JPH0441606A - 内燃機関の弁の製造方法 - Google Patents
内燃機関の弁の製造方法Info
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- JPH0441606A JPH0441606A JP14699990A JP14699990A JPH0441606A JP H0441606 A JPH0441606 A JP H0441606A JP 14699990 A JP14699990 A JP 14699990A JP 14699990 A JP14699990 A JP 14699990A JP H0441606 A JPH0441606 A JP H0441606A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (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）
本発明は内燃機関の吸気又は排気用の弁の製造方法に関
する。
する。
（従来の技術）
内燃機関には、燃焼室に開口した吸、排気孔を開閉する
ための弁を備えている。この弁は、第５図に示すように
、傘部１と軸部２とが同心状に連成されている。傘部１
の周縁部上面は吸、排気孔の開口部に当接するシート面
３を形成しており、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。
ための弁を備えている。この弁は、第５図に示すように
、傘部１と軸部２とが同心状に連成されている。傘部１
の周縁部上面は吸、排気孔の開口部に当接するシート面
３を形成しており、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。このため耐熱性およ
び耐食性に優れたコルモノイＮｌ１６で代表されるＮｉ
基合金やステライトＮα６で代表されるＣｏ基合金をこ
の部分に溶接肉盛することによリライニング層を形成す
ることが行われている。
耐軟化性）や耐食性が要求される。このため耐熱性およ
び耐食性に優れたコルモノイＮｌ１６で代表されるＮｉ
基合金やステライトＮα６で代表されるＣｏ基合金をこ
の部分に溶接肉盛することによリライニング層を形成す
ることが行われている。
また、特開平１−１１９６５４号公報に開示されている
ように、この部分にセラミック材料を溶射し、ライニン
グ層を形成することも行われている。
ように、この部分にセラミック材料を溶射し、ライニン
グ層を形成することも行われている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、溶接肉盛りの場合、溶着金属直下母材部
に熱影響変質層を生じるという問題があリ、母材がマル
テンサイト系耐熱鋼では溶着金属直下が焼入れのままの
マルテンサイト組織になり、冷却後に割れる恐れがある
。
に熱影響変質層を生じるという問題があリ、母材がマル
テンサイト系耐熱鋼では溶着金属直下が焼入れのままの
マルテンサイト組織になり、冷却後に割れる恐れがある
。
また、母材がオーステナイト系耐熱鋼では溶接熱による
Ｃｒ炭化物の粒界析出が起こり、結晶粒の異常成長を伴
った脆化層を現出する恐れがある。
Ｃｒ炭化物の粒界析出が起こり、結晶粒の異常成長を伴
った脆化層を現出する恐れがある。
このような母材に現出した熱影響変質層、特に溶着金属
極近傍は弁の開閉毎に高温と低温に曝される運転状態の
もとで、溶着金属との熱膨張係数差あるいは母材自身の
内外温度差により発生する熱応力や溶接時に発生した残
留応力によりクラックを生じやすく、また、生じたクラ
ックが溶着金属にまで進展し、溶着金属の剥離に至る恐
れがある。
極近傍は弁の開閉毎に高温と低温に曝される運転状態の
もとで、溶着金属との熱膨張係数差あるいは母材自身の
内外温度差により発生する熱応力や溶接時に発生した残
留応力によりクラックを生じやすく、また、生じたクラ
ックが溶着金属にまで進展し、溶着金属の剥離に至る恐
れがある。
一方、溶射によって得られるライニング層はミクロ的に
はポーラスであり、腐食性燃焼ガスの佼入を阻止できず
２．このため母材が腐食されるおそれがある。
はポーラスであり、腐食性燃焼ガスの佼入を阻止できず
２．このため母材が腐食されるおそれがある。
また、セラミックと母材金属とは極端な熱膨張係数差が
ある。このため、前記公報の技術では、母材より離れる
に従がい、徐りにセラミックの量を増加するようにして
いる。このような工夫乙こより、母材とセラミックとの
間の溶射後の残留応力分布の勾配は緩くなる。しかし、
発生残留応力を完全に無くすことば困難であり、弁の開
閉毎に高温と低温に曝される運転状態の下では熱応力が
繰り返し作用するため、ライニング層内のミクロボワが
クランク発生の起点となり、ライニング層にクラックが
生しるおそれがある。
ある。このため、前記公報の技術では、母材より離れる
に従がい、徐りにセラミックの量を増加するようにして
いる。このような工夫乙こより、母材とセラミックとの
間の溶射後の残留応力分布の勾配は緩くなる。しかし、
発生残留応力を完全に無くすことば困難であり、弁の開
