JPH0610627A - Valve spring retainer for internal combustion engine made of high density powder sintered titanium alloy and manufacture thereof - Google Patents

Valve spring retainer for internal combustion engine made of high density powder sintered titanium alloy and manufacture thereof

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JPH0610627A
JPH0610627A JP4405593A JP4405593A JPH0610627A JP H0610627 A JPH0610627 A JP H0610627A JP 4405593 A JP4405593 A JP 4405593A JP 4405593 A JP4405593 A JP 4405593A JP H0610627 A JPH0610627 A JP H0610627A
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density
spring retainer
powder
titanium alloy
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敏彦 松原
Yoshiki Mizuno
孝樹 水野
Akiya Ozeki
昭矢 尾関
Hidenori Tajima
秀紀 田島
Shoji Kubodera
正二 久保寺
Takahiro Fujita
高弘 藤田
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Honda Motor Co Ltd
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Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a valve spring retainer for internal combustion engine made of high density powder sintered titanium alloy having sufficient fatigue strength and its manufacturing method without an HIP. CONSTITUTION:A valve spring retainer 4 for an internal combustion engine is provided with a body 7, and at least one of flange parts 5, 6 having circular support surfaces 8, 9 to support a valve spring against energizing force of the valve spring. Moreover, the valve spring retainer 4 is also provided with round parts 21, 22 between a body outer periphery and a supporting surface, or between the outer periphery of one flange part and the supporting surface of the other flange part, is made of (alpha+beta) type titanium alloy by powder sintering, and the whole sintering density is 99% or more the theoretical one, and the density of a circular part near the round part is 99.5% or more of the theoretical one.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関用バルブス
プリングリテーナーに関し、特に、高密度粉末焼結チタ
ン合金製内燃機関用バルブスプリングリテーナー及びそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve spring retainer for an internal combustion engine, and more particularly to a valve spring retainer made of a high-density powder-sintered titanium alloy for an internal combustion engine and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】バルブ
スプリングリテーナーは、内燃機関例えば自動車エンジ
ンの動弁系に用いられる部品であり、バルブスプリング
を押えつつ、吸気用又は排気用バルブを支える役割を有
している。そして、エンジンの動作状態においては、こ
れらバルブの開閉サイクルが繰り返されることとなる。
2. Description of the Related Art A valve spring retainer is a component used in a valve train of an internal combustion engine, such as an automobile engine, and has a role of supporting an intake valve or an exhaust valve while pressing a valve spring. Have Then, in the operating state of the engine, the opening / closing cycle of these valves is repeated.

【0003】従来、この種のバルブスプリングリテーナ
ーとしては、鉄鋼製のものが一般的に用いられている
が、近時、慣性重量を軽減することにより、エンジンを
高回転化させ、燃費を向上させるという観点から、これ
の軽量化を図る試みがなされている。中でもチタン合金
は軽量であると共に十分な強度を有しているため、この
種のバルブスプリングリテーナーの材料として注目され
ている。
Conventionally, as this type of valve spring retainer, one made of steel is generally used, but recently, by reducing the inertial weight, the engine speed is increased and the fuel consumption is improved. From this point of view, attempts have been made to reduce the weight. Among them, titanium alloys are lightweight and have sufficient strength, so that they are attracting attention as a material for this type of valve spring retainer.

【0004】しかしながら、チタンは難加工性であるた
めであるため、展伸材を冷間鍛造又は切削加工して製造
する方法では、加工費が著しく高くなってしまう。例え
ば、展伸材の丸棒から削り出してバルブスプリングリテ
ーナーを製作すると材料の約1/4を削り取ることとな
り、ネットシェープあるいはニアネットシェープにして
製造する場合に比べて10倍以上の研削費が必要とな
る。このため、チタン合金の展伸材は一部特殊車用に用
いられているに過ぎず、汎用化されていない。
[0004] However, since titanium is difficult to work, the method of manufacturing the wrought material by cold forging or cutting makes the working cost extremely high. For example, if a valve spring retainer is manufactured by cutting out from a round bar of wrought material, about 1/4 of the material is scraped off, and the grinding cost is 10 times or more compared with the case of manufacturing with a net shape or a near net shape. Will be needed. For this reason, the wrought material of titanium alloy is only used for some special vehicles and is not generalized.

【0005】また、チタン合金粉末を焼結してバルブス
プリングリテーナーを製造する方法も試みられている
が、単に焼結するだけでは高密度化することができず、
実用に供するためにはHIP処理を必要とし、結局コス
トが高くなり、やはり特種用途用に限定されてしまう。
また、粉末焼結品は疲労強度が低いという欠点がある。
Although a method of manufacturing a valve spring retainer by sintering titanium alloy powder has been attempted, it is not possible to increase the density by simply sintering.
In order to put it into practical use, HIP treatment is required, which eventually results in high cost and is also limited to special applications.
Further, the powder sintered product has a drawback of low fatigue strength.

