm、厚さ7.0mmのバルブシート素材を対象
に選択し、（第２図参照）シート部材１Ａの厚さ
を3.5mmとして、シート部材と裏金部材４種のそ
れぞれを組み合わせて金型内に２層充填し、前記
試験片の場合と同一条件で成形・焼結および熱処
理を行なつた。また両部材の接合強度を試験する
ために、左半分はシート部材、右半分な裏金部材
からなる抗折力試験片を一体成形し、前記の試験
片と同一条件で焼結した。 第１表の下段はこれらの試験片についての試験
結果を示したもので、本発明材、は従来材に
比べて焼結による歪みが著しく少なく、両部材の
接合強度も高いことがわかる。なお、本発明材
は同の組成にCrを添加して熱間強度をさらに
高めたもので、運転条件のより厳しいエンジンに
適するものである。 次に、裏金部材の組成限定理由を説明する。 Ni：強度および耐熱性に寄与する成分である
が、１％以下ではその効果が十分でなく、一方、
３％以上の添加は裏金としては過剰品質になる。 Mo：とくに熱間強度を向上させる成分である
が、0.3％以下ではその効果が十分でなく、一方
0.6％以上の添加は、Niの場合と同じく裏金とし
ては過剰品質になる。 Ｃ：焼結鋼に必須の成分であるが、0.5％以下
では強度が不足し、一方、1.1％以上になると多
量のセメンタイトを析出して脆くなる。 Cr：エンジンの使用条件が厳しい場合などに
必要に応じて１％まで添加される。１％以上にな
ると、焼き入れに伴う寸法変化率が大きくなり、
シート部材との接合に影響を生じる。 なお、各成分が総合的に上述した範囲内であれ
ば、裏金部材とシート部材との寸法変化率の差も
実用可能な限界内に留まる。
第１図は４サイクル内燃機関のバルブシート周
りを示す図面、第２図は２層バルブシートの一例
を示す図面である。 １……バルブシート、２……バルブ、１Ａ……
シート部材、１Ｂ……裏金部材。
りを示す図面、第２図は２層バルブシートの一例
を示す図面である。 １……バルブシート、２……バルブ、１Ａ……
シート部材、１Ｂ……裏金部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シート部材と裏金部材とが一体に成形・焼結
され、且つ焼結後に熱処理および鉛溶浸を施され
たバルブシートにおいて、両部材がそれぞれ重量
比にて下記組成の焼結合金からなることを特徴と
する粉末冶金による２層バルブシート。 シート部材 Co…5.5〜7.5％ Ni…0.5〜3 ％ Mo…0.5〜3 ％ Ｃ…0.6〜1.2％ Fe…残部 裏金部材 Ni…1 〜3 ％ Mo…0.3〜0.6％ Ｃ…0.5〜1.1％ Fe…残部 ２ シート部材と裏金部材とが一体に成形・焼結
され、且つ焼結後に熱処理および鉛溶浸を施され
たバルブシートにおいて、両部材がそれぞれ重量
比にて下記組成の焼結合金からなることを特徴と
する粉末冶金による２層バルブシート。 シート部材 Co…5.5〜7.5％ Ni…0.5〜3 ％ Mo…0.5〜3 ％ Ｃ…0.6〜1.2％ Fe…残部 裏金部材 Ni…1 〜3 ％ Mo…0.3〜0.6％ Ｃ…0.5〜1.1％ Cr…１％以下（但し ０を含まず） Fe…残部
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21301483A JPS60104707A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | ２層バルブシ−ト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21301483A JPS60104707A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | ２層バルブシ−ト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60104707A JPS60104707A (ja) | 1985-06-10 |
| JPH0310001B2 true JPH0310001B2 (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=16632067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21301483A Granted JPS60104707A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | ２層バルブシ−ト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60104707A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107216A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Ngk Insulators Ltd | バルブシートインサート及びその製造法並びにそれを使用してなるシリンダーヘッド |
| JPS6341608A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-22 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクバルブシ−ト |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536242A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-13 | Chobe Taguchi | Water-proofing and stick-preventing paint for wood, concrete, and bill |
| JPS5644123A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Floating head slider |
| JPS57200765A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-09 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | Valve seat made of double-layered sintered alloy |
| JPS5828064A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 複合バルブシ−ト及びその製造方法 |
| JPS5862306A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気用弁座およびその製造方法 |
| JPS5871355A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-28 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼル機関用焼結合金弁座材料 |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP21301483A patent/JPS60104707A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536242A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-13 | Chobe Taguchi | Water-proofing and stick-preventing paint for wood, concrete, and bill |
| JPS5644123A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Floating head slider |
| JPS57200765A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-09 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | Valve seat made of double-layered sintered alloy |
| JPS5828064A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 複合バルブシ−ト及びその製造方法 |
| JPS5862306A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気用弁座およびその製造方法 |
| JPS5871355A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-28 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼル機関用焼結合金弁座材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60104707A (ja) | 1985-06-10 |
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