JPH04132808A - 耐摩耗部品の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バルブやバルブシートなどの耐摩耗部品の製
造方法に関する。

［従来の技術］ エンジンの高出力化に伴い、バルブとバルブシートの当
り面の耐摩耗性の向上が望まれ、又近年、地球温暖化の
主因と考えられているＣ　Ｏ２問題への対応としてガソ
リン、軽油などの化石燃料からメタノールなどのアルコ
ール燃料が注目されてきている。このアルコール燃料を
従来のエンジンに採用した場合、特にバルブとバルブの
当り面の摩耗が促進されるようになる。

これらの当り面の耐エロージヨン、耐吹抜は性はもとよ
り耐摩耗性を向上させるため、現在Ｃｏ系の耐摩耗金属
（ステライト合金）の肉盛りが実施されている（実開昭
６２−１２２２０６号）。

この肉盛り方法としては、ガス溶接、及び歩留りを改良
した粉体でのグラズマ溶接が一般的になされている。

［発明が解法しようとする課題］ しかし、耐摩耗性をより向上させる目的でＣＯ（コバル
ト）、Ｃｏ合金粉末にＡＪｌ　２０ｓ　。

ＳｉＣ等のセラミック粒子を混合し、プラズマ溶接肉盛
りを行う場合、Ｃｏ及びＣｏ合金粉末とセラミック粒子
とが比重、粒子形状が異なるために、その混合が均一に
なりに＜＜、最新の混線機にて長時間混練しても均一な
混線が得られない、Ｃｏ、Ｃｏ合金粉末とセラミック粒
子が均一に混練されていなく偏析を生じている場合、肉
盛り後の切削加工時の工具の欠は及びエンジン運転中の
セラミック粒子の欠けにより脱落が生じてしまうなどと
いう不具合を生じる。

本発明はこのＣｏ、Ｃｏ合金等の耐摩耗金属内に均一に
セラミック粒子を分散させて、耐摩耗性を向上させ上記
不具合を解消することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は強化材の表面に耐
摩耗金属の粉体を被覆固定してカプセル状の耐摩耗材を
形成した後、これをバルブやバルブシートなどの摩耗強
化部に融接等により肉盛りしたものである。

［作用］ 強化材の表面にコバルト系粉体等の耐摩耗金属の粉体を
被覆固定してカプセル状の耐摩耗材を形成することは、
強化材に対する耐摩耗金属の粉体のＶｆ値（体積比）を
一定とすることができ、その肉盛りした摩耗強化部に強
化材を均一に拡散させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する
。

第１図において、ｌは弁傘部側をオーステナイト系謝熱
鋼で、弁軸をマルテンサイト系耐熱鋼で、そして弁軸端
側をオーステナイトまたはマルテンサイト系耐熱鋼で形
成した溶接バルブである。このバルブの当り面１ａを局
部的に強化するために、先ず第１工程としてバルブ１の
指定された当り面１ａに形成した凹部３に耐摩耗材４を
一体化し、バルブの凹部３に耐摩耗部５を形成する。耐
摩耗材４は、第４図に示す如く例えばＡｊ□０．。

ｓｔ、Ｎ、、ｓｔｃなどの酸化物、窒化物、炭化物の強
化材６としてこれを、Ｃｏ（コバルト）及びＣｏ（コバ
ルト）合金粉体７等の耐摩耗金属の粉体でカプセル状に
被覆して形成されるもので、強化材６はセラミック（Ａ
ｊ　ｔ　Ｏｓ　、　Ｓｉｓ　Ｎ４　。

ＳｔＣ等）を、Ｃｏ及びＣｏ合金粉体７は、ＣＯ及びＣ
ｏ合金を、それぞれ粉砕原料とし、微粉体粉砕機により
それぞれ粉砕して形成する。以下。

強化材６をＡｊ　２０ｓに特定して説明する。

Ａ第２０．は、その粒径が５０〜３００μｍの粒径まで
、Ｃ０及びＣｏ合金は、５〜２０μｍの粒径まで粉砕す
る。この後、Ａｊ□０．粉体６ａのＶｆ値（体積比）に
応じて、Ａ　ｊ　２０　ｓ粉体６ａとＣＯ及びＣｏ合金
粉体７とを配合し、これを撹拌して静電付着によりＡｊ
□０．粉体６ａの表面にＣｏ及びＣｏ合金粉体７をカプ
セル状に付着させて耐摩耗材４を形成する。そして、こ
の後、攪拌機を用いＡｊ２０ｇ粉体６ａの表面にＣＯ及
びＣｏ合金粉体７を固定する。攪拌機としては、ハウジ
ング内に回転翼を有し、ハウジング内面に沿って耐摩耗
材４を遠心転動させるように構成したものを用いる。す
なわち攪拌機によって耐摩耗材４を１０００〜７０００
ｒ　ｐ　ｍの範囲で遠心転勤させてＡ　ｊ　＊　Ｏｓ粉
体６ａとＣｏ及びＣｏ合金粉体７の接合面に適度な摩擦
熱を発生させると同時に、衝撃打撃力によって、ＣＯ及
びＣｏ合金粉体７をＡ　ｊ　２０　ｓ粉体６ａの表面に
対して面方向に沿うように引伸ばす、この摩擦熱及び衝
撃打撃力により第５図に示すようにＡ　Ｊ　２０　ｓ粉
体６ａの表面にＣｏ及びＣｏ合金粉体７が引伸ばされて
固定され耐摩耗材料として完全な形態の耐摩耗材４が得
られる。なお攪拌機には■奈良機械製造のハイブリダイ
ゼーション装置がある。また、他の耐摩耗金属材料とし
ては、ＳＵＳ系、ＳＵＨ系の合金がある。