【0006】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、HIPを経ることなく、十分な疲労強度を
有する高密度粉末焼結チタン合金製の内燃機関用バルブ
スプリングリテーナー及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a valve spring retainer for an internal combustion engine made of a high-density powder-sintered titanium alloy having sufficient fatigue strength without undergoing HIP and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、第1に、本体と、本体から突
出し、バルブスプリングの付勢力に抗してバルブスプリ
ングを支持するための環状の支持面を有する少なくとも
1つの鍔部とを備え、本体外周面と支持面との間、又は
1の鍔部の外周面と他の鍔部の支持面との間にR部を有
する内燃機関用バルブスプリングリテーナーであって、
粉末焼結による(α+β)型チタン合金からなり、全体
の焼結密度が理論密度の99%以上であり、かつ少なく
とも前記R部近傍の環状部分の密度が理論密度の99.
5%以上であることを特徴とする高密度粉末焼結チタン
合金製内燃機関用バルブスプリングリテーナーを提供す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, firstly, a main body and a body for projecting from the main body are provided to support the valve spring against the biasing force of the valve spring. Internal combustion having at least one flange having an annular supporting surface, and having an R portion between the outer peripheral surface of the main body and the supporting surface, or between the outer peripheral surface of one flange and the supporting surface of another flange. A valve spring retainer for an engine,
It is made of (α + β) type titanium alloy by powder sintering, the overall sintered density is 99% or more of the theoretical density, and the density of at least the annular portion near the R portion is 99.
Provided is a valve spring retainer for an internal combustion engine, which is made of a high-density powder-sintered titanium alloy and has a content of 5% or more.

【0008】また、第2に、チタン粉末と予め合金化さ
れた合金粉末とを混合して混合粉末を作製し、この混合
粉末を成形し、次いで焼結させて、本体と、本体から突
出しバルブスプリングの付勢力に抗してバルブスプリン
グを支持するための環状の支持面を有する少なくとも1
つの鍔部とを備え、本体外周面と支持面との間、又は1
の鍔部の外周面と他の鍔部の支持面との間にR部を有
し、(α+β)型チタン合金からなる内燃機関用バルブ
スプリングリテーナーを製造し、このバルブスプリング
リテーナー全体の焼結密度を理論密度の99%以上と
し、かつ少なくとも前記R部近傍の環状部分の密度を理
論密度の99.5%以上としたことを特徴とする高密度
粉末焼結チタン合金製内燃機関用バルブスプリングリテ
ーナーの製造方法を提供する。
Secondly, titanium powder and alloy powder which have been alloyed in advance are mixed to prepare a mixed powder, and the mixed powder is molded and then sintered to form a main body and a valve protruding from the main body. At least one having an annular support surface for supporting the valve spring against the biasing force of the spring
Between the outer peripheral surface of the main body and the supporting surface, or 1
Has a R portion between the outer peripheral surface of the collar portion and the supporting surface of the other collar portion, and manufactures a valve spring retainer for an internal combustion engine made of (α + β) type titanium alloy, and sinters the entire valve spring retainer. A high-density powder-sintered titanium alloy valve spring for an internal combustion engine, characterized in that the density is 99% or more of the theoretical density, and the density of at least the annular portion near the R portion is 99.5% or more of the theoretical density. A retainer manufacturing method is provided.

【0009】本願発明者らが粉末焼結法によるチタン合
金のバルブスプリングリテーナーにおいて疲労特性を十
分なものにするために種々検討を重ねた結果、全体を9
9%以上の高密度に維持すると共に、バルブスプリング
リテーナー本体外周面と支持面との間、又は1の鍔部の
外周面と他の鍔部の支持面との間のR部近傍の特定部分
の密度を特に高くすることにより、そのことが達成され
ることを見出した。
As a result of various studies conducted by the inventors of the present invention in order to make the fatigue characteristics of the valve spring retainer made of titanium alloy by the powder sintering method sufficient, 9
While maintaining a high density of 9% or more, a specific portion near the R portion between the outer peripheral surface of the valve spring retainer body and the supporting surface, or between the outer peripheral surface of one flange and the supporting surface of another flange. It has been found that this is achieved by increasing the density of

