JPH06101429A - 内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシート - Google Patents
内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシートInfo
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- JPH06101429A JPH06101429A JP4277892A JP27789292A JPH06101429A JP H06101429 A JPH06101429 A JP H06101429A JP 4277892 A JP4277892 A JP 4277892A JP 27789292 A JP27789292 A JP 27789292A JP H06101429 A JPH06101429 A JP H06101429A
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- Japan
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- valve seat
- iron
- sintered alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 すぐれた耐摩耗性を長期に亘って示し、かつ
相手攻撃性もきわめて低い内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合
金製バルブシートを提供する。 【構成】 バルブシートを、重量％で、ＭＨｖ：４００
〜８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬
質素地に、全体に占める割合で、ＭＨｖ：７００〜１８
００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系合金の硬質耐熱
相：３〜１５％を分散含有せしめ、さらに必要に応じて
ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％を分散含有せしめた組
成、並びに１０〜３０％の空孔率を有する鉄系焼結合金
基体にＰｂまたはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸鉄系焼
結合金で構成する。
相手攻撃性もきわめて低い内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合
金製バルブシートを提供する。 【構成】 バルブシートを、重量％で、ＭＨｖ：４００
〜８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬
質素地に、全体に占める割合で、ＭＨｖ：７００〜１８
００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系合金の硬質耐熱
相：３〜１５％を分散含有せしめ、さらに必要に応じて
ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％を分散含有せしめた組
成、並びに１０〜３０％の空孔率を有する鉄系焼結合金
基体にＰｂまたはＰｂ合金を含浸してなる鉛含浸鉄系焼
結合金で構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、苛酷な条件下での使
用でもすぐれた耐摩耗性を発揮し、かつ相手攻撃性も著
しく低い内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシート
に関するものである。
用でもすぐれた耐摩耗性を発揮し、かつ相手攻撃性も著
しく低い内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシート
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に自動車はじめ、各種内燃機
関のバルブシートとして、数多くのものが提案されてい
る。
関のバルブシートとして、数多くのものが提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種内燃
機関の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるバルブシートの使用環境も一
段と苛酷さを増す状況にあり、これに対応するためより
一層耐摩耗性にすぐれたバルブシートの開発が強く望ま
れている。
機関の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるバルブシートの使用環境も一
段と苛酷さを増す状況にあり、これに対応するためより
一層耐摩耗性にすぐれたバルブシートの開発が強く望ま
れている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれたバルブシー
トを開発すべく研究を行なった結果、バルブシートを、
マイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）で４００〜８００を
有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬質素地に、
全体に占める割合で、 ＭＨｖ：７００〜１８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金の硬質耐熱相：３〜１５％、 を分散含有せしめ、さらに必要に応じて、 ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％、 を分散含有せしめた組成、並びに１０〜３０％の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にＰｂまたはＰｂ合金を含浸
してなる鉛含浸鉄系焼結合金で構成すると、この結果の
鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシートは、苛酷な条件下で
の実用に際してすぐれた耐摩耗性を発揮すると共に、相
手攻撃性もきわめて低いという研究結果を得たのであ
る。
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれたバルブシー
トを開発すべく研究を行なった結果、バルブシートを、
マイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）で４００〜８００を
有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬質素地に、