閉毎に高温と低温に曝される運転状態の下では熱応力が
繰り返し作用するため、ライニング層内のミクロボワが
クランク発生の起点となり、ライニング層にクラックが
生しるおそれがある。
また、溶射によって形成したライニング層は、母材との
接合界面において冶金学的接合を有していないため、前
記熱応力の下では剥離が生じ易いという問題がある。
接合界面において冶金学的接合を有していないため、前
記熱応力の下では剥離が生じ易いという問題がある。
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（触火面
）にも耐蝕性・耐熱性に優れたライニング層を形成する
ことが望まれているが、溶接肉盛りあるいは溶射による
ライニング層を傘部の触火面よりシート面にかけて形成
すると、斜上の問題点がより一層助長され、ライニング
層の形成が困難である。
の向上が望まれており、これに伴って傘部下面（触火面
）にも耐蝕性・耐熱性に優れたライニング層を形成する
ことが望まれているが、溶接肉盛りあるいは溶射による
ライニング層を傘部の触火面よりシート面にかけて形成
すると、斜上の問題点がより一層助長され、ライニング
層の形成が困難である。
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、耐熱性およ
び耐食性を有し、ガス遮断性、耐クラツク性および耐剥
離性の優れたライニング層が傘部の下面から周縁部およ
びシート面にかけて全面的に形成することができる内燃
機関の弁の製造方法を提供することを目的とする。
び耐食性を有し、ガス遮断性、耐クラツク性および耐剥
離性の優れたライニング層が傘部の下面から周縁部およ
びシート面にかけて全面的に形成することができる内燃
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）
本発明は、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と、該傘部に同心状に連成され
た軸部とからなる弁の製造方法において、前記目的を達
成するために、傘部本体の下面から周縁部及びシート面
にかけてライニング層を形成するための隙間を隔ててカ
バーを被せ、該隙間に耐熱性および耐食性を有する金属
粉末を充填し、熱間等方圧加圧処理により傘部本体の下
部外周面にライニング層を形成し、該ライニング層が形
成された傘部に軸部を固着する手段を講じるものである
。
孔を開閉するための傘部と、該傘部に同心状に連成され
た軸部とからなる弁の製造方法において、前記目的を達
成するために、傘部本体の下面から周縁部及びシート面
にかけてライニング層を形成するための隙間を隔ててカ
バーを被せ、該隙間に耐熱性および耐食性を有する金属
粉末を充填し、熱間等方圧加圧処理により傘部本体の下
部外周面にライニング層を形成し、該ライニング層が形
成された傘部に軸部を固着する手段を講じるものである
。
（作 用）
傘部本体とカバーとの間の隙間に充填された耐熱性およ
び耐食性を有する金属粉末は、熱間等力圧加圧（ＨＩＰ
）処理により、焼結一体化されほぼ真密度の緻密なライ
ニング層に形成されると共に、該ライニング層は傘部本
体の下部外周面に固相拡散接合する。この接合面は冶金
学的に一律化しており、極めて強固に接合している。
び耐食性を有する金属粉末は、熱間等力圧加圧（ＨＩＰ
）処理により、焼結一体化されほぼ真密度の緻密なライ
ニング層に形成されると共に、該ライニング層は傘部本
体の下部外周面に固相拡散接合する。この接合面は冶金
学的に一律化しており、極めて強固に接合している。
（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、最結的に両者を同心状に固着して製作
される。
を別々に製作し、最結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図に示すように、傘部本体１１の下
面から周縁部及びシート面にかけてライニング層を形成
するための隙間を隔ててカバーＩ２を被せ、該隙間にラ
イニング用粉末１３を充填し、１１ＩＰ処理を施して、
傘部本体１１の下部外周面にライニング層を形成したも
のである。第１図中、１４は粉末充填用および脱気用の
短管であり、Ａ部はカバーの分割接合面である。
面から周縁部及びシート面にかけてライニング層を形成
するための隙間を隔ててカバーＩ２を被せ、該隙間にラ
イニング用粉末１３を充填し、１１ＩＰ処理を施して、
傘部本体１１の下部外周面にライニング層を形成したも
のである。第１図中、１４は粉末充填用および脱気用の
短管であり、Ａ部はカバーの分割接合面である。
前記傘部本体１１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鋼、
ニッケル系耐熱合金等を用いて鍛造により形成されてい
る。
ステナイト系やマルテンサイト系の耐熱ステンレス鋼、
ニッケル系耐熱合金等を用いて鍛造により形成されてい
る。
該本体１１の下部外周面に被着されるカバー１２は、Ｈ
ＩＰ処理処理圧媒ガスを通さず、粉末の緻密化に伴う変
形に追従でき、ライニング用粉末１３や傘部本体１１と