【0010】すなわち、本願発明者らがバルブスプリン
グリテーナーの実際の使用条件をシミュレートした応力
解析を行った結果、引張応力がR部近傍の特定部分に集
中しており、全体的に99%の密度を有していてもこの
部分から疲労破壊が生じやすいが、この部分をさらに緻
密化することにより疲労特性が極めて良好になることを
見出したのである。具体的には、リテーナー縦断面をと
った場合において、R部の支持面側から30°の点を中
心にした半径0.1mmの円とR部とで規定される部分
(実際には環状をなしている)に大きな引張応力が集中
し、この部分の密度を99.5%以上にすれば十分な疲
労特性が得られるのである。この発明は本発明者らのこ
のような知見に基づいてなされたものである。以下、こ
の発明について詳細に説明する。
That is, as a result of the stress analysis of the present inventors simulating the actual use conditions of the valve spring retainer, the tensile stress is concentrated in a specific portion near the R portion, and 99% as a whole. It has been found that fatigue fracture is likely to occur from this portion even if it has a density, but by further densifying this portion, the fatigue property becomes extremely good. Specifically, when the retainer has a vertical cross section, a portion defined by a circle with a radius of 0.1 mm centering on a point 30 ° from the support surface side of the R portion and the R portion (actually, an annular shape A large tensile stress concentrates on the surface, and if the density of this portion is set to 99.5% or more, sufficient fatigue characteristics can be obtained. The present invention was made based on such findings of the present inventors. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0011】図1は内燃機関における動弁機構を示すも
のであり、実際のバルブスプリングリテーナーの使用状
況を説明するための図である。シリンダヘッド1には、
吸気管14が形成されており、この吸気管14は吸気バ
ルブ2により開閉される。バルブ2のバルブステム3先
端にはバルブスプリングリテーナー4が固定される。バ
ルブスプリングリテーナー4は、図2の断面図にも示す
ように、先端にテーパが形成された円筒状のリテーナー
本体7と、本体7から突出する第1及び第2の鍔部5,
6とを有しており、第1の鍔部8が外側に、第2の鍔部
9が内側に形成されている。そして、リテーナー4は、
コッタ17を介してバルブ2に取り付けられている。第
1の鍔部5はその図面下側の面が環状の支持面8となっ
ており、これにより外側バルブスプリング10の一端が
支持される。また、第2の鍔部6はその図面下側の面が
環状の支持面9となっており、これにより内側バルブス
プリング11の一端が支持される。そして、第1の鍔部
5の支持面8と第2の鍔部6の外周面との間にはR部2
1が形成されており、第2の鍔部6の支持面9と本体7
の外周面との間にはR部22が形成されている。
FIG. 1 shows a valve operating mechanism in an internal combustion engine, and is a view for explaining the actual usage of the valve spring retainer. In the cylinder head 1,
An intake pipe 14 is formed, and the intake pipe 14 is opened and closed by an intake valve 2. A valve spring retainer 4 is fixed to the tip of the valve stem 3 of the valve 2. As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the valve spring retainer 4 has a cylindrical retainer body 7 having a taper formed at its tip, and first and second collar portions 5 protruding from the body 7.
6, and the first collar portion 8 is formed on the outer side, and the second collar portion 9 is formed on the inner side. And the retainer 4
It is attached to the valve 2 via a cotter 17. The lower surface of the first brim portion 5 in the drawing is an annular support surface 8, and one end of the outer valve spring 10 is supported thereby. The lower surface of the second collar 6 in the drawing is an annular support surface 9, and one end of the inner valve spring 11 is supported thereby. The R portion 2 is provided between the support surface 8 of the first collar portion 5 and the outer peripheral surface of the second collar portion 6.
1 is formed, and the support surface 9 and the main body 7 of the second collar portion 6 are formed.
An R portion 22 is formed between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface.

【0012】なお、バルブスプリング10,11の下端
はシリンダヘッド1に取り付けられた支持部材15によ
って支持されている。この例では、外側バルブスプリン
グ10は相対的に大きなセット荷重を有し、内側バルブ
スプリング11は相対的に小さなセット荷重を有する。
図中、参照符号12はロッカーアームであり、13はカ
ムシャフト、16は弁座である。
The lower ends of the valve springs 10 and 11 are supported by a support member 15 attached to the cylinder head 1. In this example, the outer valve spring 10 has a relatively large set load and the inner valve spring 11 has a relatively small set load.
In the figure, reference numeral 12 is a rocker arm, 13 is a camshaft, and 16 is a valve seat.

【0013】内燃機関の動作状態においては、カムシャ
フト13及びロッカーアーム12によりバルブ2が下方
に移動することによって、排気管14が開の状態にな
り、続いて、これにより圧縮されたバルブスプリング1
0,11がバルブスプリングリテーナー4を押上げ、こ
れによりバルブ2が上昇して排気管14が閉の状態とな
る。そして、内燃機関の動作中、このようなサイクルが
繰り返されることとなる。
In the operating state of the internal combustion engine, the valve 2 is moved downward by the camshaft 13 and the rocker arm 12 to open the exhaust pipe 14, and subsequently the valve spring 1 compressed thereby.
The valves 0 and 11 push up the valve spring retainer 4, which causes the valve 2 to rise and the exhaust pipe 14 to be closed. Then, such a cycle is repeated during the operation of the internal combustion engine.

【0014】この発明においては、このようなバルブス
プリングリテーナー4を粉末焼結による(α+β)型チ
タン合金で製造する。そして、リテーナー全体の密度を
理論密度の99%以上とする。これは、99%未満であ
るとその強度自体が不十分となり、疲労特性も著しく劣
るからである。
In the present invention, such a valve spring retainer 4 is manufactured from powder-sintered (α + β) type titanium alloy. Then, the density of the entire retainer is set to 99% or more of the theoretical density. This is because if it is less than 99%, the strength itself becomes insufficient and the fatigue properties are remarkably deteriorated.

【0015】さらに、図2に示すR部21の近傍部分、
特に支持面8側から30°の点を中心にした半径0.1
mmの円とR部とで規定される部分、又はR部22の支持
面9側から30°の点を中心にした半径0.1mmの円と
R部とで規定される部分(これの部分は実際には環状を
なしている)、又はこれら両方の部分の密度を99.5
%以上とする。
Further, a portion near the R portion 21 shown in FIG.
In particular, a radius of 0.1 centered at a point of 30 ° from the support surface 8 side
The portion defined by the circle of mm and the R portion, or the portion of the R portion 22 defined by the circle and the R portion with a radius of 0.1 mm centered at a point 30 ° from the support surface 9 side Is actually circular), or the density of both parts is 99.5
% Or more.

【0016】その理由を応力解析の結果に基づいて説明
する。ここでは、1つの鍔部を有するバルブスプリング
リテーナーをシミュレートした場合について説明する。
解析に用いたリテーナーの形状は、鍔部の厚み2.00
mm、鍔部の直径30mm、その突出長さ3.7mmである。
The reason will be described based on the result of stress analysis. Here, a case where a valve spring retainer having one collar is simulated will be described.
The shape of the retainer used for the analysis is the thickness of the collar portion 2.00
mm, the diameter of the collar portion is 30 mm, and the protruding length thereof is 3.7 mm.