全体に占める割合で、 ＭＨｖ：７００〜１８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金の硬質耐熱相：３〜１５％、 を分散含有せしめ、さらに必要に応じて、 ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％、 を分散含有せしめた組成、並びに１０〜３０％の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にＰｂまたはＰｂ合金を含浸
してなる鉛含浸鉄系焼結合金で構成すると、この結果の
鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシートは、苛酷な条件下で
の実用に際してすぐれた耐摩耗性を発揮すると共に、相
手攻撃性もきわめて低いという研究結果を得たのであ
る。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、ＭＨｖ：４００〜８００を有す
るＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬質素地に、全体
に占める割合で、 ＭＨｖ：７００〜１８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金の硬質耐熱相：３〜１５％、 さらに必要に応じて、 ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％、 を分散含有せしめた組成、並びに１０〜３０％の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にＰｂまたはＰｂ合金を含浸
してなる鉛含浸鉄系焼結合金で構成した、耐摩耗性にす
ぐれ、かつ相手攻撃性も小さい内燃機関用鉛含浸鉄系焼
結合金製バルブシートに特徴を有するものである。
なされたものであって、ＭＨｖ：４００〜８００を有す
るＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬質素地に、全体
に占める割合で、 ＭＨｖ：７００〜１８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金の硬質耐熱相：３〜１５％、 さらに必要に応じて、 ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％、 を分散含有せしめた組成、並びに１０〜３０％の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体にＰｂまたはＰｂ合金を含浸
してなる鉛含浸鉄系焼結合金で構成した、耐摩耗性にす
ぐれ、かつ相手攻撃性も小さい内燃機関用鉛含浸鉄系焼
結合金製バルブシートに特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明のバルブシートにおいて、
これを構成する鉄系焼結合金基体の硬質素地は、 Ｃ：０．７〜２％、 Ｓｉ：０．１〜０．５
％、Ｍｎ：０．１〜０．５％、 Ｃｒ：２〜６％、Ｍ
ｏ：２〜１０％、 Ｖ：１〜６％、Ｗ：１〜１
０％、を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｏ：０．２〜１０％、を含有し、残りがＦｅと不可避
不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ
系合金、また分散相として存在する硬質耐熱相は、 Ｃｒ：２５〜４５％、 Ｗ：２０〜３０％、Ｃ
ｏ：２０〜３０％、 Ｎｂ：０．２〜２％、Ｃ：
１〜３％、を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からな
る組成を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系合金、さらに同
じく分散相として必要に応じて含有される高温耐酸化相
は、 Ｃｒ：２５〜３２％、 Ｍｏ：７〜１０％、Ｓ
ｉ：１．５〜３．５％、を含有し、残りがＣｏと不可避
不純物からなる組成を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金で
構成するのが望ましい。
これを構成する鉄系焼結合金基体の硬質素地は、 Ｃ：０．７〜２％、 Ｓｉ：０．１〜０．５
％、Ｍｎ：０．１〜０．５％、 Ｃｒ：２〜６％、Ｍ
ｏ：２〜１０％、 Ｖ：１〜６％、Ｗ：１〜１
０％、を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｏ：０．２〜１０％、を含有し、残りがＦｅと不可避
不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ
系合金、また分散相として存在する硬質耐熱相は、 Ｃｒ：２５〜４５％、 Ｗ：２０〜３０％、Ｃ
ｏ：２０〜３０％、 Ｎｂ：０．２〜２％、Ｃ：
１〜３％、を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からな
る組成を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系合金、さらに同
じく分散相として必要に応じて含有される高温耐酸化相
は、 Ｃｒ：２５〜３２％、 Ｍｏ：７〜１０％、Ｓ
ｉ：１．５〜３．５％、を含有し、残りがＣｏと不可避
不純物からなる組成を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金で
構成するのが望ましい。
【０００７】したがって、この発明のバルブシートを構
成する鉄系焼結合金基体における上記硬質素地、硬質耐
熱相、および高温耐酸化相は、これらをそれぞれ上記の
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金、およびＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金で構成するこ
とにより上記の硬さをもつようになり、かつ上記硬質耐
熱相および高温耐酸化相の含有割合をそれぞれ３〜１５
％および２〜１２％とすることにより、これらのもつ上
記硬さと硬質素地のもつ硬さとの間に効果的硬さバラン
スが形成されるようになり、バルブシートはすぐれた耐
摩耗性を長期に亘って発揮するようになるものである。
成する鉄系焼結合金基体における上記硬質素地、硬質耐
熱相、および高温耐酸化相は、これらをそれぞれ上記の
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金、およびＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金で構成するこ
とにより上記の硬さをもつようになり、かつ上記硬質耐
熱相および高温耐酸化相の含有割合をそれぞれ３〜１５
％および２〜１２％とすることにより、これらのもつ上
記硬さと硬質素地のもつ硬さとの間に効果的硬さバラン
スが形成されるようになり、バルブシートはすぐれた耐
