JPH0422587A

JPH0422587A - 内燃機関の弁の製造方法

Info

Publication number: JPH0422587A
Application number: JP12940990A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Nakamura; 茂樹中村; Masayuki Tsutsumi; 堤　正之
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1992-01-27

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）本発明は内燃機関の吸気用又は排気用の弁の製造方法に
関する。

（従来の技術）内燃機関には、燃焼室に開口した吸気孔、排気孔を開閉
するための弁を備えている。この弁は、第９図に示すよ
うに、傘部１の上端に軸部２が同ノし・状に一体あるい
は固着され連成されている。傘部１の上面周縁部は、吸
気孔、排気孔の開口部に当接してこれを開閉するシート
面３が形成されており、一方、下面は燃焼時の高温に曝
される触火面４を形成している。

前記シート面３には、特に良好な耐熱性（高温における
耐軟化性）や耐食性が要求される。このため、特開昭６
０−１３８２１９号公報に開示されているように、この
部分に凹部を設け、該凹部に耐熱性や耐食性に優れたラ
イニング用粉末を充填し、密封して熱間等方圧加圧（Ｈ
Ｉ　Ｐ）処理を施し、前記粉末を焼結一体化すると共に
接合してライニング層を形成することが行われている。

（発明が解決しようとする課題）近年、低質重油の使用や低燃費の実現のため、燃焼温度
の向上が望まれており、これに伴って傘部下面すなわち
触火面にもライニング層を形成することが望まれている
。

この場合、前記ライニング粉末充填用凹部を傘部の下面
全域まで拡大し、すなわち傘部本体との間に一定の隙間
を介してカバーを設け、該隙間にライニング用粉末を充
填し、密封してＨＩＰ処理を行えばよい。

しかしながら、傘部の下面から上面周縁部を覆うような
複雑形状のＨＩＰ用カバーを製作することは面倒であり
、製造コストの上昇を招来する。

また、ＨＩＰ時の変形が均一に生じにくく、局部的に大
きな変形が生じ易くなるため、製造歩留りの低下を余儀
なくされる。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、傘部のＨ
ＩＰ処理に際し、被処理物を容易に製作することができ
、またＨＩＰ処理により局部的な変形が生じにく（、生
産性の優れた内燃機関の弁の製造方法を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためになされた本発明の第一は、内
燃機関の燃焼室に開口する吸気孔又は排気孔を開閉する
ための傘部１の上端に軸部２を同心状に固着し連成する
内燃機関の弁の製造方法において、傘部１の下面から吸、排気孔の開口を開閉するための傘
部１の上面周縁部を有する傘下部１１を耐熱性および耐
食性に優れた金属材で形成し、該傘下部１１と傘下部１
２との間に隙間１３を設けて両部１１１２の周縁を溶接
し、前記隙間１３に接合用金属粉末１４を充填し、脱気
密封して熱間等方圧加圧処理により前記粉末の焼結層を
介して傘下部１１と傘下部１２とを拡散接合することを
発明の構成とするものである。

また、本発明の第二は、向弁の製造方法において、傘部
１の下面から吸、排気孔の開口を開閉するための傘部１
の上面周縁部を有する傘下部１１Ａを耐熱性および耐食
性に優れた金属材で形成し、該傘下部１１Ａを傘下部１
２Ａに密接させ、両部１１Ａ。

１２Ａを熱間等方圧加圧処理によって拡散接合して傘部
１を形成することを発明の構成とするものである。

この際、傘下部は鋳造により成形するのがよい。

（作　　用）第一の発明によれば、傘下部と傘下部とをＨ１Ｐ処理に
より接合用金属粉末の焼結層を介して固相拡散接合する
ので、触火面からシート面にかけて耐熱性および耐食性
に優れた金属材のライニング層を極めて容易に形成する
ことができる。該ライニング層は、ライニング用粉末を
ＨＩＰ処理により焼結形成したものではなく、傘下部を
形成した同和金属材によって形成されたものであるため
、焼結に伴う収縮や変形が生じず、寸法精度が良好であ
る。また、傘下部および傘下部の接合面は、相互に密接
係合するような高精度の加工を施す必要がな（、生産性
に優れる。一般に、傘下部のみならず傘下部も耐熱合金
で製作されるが、これらは通常難切削材であり、加工精
度が要求されないことは生産性の面で極めて有利である
。