【0017】軸対称モデルにより、図3に示すように、
パンチによってリテーナー上面から受ける下向きの負荷
を鍔部で受けるという境界条件で解析した。実際には、
図1あるいは図2のように、リテーナー内面はコッタを
介してバルブに固定されており、スプリングを支持する
鍔部に上向きにスプリングの付勢力が作用する。ここで
はパンチ面の負荷圧力が10kgf /mm2 の場合に生じる
応力分布を求めた。図4はその際の応力分布図を示すも
のであり、20kgf /mm2 毎の等応力分布線図として示
している。図中の数字は各等応力線の応力値である。
According to the axisymmetric model, as shown in FIG.
The boundary condition was that the downward load received from the upper surface of the retainer by the punch was received by the flange. actually,
As shown in FIG. 1 or 2, the inner surface of the retainer is fixed to the valve via a cotter, and the urging force of the spring acts upward on the collar portion that supports the spring. Here, the load pressure on the punch surface is 10 kgf / mm 2 The stress distribution generated in the case of was calculated. Fig. 4 shows the stress distribution diagram at that time, which is 20 kgf / mm 2 It is shown as an iso-stress distribution diagram for each. The numbers in the figure are the stress values of each iso-stress line.

【0018】この図4から明らかなように、応力はバル
ブスプリングリテーナーのR部近傍に集中しており、こ
のR部の一点において最大応力68kgf /mm2 を示し
た。また、60kgf /mm2 以上の高応力を生じる領域も
極限られた領域であることがわかる。その領域は、図5
に示すように、R部の支持面側から30°の点を中心に
した半径0.1mmの円とR部とで規定される部分であ
る。異なる形状のリテーナーについても同様の解析を行
ってみたが、高応力を生じる領域は図5に示した領域と
同様であった。
As is clear from FIG. 4, the stress is concentrated in the vicinity of the R portion of the valve spring retainer, and the maximum stress at one point of this R portion is 68 kgf / mm 2 showed that. Also, 60kgf / mm 2 It can be seen that the region where the above high stress is generated is also an extremely limited region. The area is shown in FIG.
As shown in (1), it is a portion defined by a circle with a radius of 0.1 mm centered on a point 30 ° from the support surface side of the R portion and the R portion. Similar analyzes were performed for retainers having different shapes, but the region where high stress was generated was the same as the region shown in FIG.

【0019】このように応力の集中が大きい領域を特に
緻密化することにより、疲労特性を向上させることがで
きる。具体的には、上述のような領域に対応する部分の
密度が理論密度の99.5%以上であれば、107 回疲
労強度(107 サイクルの疲労試験において破断しない
最大の荷重)が十分なものとなり、十分な疲労特性を示
す。
Fatigue characteristics can be improved by densifying the region where the stress concentration is large as described above. Specifically, if the density of the portion corresponding to the above-mentioned region is 99.5% or more of the theoretical density, 10 7 Fatigue strength (10 7 In the fatigue test of the cycle, the maximum load that does not break) becomes sufficient, and sufficient fatigue characteristics are exhibited.

【0020】なお、焼結体全体の密度を99.5%以上
にすることができれば、上述の部分の密度を特に高くす
る必要がないことはいうまでもない。しかし、現実的に
は粉末焼結だけで全体的にこのような高密度を得るため
には設備面等から困難性を伴う。従って、実際には局部
的に高密度化する技術が求められる。このように局部的
に高密度化する方法としては、粉末成形の際のパンチを
分割タイプとし、粉末の充填深さの調整、又はダイコン
トロール等の操作により、R部に対応する部分の成形密
度を特に高くする方法がある。また、ショット又はサイ
ジング等により、焼結後に局部的に密度を上昇させる方
法も採用することができる。
Needless to say, if the density of the entire sintered body can be set to 99.5% or more, it is not necessary to particularly increase the density of the above-mentioned portion. However, in reality, it is difficult to obtain such a high density as a whole only by powder sintering, because of the facilities and the like. Therefore, in reality, a technique for locally increasing the density is required. As a method of locally densifying the powder, the punch used in powder molding is divided, and the molding density of the part corresponding to the R part is adjusted by adjusting the powder filling depth or die control. There is a way to make it especially high. Also, a method of locally increasing the density after sintering by shot or sizing can be adopted.

【0021】この発明に係るバルブスプリングリテーナ
ーは、チタン粉末と予め合金化された合金粉末とを混合
し、その混合粉末を成形し、次いで焼結させて、(α+
β)型チタン合金にすることにより製造される。これに
より、HIPを経ることなく理論密度の99.0%以上
と十分に高密度のチタン合金焼結体を得ることができ、
単に素粉末を混合して作成したチタン合金の94.5乃
至96.5%よりもはるかに高い密度を得ることが可能
になる。また、機械的性質も溶製・鍛造チタン合金とほ
ぼ同一となる。
The valve spring retainer according to the present invention mixes titanium powder with a pre-alloyed alloy powder, forms the mixed powder, and then sinters it to obtain (α +
It is manufactured by using a β) type titanium alloy. As a result, a titanium alloy sintered body having a sufficiently high density of 99.0% or more of the theoretical density can be obtained without HIP,
It is possible to obtain a density much higher than 94.5 to 96.5% of a titanium alloy made by simply mixing elementary powders. Also, the mechanical properties are almost the same as those of the ingot and forged titanium alloy.