凹部３に対する耐摩耗材の肉盛りは、下記■〜■の方法
のいずれかによって行う。

■プラズマ溶接機により凹部３に耐摩耗材４を肉盛りす
る（第１図）。

■凹部３に上記耐摩耗材を圧粉圧着後、圧着部を高周波
コイルで加熱溶融させる（第２図）。

■凹部３に上記耐摩耗材を圧粉圧着後、圧着部を、プラ
ズマ焼結法、通電焼結法によって固体化し密着させる（
第３図）。

通電焼結法は、シリンダ状の筒体に上型、下型の少なく
ともいずれか一方を加圧方向に移動自在に設け、これら
型に極性の興なる電極を取付けて通電により焼結する焼
結法であり、プラズマ焼語法は、プラズマ・タングステ
ン・アーク法（ＰＴＡ）と称され、プラズマトランスフ
ァーの熱を利用した溶接法で非加工部部材（を材、＋）
とタングステン電極（−）との発生させたプラズマアー
ク中に溶加材（上記耐摩耗材４）を投入しこれを溶融さ
せて被加工物表面（凹部３表面）に溶着させる方法であ
る。

このように酸化物、窒化物、炭化物（Ａ１２０ｓ　、Ｓ
ｉ３Ｎ４　、ＳＩＣなど）を強化材６としてその表面を
Ｃｏ及びＣｏ合金粉体７でカプセル状に被覆し、この被
覆粉体を耐摩耗材４の原料とすると、従来に対して強化
材６のＶｆ値の増減調節が自在となり、肉盛り、焼結に
おいて強化材６が偏析なく凹部３に均一に分散された安
定な耐摩耗部８が形成されるようになる。

なお上記強化材として粉体を用いた説明をしたが、セラ
ミックの長・短繊維を強化材として用いこれをＣｏ及び
Ｃｏ合金でカプセル状に被覆して耐摩耗材を形成し、耐
摩耗部を強化することも当然可能である。

本実施例によれば次のような効果がある。

■強化材６（粉体もしくは短繊維又は長繊維）を、ＣＯ
及びＣｏ合金粉体７で被覆して耐摩耗材４として提供で
きる。

■耐摩耗材４の原料段階においてＣｏ及びＣｏ合金粉体
７と強化材６との体積比の調節を完了できる。

■耐摩耗部に強化材６を組織的に偏析なく均一に分散で
き、欠損や、切削加工時の工具の欠けを防止できる。

■バルブ、バルブインサート等の当り面１ａなど耐摩耗
性を必要とする部分の信頼性を向上できる。

■アルコール、メタノール燃料を使用するエンジンのバ
ルブ、バルブインサートを提供できる。

なお上記強化材として粉体を用いた説明をしたが、セラ
ミックの長・短繊維を強化材として用いこれをＣｏ及び
Ｃｏ合金等の耐摩耗金属でカプセル状に被覆して耐摩耗
材を形成し、耐摩耗部を強化することも当然可能である
。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次の如き優れた効果を発
揮する。

（１）耐摩耗部に強化材を組織的に偏析なく均一に分散
でき、欠損や、切削加工時の工具の欠けを防止できる。

（２）Ｃｏ、Ｃｏ合金等の耐摩耗金属内に強化材を均一
に分散させるようにしたので、安定した耐摩耗性が得ら
れると共に、耐摩耗部の欠損や、切削加工時の工具の欠
けを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係るバルブの強化工程を示
す断面図、第４図及び第５図はカプセル状の耐摩耗材を
示す概略図である。 図中、１はバルブ、４は耐摩耗材、６は強化材、９は耐
摩耗金属粉体としてのＣｏ及びＣｏ合金粉体である。 特許出願人　　いすゾ自動車株式会社 代理人弁理士　　絹　　谷　　信　　雄第２図 第３図 第４図 乙 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、強化材の表面に、耐摩耗金属の粉体をカプセル状に
   被覆固定して耐摩耗材を形成し、これをバルブやバルブ
   シートなどの機械要素の摩耗強化部に融接等により肉盛
   りしたことを特徴とする耐摩耗部品の製造方法。