第二の発明によれば、傘下部と傘下部とを直接ＨＩＰ処
理により固相拡散接合するので、第一の発明に比べて焼
結層を形成しない分だけ寸法精度の面で有利である。両
部の接合面は相互に密接するような加工精度が要求され
るが、寸法精度が向上した分だけ仕上加工代は少なくて
済む。

第−および第二の発明において、傘下部を鋳造により成
形すれば、目的とする傘下部の形状に近似した形状の素
材を容易に得ることができ、加工代滅しることができる
。尚、鋳造欠陥はＨＩＰ処理処理圧着されるため、鋳造
材を用いても品質上の問題はない。このため高価なライ
ニング部を押湯無しでも鋳造することができ、歩留りの
向上も期待することができる。

（実施例）本発明の内燃機関の弁の製造方法は、傘部１と軸部２と
を別々に製作し、最終的に両者を同心状に固着して製作
される。

前記傘部１は、第１図〜第４図に示すように、傘部の下
面すなわち触火面４からシート面３を含む傘部上面周縁
部を有する傘下部１１とシート面３よりも上方の傘部外
周面を有する傘下部１２とを別々に製作し、両部１１．
．１２の間に隙間１３を設けて両部１１．１２の周縁を
溶接し、該隙間１３に接合用金属粉末１４を充填し、脱
気、密封後ＨＩＰ処理を施して該粉末１４を焼結一体化
すると共に得られた焼結層を介して傘下部１１と傘下部
１２とを固相拡散接合して形成される。

１５は粉末充填用および脱気用の短管であり、第１図お
よび第３図では傘下部１２の上端に溶接されており、一
方第２図および第４図では傘下部１１の下面に溶接され
ている。該短管１５と接合用金属粉末充填用隙間１３と
は、貫通孔１６を介して連通している。前記隙間１３は
寸法変化の防止の見地から、また接合用金属粉末の使用
量の軽減の見地から、第２図および第４図のように間隔
が一定で小さい程よい。具体的には粉末の充填の容易さ
を考慮して１〜５愼程度がよい。

前記傘と部１２は、５ＵＨ３１や５ＵＩ（３等のオース
テナイト系やマルテンサイト系の耐熱ステンレス綱、ニ
ッケル系耐熱合金等を用いて鍛造や鋳造により成形され
、機械加工により整形されている。

前記傘下部１１は、傘下部１２よりも耐熱性（高温にお
ける軟化抵抗の大きいことを含む。）および耐食性に優
れる高合金粉末が使用される。かかる合金としてはナイ
モニック８０Ａ、コルモノイＮｏ、　６、インコネル合
金等のＮｉ基合金、ステライト６に代表されるようなＣ
Ｏ基合金を例示することができる。

該傘下部１１は、圧延や鍛造によって仕上り外径に加工
代を付した棒材を製作し、これを円板状に輪切りにし、
所定の形状に加工してもよいが、加工量が多くなるので
、鋳造により目的の傘下部と近似形状に成形した素材を
用い、接合面の黒皮を除去する程度の整形加工を施す程
度に止めるのがよい。尚、凹側のように、傘下部１１の
接合面に凹部を加工する必要は必ずしもな（、該接合面
は平坦面のままとし、傘下部１２の接合面に凹部を形成
してもよい。

鋳造法としては、置注鋳造や遠心力鋳造を適用すること
ができる。もっとも前者の方が種々の形状のものを一度
に多量に鋳造することができ好適である。第５図に置注
鋳造を行うための砂型鋳造例を示す。２１は湯口であり
、湯道２２には多数の全下部鋳造キャビティ２３が形成
されている。一方、第６図は竪型遠心力鋳造用の鋳型例
を示しており、回転定盤２４に上型２５が取り付けられ
ている。２６は遠心力鋳造された全下部素材である。回
転数は５０〜８０　ｒｐｍと比較的低い値で成形可能で
ある。

傘下部１１と傘下部１２との隙間１３に充填される接合
用金属粉末１４としては、両部ｌＬ１２の材質と熱膨張
率が近似しておればよいが、具体的には傘下部１１又は
傘下部１２と同じ金属材の粉末を使用すればよい。粉末
の粒径は特に限定されないが、球形ないし略球形のもの
が充填性に優れる。尚、傘下部１１より粉末を充填する
場合は、貫通孔１６を同村で閉塞するために傘下部１１
と同し金属材の粉末を用いるのがよい。