【0022】(α+β)合金としてはTi−6Al−4
Vが良く知られているが、重量%で、1.0〜4.0%
のFe、1.0〜4.0%のMo、3.0〜7.0%の
Al、2.0〜4.5%のV、及び0.5%以下のOを
含有し、残部がTi及び不可避的不純物からなるものが
より好ましい。
As the (α + β) alloy, Ti-6Al-4
V is well known, but 1.0 to 4.0% by weight
Fe, 1.0 to 4.0% Mo, 3.0 to 7.0% Al, 2.0 to 4.5% V, and 0.5% or less O, with the balance being More preferably, it is composed of Ti and inevitable impurities.

【0023】以下、このように規定した理由について説
明する。HIPなどの処理を施すことなく、低温短時間
で緻密に焼結させるためには焼結速度が高いことが必要
であるが、そのためにはTi中での拡散速度が大きく、
かつTiに対して合金元素として作用し、機械的性質に
悪影響を及ぼさない元素を適量添加すればよい。
The reason for the above definition will be described below. In order to sinter densely at low temperature and in a short time without performing treatment such as HIP, it is necessary to have a high sintering rate, but for that purpose, the diffusion rate in Ti is large,
In addition, an appropriate amount of an element that acts as an alloying element on Ti and does not adversely affect the mechanical properties may be added.

【0024】βTi中での拡散速度が大きい元素を調査
した結果、Feがこのような元素に該当することがわか
った。すなわち、Feの拡散速度(拡散係数)は950
℃において10-11 オーダー(m2 ・sec -1)であり、
Tiの自己拡散速度である10-13 よりも100倍大き
い。また、Feは強度上昇に寄与する。しかし、Feの
みではカーケンドール(Kirkendall)効果により、合金
成分側に気孔が生成されやすくなり、高密度化が妨げら
れる恐れがある。
As a result of investigating an element having a large diffusion rate in βTi, it was found that Fe corresponds to such an element. That is, the diffusion rate (diffusion coefficient) of Fe is 950.
10 -11 at Order (m 2 ・ Sec -1 ),
10 −13 which is the self-diffusion rate of Ti 100 times larger than. Further, Fe contributes to an increase in strength. However, if Fe alone is used, porosity is likely to be generated on the alloy component side due to the Kirkendall effect, which may impede densification.

【0025】このようなことを防止するために、本願発
明者らがさらに検討を重ねた結果、上述のような拡散速
度が大きな元素と共に、拡散速度が遅い、すなわち焼結
を遅らせる元素を添加すればよいことを見出した。
In order to prevent such a situation, as a result of further studies by the inventors of the present application, as a result of the addition of an element having a large diffusion rate as described above, an element having a slow diffusion rate, that is, delaying sintering is added. I found that it was good.

【0026】拡散速度が遅い元素を調査した結果、Mo
がこのような元素に該当することが判明した。Moの拡
散速度は10-10 のオーダーであり、チタンの1/10
である。また、Moはβチタンに全率固溶し、合金元素
として機能する。
As a result of investigating elements having a slow diffusion rate, Mo
Was found to correspond to such elements. Mo diffusion rate is 10 -10 Of the order of 1/10 of titanium
Is. Further, Mo is a solid solution in β-titanium and functions as an alloying element.

【0027】しかしながら、FeとMoとの複合添加は
緻密化を促進するものの、これらのみの添加では焼結体
の強度を十分なものにすることができない。焼結体の強
度を向上させる観点からさらに検討を重ねた結果、Fe
及びMoに加えてさらにAl及びVを適量添加し、かつ
Oの含有量をコントロールすることにより、望ましい強
度を有する焼結チタン合金が得られることが判明した。
However, although the composite addition of Fe and Mo accelerates the densification, the addition of only these cannot make the strength of the sintered body sufficient. As a result of further study from the viewpoint of improving the strength of the sintered body, Fe
It has been found that a sintered titanium alloy having desired strength can be obtained by adding appropriate amounts of Al and V in addition to Mo and Mo, and controlling the O content.

【0028】Alは置換型にTiへ固溶する唯一のα相
安定化元素であり、著しい固溶強化を示す。また、Ti
中での拡散速度が速いのでFe,Moとの複合添加で焼
結品の密度を上昇させる効果をも有する。Vは、Tiに
全率固溶するβ相安定化元素であり、Tiとの間に脆化
相である金属間化合物を形成することなく強度を上昇さ
せる作用を有する。すなわち、Vは主にβ相に固溶して
これを強化する。Oはα相に固溶して著しく強度を上昇
させる作用を有する。
Al is the only α-phase stabilizing element that forms a solid solution in Ti in the substitutional type, and exhibits remarkable solid solution strengthening. Also, Ti
Since the diffusion rate in the interior is high, it has the effect of increasing the density of the sintered product by the combined addition of Fe and Mo. V is a β-phase stabilizing element that forms a solid solution in Ti, and has the effect of increasing strength without forming an intermetallic compound that is an embrittlement phase with Ti. That is, V mainly forms a solid solution in the β phase and strengthens it. O has a function of forming a solid solution in the α phase and significantly increasing the strength.