摩耗性を長期に亘って発揮するようになるものである。
【０００８】また、この発明のバルブシートを構成する
鉄系焼結合金基体の空孔率を１０〜３０％と定めたの
は、空孔率が１０％未満では鉛含浸が十分に行なわれ
ず、苛酷な条件下での相手攻撃性が大きくなり、一方空
孔率が３０％を越えると耐摩耗性が急激に低下するよう
になるという理由によるものである。
鉄系焼結合金基体の空孔率を１０〜３０％と定めたの
は、空孔率が１０％未満では鉛含浸が十分に行なわれ
ず、苛酷な条件下での相手攻撃性が大きくなり、一方空
孔率が３０％を越えると耐摩耗性が急激に低下するよう
になるという理由によるものである。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明のバルブシートを実施例に
より具体的に説明する。原料粉末として、いずれも１０
０mesh以下の粒度を有し、かつそれぞれ表１〜７に示さ
れる硬さおよび組成をもった硬質素地形成用アトマイズ
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金粉末、硬質耐熱相形成
用アトマイズＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系合金粉末、および
高温耐酸化相形成用アトマイズＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金
粉末を用意し、これら原料粉末を表１〜４に示される配
合割合で配合し、潤滑材としてステアリン酸亜鉛：１％
を加えてミキサーにて３０分間混合した後、２〜７ton
／cm2 の範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を５００℃に３０分間保持して脱脂（上記ス
テアリン酸亜鉛の除去）し、ついでアンモニア分解ガス
雰囲気中、１１００〜１２００℃の範囲内の所定温度に
１時間保持の条件で焼結して、配合組成と実質的に同一
の組成、並びに同じく表５〜７に示される空孔率、さら
に外径：３４mm×内径：２７mm×厚さ７mmの寸法をもっ
た鉄系焼結合金基体を形成し、これに、表５〜７に示さ
れる組合せで、窒素雰囲気中、浴表面に８kg／cm2 の圧
力を付加した状態で、６００℃に加熱した純鉛またはＰ
ｂ−３５％Ｓｎ合金の浴中に１時間浸漬保持の条件で鉛
含浸を施すことにより本発明バルブシート１〜１８およ
び比較バルブシート１〜１０をそれぞれ製造した。
より具体的に説明する。原料粉末として、いずれも１０
０mesh以下の粒度を有し、かつそれぞれ表１〜７に示さ
れる硬さおよび組成をもった硬質素地形成用アトマイズ
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金粉末、硬質耐熱相形成
用アトマイズＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系合金粉末、および
高温耐酸化相形成用アトマイズＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金
粉末を用意し、これら原料粉末を表１〜４に示される配
合割合で配合し、潤滑材としてステアリン酸亜鉛：１％
を加えてミキサーにて３０分間混合した後、２〜７ton
／cm2 の範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を５００℃に３０分間保持して脱脂（上記ス
テアリン酸亜鉛の除去）し、ついでアンモニア分解ガス
雰囲気中、１１００〜１２００℃の範囲内の所定温度に
１時間保持の条件で焼結して、配合組成と実質的に同一
の組成、並びに同じく表５〜７に示される空孔率、さら
に外径：３４mm×内径：２７mm×厚さ７mmの寸法をもっ
た鉄系焼結合金基体を形成し、これに、表５〜７に示さ
れる組合せで、窒素雰囲気中、浴表面に８kg／cm2 の圧
力を付加した状態で、６００℃に加熱した純鉛またはＰ
ｂ−３５％Ｓｎ合金の浴中に１時間浸漬保持の条件で鉛
含浸を施すことにより本発明バルブシート１〜１８およ
び比較バルブシート１〜１０をそれぞれ製造した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【表５】
【００１５】
【表６】
【００１６】
【表７】
【００１７】なお、比較バルブシート１〜１０は、これ
を構成する鉄系焼結合金基体の空孔率、硬質耐熱相、高
温耐酸化相、および硬質素地の硬さ、並びに硬質耐熱相
の含有割合のうちのいずれかがこの発明の範囲から外れ
たものである。
を構成する鉄系焼結合金基体の空孔率、硬質耐熱相、高
温耐酸化相、および硬質素地の硬さ、並びに硬質耐熱相
の含有割合のうちのいずれかがこの発明の範囲から外れ
たものである。
【００１８】ついで、この結果得られた各種のバルブシ
ートについて、 バルブの材質： ＳＵＨ３製基体にステライト盛金、 バルブの加熱温度：８５０℃、 バルブの着座回数：３０００r.p.m.、 雰囲気：０．４kg／cm2 の圧力のプロパンガスと、１．
６ｌ／min.の流量の酸素による燃焼ガス、 バルブシートの表面加熱温度（内部水冷）：３５０℃、 試験時間：５０時間、 の条件で摩耗試験を行ない、バルブシートの最大摩耗深
さと、相手部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を表５〜７に示した。
ートについて、 バルブの材質： ＳＵＨ３製基体にステライト盛金、 バルブの加熱温度：８５０℃、 バルブの着座回数：３０００r.p.m.、 雰囲気：０．４kg／cm2 の圧力のプロパンガスと、１．
６ｌ／min.の流量の酸素による燃焼ガス、 バルブシートの表面加熱温度（内部水冷）：３５０℃、 試験時間：５０時間、 の条件で摩耗試験を行ない、バルブシートの最大摩耗深
さと、相手部材であるバルブの最大摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を表５〜７に示した。
【００１９】
【発明の効果】表５〜７に示される結果から、本発明バ
ルブシート１〜１８は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示
し、かつ相手攻撃性も小さいのに対して、比較バルブシ
ート１〜１０に見られるように、バルブシートを構成す
る要件のうちのいずれかの要件でもこの発明の範囲から
外れると耐摩耗性および相手攻撃性のうちのいずれかの
特性が劣ったものになることが明らかである。上述のよ
うに、この発明の内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バル
ブシートは、苛酷な条件下での実用に際しても、相手部
材の摩耗を著しく抑制した状態で、きわめて長期に亘っ
てすぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