反応しないものであればよく、通常、軟鋼板、ステンレ
ス鋼板等の軟質金属板で形成される。該カバー１２は電
子ビーム溶接、ＴＩＧ溶接等によって、組み立てられ、
また傘部本体１１０周縁上部に溶接されている。
ＩＰ処理処理圧媒ガスを通さず、粉末の緻密化に伴う変
形に追従でき、ライニング用粉末１３や傘部本体１１と
反応しないものであればよく、通常、軟鋼板、ステンレ
ス鋼板等の軟質金属板で形成される。該カバー１２は電
子ビーム溶接、ＴＩＧ溶接等によって、組み立てられ、
また傘部本体１１０周縁上部に溶接されている。
傘部本体１１とカバー１２との隙間に充填されるライニ
ング用粉末としては、傘部本体１１よりも耐熱性（高温
における軟化抵抗が大きいことを含む。）および耐食性
に優れる高合金粉末が使用される。
ング用粉末としては、傘部本体１１よりも耐熱性（高温
における軟化抵抗が大きいことを含む。）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Ｎ
ｏ、 ６、インコネル合金等のＮｉ基合金、ステライ）
Ｎｌ１６に代表されるようなＣｏ基合金を例示すること
ができる。尚、粉末の粒形は特に限定されないが、球形
ないし略球形のものがよい。充填性に優れるからである
。
ｏ、 ６、インコネル合金等のＮｉ基合金、ステライ）
Ｎｌ１６に代表されるようなＣｏ基合金を例示すること
ができる。尚、粉末の粒形は特に限定されないが、球形
ないし略球形のものがよい。充填性に優れるからである
。
ライニング用粉末を充填する隙間は、所期のライニング
層の厚さ（設計ライニング厚さ）を予め実験により求め
たライニング用粉末の充填率で除し、この値に加工代を
考慮して決定すればよい。
層の厚さ（設計ライニング厚さ）を予め実験により求め
たライニング用粉末の充填率で除し、この値に加工代を
考慮して決定すればよい。
カバー１２内にライニング用粉末１３を充填した傘部本
体１１は、脱気密封後、１個ごとでもよいが、複数個ま
とめてＨＩＰ処理を施すとよい。生産性に優れるからで
ある。ＨＩＦ処理条件は、各部の材質形状によって異な
るが、通常８００°Ｃ以上、５００ｋｇｆ／ｄ以上の条
件が選定される。ＨＩＰ処理により、ライニング用粉末
は焼結一体化してライニング層となると共に傘部本体１
１の下面ないし周縁部及びシート面に固相拡散接合され
る。カバー１２は、ＨＩＰ処理後除去される。
体１１は、脱気密封後、１個ごとでもよいが、複数個ま
とめてＨＩＰ処理を施すとよい。生産性に優れるからで
ある。ＨＩＦ処理条件は、各部の材質形状によって異な
るが、通常８００°Ｃ以上、５００ｋｇｆ／ｄ以上の条
件が選定される。ＨＩＰ処理により、ライニング用粉末
は焼結一体化してライニング層となると共に傘部本体１
１の下面ないし周縁部及びシート面に固相拡散接合され
る。カバー１２は、ＨＩＰ処理後除去される。
傘部本体１１の下部外周面にライニング層が形成された
傘部１は、その上端に軸部素材が固着され、粗仕上げが
施される。第２図は粗仕上げ後の弁の要部断面を示し、
１６はライニング層である。軸部２は傘部本体１１と同
様の材質の鍛造材や圧延材を用いて形成すればよい。固
着手段としては、溶接、圧接等適宜の手段を適用するこ
とができる。粗仕上げ後、溶体化熱処理や時効処理など
の必要な熱処理を施し、精整加工を施して、製品を得る
。精整加工により、ライニング層１６表面にシート面３
、触火面４が形成される。
傘部１は、その上端に軸部素材が固着され、粗仕上げが
施される。第２図は粗仕上げ後の弁の要部断面を示し、
１６はライニング層である。軸部２は傘部本体１１と同
様の材質の鍛造材や圧延材を用いて形成すればよい。固
着手段としては、溶接、圧接等適宜の手段を適用するこ
とができる。粗仕上げ後、溶体化熱処理や時効処理など
の必要な熱処理を施し、精整加工を施して、製品を得る
。精整加工により、ライニング層１６表面にシート面３
、触火面４が形成される。
第３図は、傘部ｌの他の製造例を示しており、この実施
例では傘部本体１１はシート面の直下までフランジ状周
縁１７が延設されており、該周縁１７を覆うようにカバ
ー１２が形成されている。かかる構成にすると、ライニ
ング用粉末１３の使用量を減らすことができ、またＨＩ
Ｐ処理処理粉末充填厚さが略均−にすることができ、ひ
いてはライニング層の厚さを一定にすることができ、Ｈ
ＩＰ処理時間の短縮、材料コストの低減を図ることがで
きる。
例では傘部本体１１はシート面の直下までフランジ状周
縁１７が延設されており、該周縁１７を覆うようにカバ
ー１２が形成されている。かかる構成にすると、ライニ
ング用粉末１３の使用量を減らすことができ、またＨＩ
Ｐ処理処理粉末充填厚さが略均−にすることができ、ひ
いてはライニング層の厚さを一定にすることができ、Ｈ
ＩＰ処理時間の短縮、材料コストの低減を図ることがで
きる。
第４図は、軸部固着後の粗仕上げ形状を示している。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明の製造方法によれば、傘部本
体の下面から周縁部及びシート面にわたる広汎な領域に
、ＨＩＰ処理によって形成された、耐熱性および耐食性