【0029】真島らの研究(粉体および粉末冶金,19
87)によると、FeとTiとの2元系状態図において
固液共存領域に入らない組成近傍までは緻密化が進む可
能性がある。また、この2元状態図から、1350℃で
固液共存が発現する組成は、Feで9%(重量%以下同
じ)であることがわかる。しかし、この量が多いと延性
(靭性)が低下してしまう。また、Feの量が少なすぎ
ても緻密化の効果が得られない。従って、Fe含有量は
1〜4%であることが好ましい。
Mashima et al. (Powder and powder metallurgy, 19
87), there is a possibility that densification may proceed to the vicinity of the composition that does not enter the solid-liquid coexistence region in the binary system phase diagram of Fe and Ti. Further, from this binary phase diagram, it is found that the composition in which solid-liquid coexistence occurs at 1350 ° C. is 9% in Fe (the same as in wt% or less). However, if this amount is large, ductility (toughness) will decrease. Further, if the amount of Fe is too small, the effect of densification cannot be obtained. Therefore, the Fe content is preferably 1 to 4%.

【0030】Moは上述したようにβTi中での拡散速
度が遅い元素であり、拡散速度が大きいFeと並存する
ことにより高密度化を達成するものである。しかし、M
oの量が1%よりも少ない場合にはその効果が得られ
ず、4%を超えると緻密化の進行が遅れ、緻密化が十分
に図れない。従って、Moの含有量は1〜4%であるこ
とが好ましい。
Mo is an element having a slow diffusion rate in βTi as described above, and achieves a high density by coexisting with Fe having a high diffusion rate. But M
If the amount of o is less than 1%, the effect cannot be obtained, and if it exceeds 4%, the progress of the densification is delayed and the densification cannot be sufficiently achieved. Therefore, the Mo content is preferably 1 to 4%.

【0031】Alは上述のようにα相を著しく固溶強化
させる元素である。しかし、その含有量が3%未満では
焼結品の強度を十分なものにすることができない。ま
た、7%を超えると脆化相であるDO19型のhcp規則
相α2 (Ti3 Al)が析出し、延性を劣化させる。従
って、Alの含有量は3〜7%が好ましい。
Al is an element that remarkably solidifies and strengthens the α phase as described above. However, if the content is less than 3%, the strength of the sintered product cannot be made sufficient. On the other hand, if it exceeds 7%, the DO 19 type hcp ordered phase α 2 (Ti 3 Al), which is an embrittlement phase, precipitates and deteriorates the ductility. Therefore, the Al content is preferably 3 to 7%.

【0032】Vはβ相を固溶強化する作用を有するが、
その含有量が2%未満では焼結品の強度を十分なものに
することができない。一方、4.5%を超えると延性の
低下を招く。従って、Vの含有量は2〜4.5%が好ま
しい。
V has the function of solid-solution strengthening the β phase,
If the content is less than 2%, the strength of the sintered product cannot be made sufficient. On the other hand, if it exceeds 4.5%, ductility is deteriorated. Therefore, the V content is preferably 2 to 4.5%.

【0033】OはTi粒子及びマスターアロイ粉末(合
金成分)から持ち込まれ、上述したようにα相に固溶し
て著しく強度を上昇させる作用を有するが、この量が
0.5%を超えると延性を害する。従って、Oの含有量
は0.5%以下であることが好ましい。このような組成
範囲のチタン合金を用いれば、Ti−6Al−4Vを上
回る材料特性を得ることができる。
O is brought in from the Ti particles and the master alloy powder (alloy component) and has a function of forming a solid solution in the α phase to remarkably increase the strength as described above, but if this amount exceeds 0.5%. Impair ductility. Therefore, the O content is preferably 0.5% or less. By using a titanium alloy having such a composition range, material characteristics superior to Ti-6Al-4V can be obtained.

【0034】なお、以上の説明では便宜的に1つの鍔部
を有するバルブスプリングリテーナーについて説明した
が、これに限らず、2つの鍔部を有するものでもよい
し、3つ以上の鍔部を有するものでもよい。
In the above description, the valve spring retainer having one flange portion has been described for the sake of convenience, but the invention is not limited to this, and may have two flange portions or three or more flange portions. It may be one.

【0035】[0035]

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0036】Ti−6Al−4Vの組成になるように、
平均粒径20μm以下、5種類の大きさに粉砕した60
Al−40Vのマスターアロイ粉末と、−60メッシュ
(−250μm)の純チタン粉末とを混合し、混合粉末
を作製した。この混合粉末を鋼製金型に充填後、圧力
8.0tonf/cm2 で成形して図3に示すような形状のバ
ルブスプリングリテーナー成形体を得、さらに1400
℃で5時間真空中で焼成した。このようにして全体の密
度が98.5乃至99.5%の粉末焼結チタン合金製バ
ルブスプリングリテーナーを製造した。これらのリテー
ナーについて図3に示すような装置を用いて静的破壊荷
重を求めた。
To obtain a composition of Ti-6Al-4V,
Average particle size 20 μm or less, crushed into 5 sizes 60
A master alloy powder of Al-40V and a pure titanium powder of -60 mesh (-250 μm) were mixed to prepare a mixed powder. After filling this mixed powder into a steel mold, the pressure was 8.0 tonf / cm 2 To obtain a valve spring retainer molded body having a shape as shown in FIG.
Calcination was carried out in vacuum for 5 hours. In this way, a powder-sintered titanium alloy valve spring retainer having an overall density of 98.5 to 99.5% was manufactured. For these retainers, the static breaking load was determined using a device as shown in FIG.