ルブシート１〜１８は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示
し、かつ相手攻撃性も小さいのに対して、比較バルブシ
ート１〜１０に見られるように、バルブシートを構成す
る要件のうちのいずれかの要件でもこの発明の範囲から
外れると耐摩耗性および相手攻撃性のうちのいずれかの
特性が劣ったものになることが明らかである。上述のよ
うに、この発明の内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バル
ブシートは、苛酷な条件下での実用に際しても、相手部
材の摩耗を著しく抑制した状態で、きわめて長期に亘っ
てすぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
Claims (2)
- 【請求項１】 マイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）：４
００〜８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金
の硬質素地に、全体に占める重量割合で、 ＭＨｖ：７００〜１８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金の硬質耐熱相：３〜１５％、 を分散含有せしめた組成、並びに１０〜３０％の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体に、ＰｂまたはＰｂ合金を含
浸してなる鉛含浸鉄系焼結合金で構成したことを特徴と
する耐摩耗性のすぐれた内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金
製バルブシート。 - 【請求項２】 マイクロビッカース硬さ（ＭＨｖ）：４
００〜８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金
の硬質素地に、全体に占める重量割合で、 ＭＨｖ：７００〜１８００を有するＦｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ
ｏ系合金の硬質耐熱相：３〜１５％、 ＭＨｖ：５００〜１０００を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金の高温耐酸化相：２〜１２％、 を分散含有せしめた組成、並びに１０〜３０％の空孔率
を有する鉄系焼結合金基体に、ＰｂまたはＰｂ合金を含
浸してなる鉛含浸鉄系焼結合金で構成したことを特徴と
する耐摩耗性のすぐれた内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金
製バルブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277892A JPH06101429A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277892A JPH06101429A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101429A true JPH06101429A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17589745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277892A Pending JPH06101429A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 内燃機関用鉛含浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101429A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5803037A (en) * | 1996-06-07 | 1998-09-08 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Joined type valve seat |
| WO2014007278A1 (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | 株式会社リケン | 鉄基焼結合金製バルブシート |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243155A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-29 | Hitachi Metals Ltd | 耐摩耗性、摺動性に優れたベーン |
| JPS61291954A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-22 | Hitachi Metals Ltd | 高温耐摩耐食焼結材料及びその製造方法 |
| JPS63230754A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 光沢の優れた耐衝撃性ポリスチレン樹脂組成物 |
| JPS63290249A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | 耐熱耐摩耗性鉄基焼結合金 |
| JPH01268849A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Riken Corp | 耐摩耗性鉄基焼結合金およびその製造方法 |
| JPH0313546A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-22 | Toyota Motor Corp | バルブシート用鉄系焼結合金 |
| JPH07178712A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-18 | Nippon Carbon Seiko Kk | カーボン製遠赤外線放射体の製法 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP4277892A patent/JPH06101429A/ja active Pending
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| US9359921B2 (en) | 2012-07-06 | 2016-06-07 | Kabushiki Kaisha Riken | Sintered iron-based alloy valve seat |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001121 |