を有する金属粉末の緻密な焼結体からなるライニング層
を冶金学的に強固に接合することができる。このため、
ライニング層の剥離、割損を確実に防止することができ
、しかもライニング層を構成する焼結体はほぼ真密度と
なるため、燃焼ガスを透過させるおそれがない。
体の下面から周縁部及びシート面にわたる広汎な領域に
、ＨＩＰ処理によって形成された、耐熱性および耐食性
を有する金属粉末の緻密な焼結体からなるライニング層
を冶金学的に強固に接合することができる。このため、
ライニング層の剥離、割損を確実に防止することができ
、しかもライニング層を構成する焼結体はほぼ真密度と
なるため、燃焼ガスを透過させるおそれがない。
第１図および第３図はライニング用金属粉末の充填状態
を示す傘部本体の断面図、第２図および第４図は実施例
に係る弁の要部断面図、第５図は本発明製造対象の弁の
外形図である。 １・・・傘部、２・・・軸部、３・・・シート面、４・
・・触火面、１工・・・傘部本体、１２・・・カバー、
Ｉ３・・・ライニング用金属粉末。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所同 上
三井造船株式会社 第 図 第 図 第 図 簗 図 第 図
を示す傘部本体の断面図、第２図および第４図は実施例
に係る弁の要部断面図、第５図は本発明製造対象の弁の
外形図である。 １・・・傘部、２・・・軸部、３・・・シート面、４・
・・触火面、１工・・・傘部本体、１２・・・カバー、
Ｉ３・・・ライニング用金属粉末。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所同 上
三井造船株式会社 第 図 第 図 第 図 簗 図 第 図
Claims (1)
- （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と、該傘部に同心状に連成された軸
部とからなる弁の製造方法であって、 傘部本体の下面から周縁部及びシート面にかけてライニ
ング層を形成するための隙間を隔ててカバーを被せ、該
隙間に耐熱性および耐食性を有する金属粉末を充填し、
熱間等方圧加圧処理により傘部本体の下部外周面にライ
ニング層を形成し、該ライニング層が形成された傘部に
軸部を固着することを特徴とする内燃機関の弁の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02146999A JP3143111B2 (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 内燃機関の弁の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02146999A JP3143111B2 (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 内燃機関の弁の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441606A true JPH0441606A (ja) | 1992-02-12 |
| JP3143111B2 JP3143111B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15420299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02146999A Expired - Fee Related JP3143111B2 (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 内燃機関の弁の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143111B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011514471A (ja) * | 2009-01-23 | 2011-05-06 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ，フィリアル・アフ・マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー，ティスクランド | 内燃機関のための、排気弁スピンドルまたはピストンの形態にある可動壁部材、および当該部材を製造する方法 |
| JP2016518520A (ja) * | 2013-03-18 | 2016-06-23 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 弁スピンドルを製造するための方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1990
- 1990-06-04 JP JP02146999A patent/JP3143111B2/ja not_active Expired - Fee Related
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