【0037】なお、鍔部の厚さは、リテーナーの破壊強
度に直接影響し、これを厚くすればR部に生じる局部最
大応力が低下し、リテーナーの強度は高くなる。しか
し、鍔部の厚さが増加すると重量が増加して軽量化のメ
リットが損なわれる。本実施例では、この点を考慮して
外側鍔部の厚さを2mmとして評価を行った。評価の結果
を表1に示す。
The thickness of the flange directly affects the fracture strength of the retainer, and if the thickness is increased, the local maximum stress generated in the R portion is reduced and the strength of the retainer is increased. However, as the thickness of the collar portion increases, the weight increases and the advantage of weight reduction is impaired. In this example, the thickness of the outer flange portion was set to 2 mm for evaluation in consideration of this point. The evaluation results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1に示すように、全体の密度が99%以
上のものについては、破壊荷重が、7020kgf 以上と
なり、鋼製(SCM415浸炭材)のものの6370kg
f よりも高い強度が得られ、特に99.3%を超えたも
のは、展伸材(溶製材)のTi−6Al−4Vの破壊荷
重である7210kgf を超える値が得られた。これに対
して、密度が99%未満のものは、静的破壊荷重が65
90kgf 以下となり、不十分な値となった。
As shown in Table 1, when the overall density is 99% or more, the breaking load is 7020 kgf or more, which is 6370 kg of steel (SCM415 carburized material).
A strength higher than f was obtained, and in particular, those exceeding 99.3% had a value exceeding 7210 kgf which is the breaking load of Ti-6Al-4V of the wrought material (molten material). On the other hand, if the density is less than 99%, the static breaking load is 65
The value was 90 kgf or less, which was an insufficient value.

【0040】この結果から、この発明のように予めマス
ターアロイを作製してチタン粉末と混合する方法を採用
した場合に、(α+β)型チタン合金であるTi−6A
l−4V合金をHIP処理を経ることなく十分高密度に
することができ、静的強度も十分なものとすることがで
きるが、全体の密度が99%未満では、十分な静的強度
を得ることができないことが確認された。
From these results, when the method of preparing a master alloy in advance and mixing it with titanium powder is adopted as in the present invention, Ti-6A which is a (α + β) type titanium alloy is used.
The 1-4V alloy can have a sufficiently high density without undergoing HIP treatment and can have a sufficient static strength, but if the overall density is less than 99%, a sufficient static strength is obtained. It was confirmed that it was not possible.

【0041】これらの試料のうち、全体の密度が99.
3%のものについて、疲労試験に供した。疲労試験は図
3と同様な負荷治具を製作し、油圧サーボ試験機を用い
て、応力比(最小応力/最大応力)=0.1の条件で行
い、破断繰り返し数を測定した。これにより得られた疲
労寿命曲線から、107 回疲労強度(繰り返し数107
回を超えて破断しない最大の荷重)を求めた。その結
果、その疲労強度は290kgf となり、展伸材(溶製
材)のTi−6Al−4Vの疲労強度である520kgf
、及びSCM415浸炭材の疲労強度である500kgf
よりも低い値となった。
Of these samples, the overall density was 99.
About 3%, it was subjected to a fatigue test. The fatigue test was carried out under the condition that the stress ratio (minimum stress / maximum stress) was 0.1 using a hydraulic servo tester by manufacturing a load jig similar to that shown in FIG. From the fatigue life curve thus obtained, 10 7 Fatigue strength (number of repetitions 10 7
The maximum load that does not break more than once) was determined. As a result, the fatigue strength was 290 kgf, which was 520 kgf which is the fatigue strength of Ti-6Al-4V of wrought material (molten material).
, And the fatigue strength of SCM415 carburized material is 500kgf
It was a lower value.

【0042】この試料を縦に切断し、その断面を観察し
た。この試料の図5の高応力部に相当する部分につい
て、存在するポアの画像処理を行い、その面積率からそ
の部分の密度を真密度比として求めた。その結果、その
部分の密度は99.2%であり、99.5%未満である
ことが確認された。
This sample was vertically cut and its cross section was observed. Image processing of existing pores was performed on the portion of this sample corresponding to the high stress portion in FIG. 5, and the density of that portion was determined as the true density ratio from the area ratio. As a result, it was confirmed that the density of that portion was 99.2%, which was less than 99.5%.

