JPH06101431A - 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート - Google Patents
内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシートInfo
- Publication number
- JPH06101431A JPH06101431A JP27955792A JP27955792A JPH06101431A JP H06101431 A JPH06101431 A JP H06101431A JP 27955792 A JP27955792 A JP 27955792A JP 27955792 A JP27955792 A JP 27955792A JP H06101431 A JPH06101431 A JP H06101431A
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- Japan
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- valve seat
- sintered alloy
- internal combustion
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- Pending
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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銅溶浸鉄系焼結合
金製バルブシートを提供する。 【構成】 バルブシートを、ＭＨｖ：４００〜８００を
有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬質素地に、
全体に占める重量割合で、ＭＨｖ：５００〜１０００を
有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の高温耐酸化相：２〜１
２％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、ＣｕまたはＣｕ合金
を溶浸してなる銅溶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銅溶浸鉄系焼結合
金製バルブシートを提供する。 【構成】 バルブシートを、ＭＨｖ：４００〜８００を
有するＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ−Ｗ系合金の硬質素地に、
全体に占める重量割合で、ＭＨｖ：５００〜１０００を
有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の高温耐酸化相：２〜１
２％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、ＣｕまたはＣｕ合金
を溶浸してなる銅溶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銅溶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銅溶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、
全体に占める重量割合で、 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ＣｕまたはＣｕ合金を溶浸
してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成すると、この結果の
銅溶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、
全体に占める重量割合で、 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ＣｕまたはＣｕ合金を溶浸
してなる銅溶浸鉄系焼結合金で構成すると、この結果の
銅溶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
に占める重量割合で、 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ＣｕまたはＣｕ合金を溶浸
してなる銅溶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銅溶浸鉄系焼
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
に占める重量割合で、 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ＣｕまたはＣｕ合金を溶浸
してなる銅溶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銅溶浸鉄系焼
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および高
温耐酸化相は、これをそれぞれ上記のＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ
−Ｖ−Ｗ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、かつ上記高
温耐酸化相の含有割合を２〜１２％とすることにより、
これらのもつ硬さ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発揮す
るようになるのである。
成する鉄系焼結合金基体における上記硬質素地および高
温耐酸化相は、これをそれぞれ上記のＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ
−Ｖ−Ｗ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、かつ上記高
温耐酸化相の含有割合を２〜１２％とすることにより、
これらのもつ硬さ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発揮す
るようになるのである。
【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％未満では銅溶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％未満では銅溶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１〜３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、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、これらを表４，５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４，５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、これに無酸素銅（純銅という）、いずれも
重量％で、Ｃｕ−２．５％Ｃｏ−１．５％Ｚｎ（Ｃｕ合
金１という）、およびＣｕ−３．５％Ｆｅ−２．１％Ｚ
ｎ（Ｃｕ合金２という）からなる組成をもったＣｕ合金
１，２を、同じく表４，５に示される組合せで載置し、
この状態でメタン変成ガス雰囲気中、温度１１００℃に
１５分間保持の条件で銅溶浸を行ない、銅溶浸後、６０
０〜７００℃の範囲内の所定温度に１．５時間保持の条
件で熱処理を施すことにより本発明バルブシート１〜１
８および比較バルブシート１〜８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１〜３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、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、これらを表４，５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４，５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、これに無酸素銅（純銅という）、いずれも
重量％で、Ｃｕ−２．５％Ｃｏ−１．５％Ｚｎ（Ｃｕ合
金１という）、およびＣｕ−３．５％Ｆｅ−２．１％Ｚ
ｎ（Ｃｕ合金２という）からなる組成をもったＣｕ合金
１，２を、同じく表４，５に示される組合せで載置し、
この状態でメタン変成ガス雰囲気中、温度１１００℃に
１５分間保持の条件で銅溶浸を行ない、銅溶浸後、６０
０〜７００℃の範囲内の所定温度に１．５時間保持の条
件で熱処理を施すことにより本発明バルブシート１〜１
８および比較バルブシート１〜８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】なお、比較バルブシートは１〜８は、これ
を構成する鉄系焼結合金基体の空孔率、高温耐酸化相お
よび硬質素地の硬さ、並びに高温耐酸化相の含有割合の
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、高温耐酸化相お
よび硬質素地の硬さ、並びに高温耐酸化相の含有割合の
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。
【００１６】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：８００℃、 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４，５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：８００℃、 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４，５に示した。
【００１７】
【発明の効果】表４，５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１〜８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銅溶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１〜８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銅溶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 (1)
- 【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：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、ＣｕまたはＣｕ合金を溶
浸してなる銅溶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銅溶浸鉄系焼結合金
製バルブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27955792A JPH06101431A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 内燃機関用銅溶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 |
|---|---|---|---|
| JP27955792A JPH06101431A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101431A true JPH06101431A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17612635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27955792A Pending JPH06101431A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製バルブシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101431A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501012A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 | ||
| JPS5265114A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-30 | Mitsubishi Metal Corp | Sintered tool steel having good wear resistance and toughness |
| JPS57108245A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-06 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Member of moving valve mechanism of internal combustion engine |
| JPH02163350A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Mitsubishi Metal Corp | 相手攻撃性の小さい銅含浸Ｆｅ基焼結合金製バルブシート |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP27955792A patent/JPH06101431A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501012A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 | ||
| JPS5265114A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-30 | Mitsubishi Metal Corp | Sintered tool steel having good wear resistance and toughness |
| JPS57108245A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-06 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Member of moving valve mechanism of internal combustion engine |
| JPH02163350A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Mitsubishi Metal Corp | 相手攻撃性の小さい銅含浸Ｆｅ基焼結合金製バルブシート |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980210 |