接合用金属粉末１４が充填され、脱気密封された傘下部
１１と傘下部１２との組み立て体は、１個ごとでもよい
が、生産性向上の見地から複数個まとめてＨＩＰ処理を
施すとよい。ＨＴ　Ｐ処理条件は、各部の材質形状によ
って異なるが、通常８００〜２０００ｋｇ／ｃ１１Ｉ、
　　８００〜１２００°Ｃ程度の条件で行われる。

ＨＩＰ処理後、短管１５を除去し、傘下部１２の上端に
軸部２が圧接や溶接等により固着され、粗仕下稜、必要
に応して溶体化熱処理や時効処理を行い、仕上加工を施
して製品を得る。

以上の実施例は、接合用金属粉末の焼結層を介して傘下
部１１と傘下部１２とをＨＩＰにより拡散接合する製造
方法を示したが、第７図や第８図に示すように、傘下部
１１Ａと傘下部１２Ｂとの接合面を相互に密着するよう
精度良く機械加工し、両部１１Ａ、１２Ｂを係合してそ
の周縁同士を真空下で溶接し、ＨＩＰ処理を施すことに
よっても傘部の一体接合を行うことができる。尚、第７
図の傘下部１１Ａは置注鋳造により、又第８図の回部１
１Ａは遠心力鋳造により成形したものである。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明の内燃機関の弁の製造方法に
よれば、シート面や触火面を含む傘下部と傘下部とをＨ
ＩＰ処理により、拡散接合するので、複雑形状のライニ
ング粉末充填用カバーを用いることなく、局部変形が生
じることなく、寸法精度の良好なライニング層を容易に
形成することができる。この際、難切削材の両部を接合
用金属粉末の焼結層を介して拡散接合することにより、
接合面の加工精度が不要となり、生産性の向上、加工コ
ストの軽減を図ることができる。更に、傘下部を鋳造に
より成形することにより、近似形状の素材を容易に得る
ことができ、加工コストをより一層低下させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は実施例に係る傘下部と傘下部との組み
立て体の断面図、第５図は傘下部素材を置注鋳造するた
めの鋳型の要部断面図、第６図は傘下部素材を遠心力鋳
造するための鋳型の要部断面図、第７図および第８図は
他の実施例に係る傘下部と傘下部との組み立て体の断面
図、第９図は本発明製造対象の弁の外形図である。１・・・傘部、２・・・軸部、ＩＬ１１Ａ・・・傘下部
、１２．１２Ａ・・・傘下部、１３・・・隙間、１４・
・・接合用金属粉末。 ′＝−ニギー、−１１；＝≧−−」第６図第図岩　７Ｍ第４図嬉８ｒ１１Ｉ＋１Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関の燃焼室に開口する吸気孔又は排気孔を
開閉するための傘部（１）の上端に軸部（２）を同心状
に固着し連成する内燃機関の弁の製造方法において、傘部（１）の下面から吸、排気孔の開口を開閉するため
の傘部（１）の上面周縁部を有する傘下部（１１）を耐
熱性および耐食性に優れた金属材で形成し、該傘下部（
１１）と傘上部（１２）との間に隙間（１３）を設けて
両部（１１）（１２）の周縁を溶接し、前記隙間（１３
）に接合用金属粉末（１４）を充填し、脱気密封して熱
間等方圧加圧処理により前記粉末の焼結層を介して傘下
部（１１）と傘上部（１２）とを拡散接合することを特
徴とする内燃機関の弁の製造方法。
（２）内燃機関の燃焼室に開口する吸気孔又は排気孔を
開閉するための傘部（１）の上端に軸部（２）を同心状
に固着し連成する内燃機関の弁の製造方法において、傘部（１）の下面から吸、排気孔の開口を開閉するため
の傘部（１）の上面周縁部を有する傘下部（１１Ａ）を
耐熱性および耐食性に優れた金属材で形成し、該傘下部
（１１Ａ）を傘上部（１２Ａ）に密接させ、両部（１１
Ａ）（１２Ａ）を熱間等方圧加圧処理によって拡散接合
して傘部（１）を形成することを特徴とする内燃機関の
弁の製造方法。
（３）傘下部（１１）（１１Ａ）が鋳造により成形され
ている請求項（１）又は（２）記載の内燃機関の弁の製
造方法。