【0043】次に、上述した条件で製造された混合粉末
を、下パンチが2分割タイプで上パンチが1つの金型を
用いて、各パンチの充填深さの変化及びダイコントロー
ル等の操作により、リテーナーのR部近傍の密度を種々
に変化させた成形体(圧粉体)を各条件10個ずつ作製
した。なお、鍔部の厚さも疲労強度に影響する因子であ
るため、焼結後の鍔部の厚さが2.00±0.02mmに
なるように条件を調節した。鍔部の直径、及びその突出
長さも上述の試料と同一とした。これらの成形体を14
00℃で5時間真空中で焼成し、全体の密度を99.2
%以上とした。各条件の試料のうちの1個ずつについて
縦に切断し、その断面を観察した。この試料の図5の高
応力部に相当する部分について、存在するポアの画像処
理を行い、その面積率からその部分の密度を真密度比と
して求めた。その結果、98.5〜99.8%の密度で
あった。各条件における残りの9個の試料については、
上述した図3の装置を用いて、上述した条件と同一条件
の疲労試験に供した。表2に、高応力部の密度と疲労強
度との関係を示す。
Next, the mixed powder produced under the above-mentioned conditions was subjected to operations such as changing the filling depth of each punch and controlling the die by using a die in which the lower punch was a two-division type and the upper punch was one. Ten compacts (compacted compacts) having various densities near the R portion of the retainer were produced under each condition. Since the thickness of the collar portion also affects the fatigue strength, the conditions were adjusted so that the thickness of the collar portion after sintering would be 2.00 ± 0.02 mm. The diameter of the collar portion and the protruding length thereof were also the same as those of the above-mentioned sample. These molded bodies are
Baking in vacuum at 00 ° C for 5 hours to give an overall density of 99.2
% And above. One of the samples under each condition was vertically cut and the cross section was observed. Image processing of existing pores was performed on the portion of this sample corresponding to the high stress portion in FIG. 5, and the density of that portion was determined as the true density ratio from the area ratio. As a result, the density was 98.5 to 99.8%. For the remaining 9 samples under each condition,
Using the apparatus of FIG. 3 described above, a fatigue test was conducted under the same conditions as described above. Table 2 shows the relationship between the density of the high stress portion and the fatigue strength.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】表中、高応力部の密度が99.5%以上と
本発明の要件を満たす実施例1〜4については、疲労強
度が390kgf 以上となった。高応力部の密度が99.
8である実施例4では、展伸材のTi−6Al−4V合
金及びSCM415浸炭材とほぼ同じ疲労強度であっ
た。これに対して、高応力部の密度が99.5%未満で
ある比較例5〜7のものは、疲労強度が290kgf 以下
となり、不十分な値となった。
In the table, the fatigue strength was 390 kgf or more for Examples 1 to 4 in which the density of the high stress portion was 99.5% or more and the requirements of the present invention were satisfied. The high stress portion has a density of 99.
In Example 4, which was No. 8, the fatigue strength was almost the same as that of the Ti-6Al-4V alloy as the wrought material and the SCM415 carburized material. On the other hand, the fatigue strength of Comparative Examples 5 to 7 in which the density of the high stress portion was less than 99.5% was 290 kgf or less, which was an insufficient value.

【0046】次に、チタン合金の組成を変化させた実験
を行った。ここでは、Feを1.0〜4.0%、Moを
1.0〜4.0%、Alを3.0〜7.0%、Vを2.
0〜4.5%、Oを0.5%以下としたチタン合金を作
製した。この範囲の組成になるように、マスターアロイ
粉末とスポンジチタン粉末とを上述の条件と同一の条件
で混合し、混合粉末を作製した。そして、混合粉末を鋼
製金型に充填し、圧力8.0tonf/cm2 で図3に示すよ
うな形状のバルブスプリングリテーナー成形体を得、1
350℃で真空焼成を行った。その結果、この組成範囲
内のものはいずれも2時間以内という短時間で全体の密
度が99.5%に達した。ちなみに、Ti−6Al−4
Vでは1350℃で20時間以上焼成しなければなら
ず、上述の組成の合金は極めて焼結性が良好であること
が確認された。
Next, an experiment was conducted in which the composition of the titanium alloy was changed. Here, Fe is 1.0 to 4.0%, Mo is 1.0 to 4.0%, Al is 3.0 to 7.0%, and V is 2.
A titanium alloy containing 0 to 4.5% and O of 0.5% or less was produced. The master alloy powder and the titanium sponge powder were mixed under the same conditions as described above so as to obtain a composition within this range, to prepare a mixed powder. Then, the mixed powder is filled in a steel mold and the pressure is 8.0 tonf / cm 2 Then, a molded valve spring retainer having a shape as shown in FIG. 3 is obtained.
Vacuum firing was performed at 350 ° C. As a result, all those within this composition range reached a total density of 99.5% within a short time of less than 2 hours. By the way, Ti-6Al-4
With V, it had to be fired at 1350 ° C. for 20 hours or more, and it was confirmed that the alloy having the above composition has extremely good sinterability.

【0047】次に、Feを2%、Moを2%、Alを
4.5%、Vを3%、Oを0.2%含み残部がTiから
なる上述の組成範囲内の合金について、静的強度を求め
た。ここでは、全体の密度が99.3%で、形状が上述
したものと同一であるリテーナー試料を用いた。その結
果、破壊荷重が7800kgf となり、同一条件でのTi
−6Al−4Vの7280kgf よりも高い値を示した。
Next, with respect to an alloy having the above-mentioned composition range, in which Fe is 2%, Mo is 2%, Al is 4.5%, V is 3%, O is 0.2% and the balance is Ti, Was calculated. Here, a retainer sample having an overall density of 99.3% and the same shape as described above was used. As a result, the breaking load was 7800 kgf, and Ti under the same conditions
The value was higher than 7280 kgf of -6Al-4V.

【0048】次に、同様の組成の混合粉末について、上
述した下パンチが2分割タイプで上パンチが1つの金型
を用いて、上述と同様に充填深さなどを調節してリテー
ナーのR部近傍の密度のみを99.7%と99.5%以
上の値とした試料を作製した。なお、全体の密度は9
9.3%であった。この試料について、図3の装置を用
いて疲労試験を行った。条件は上述のTi−6Al−4
Vにおけるものと同一とした。その結果、107 回疲労
強度が530kgf と、密度条件が同じTi−6Al−4
Vの実施例3の470kgf よりも高い値となった。さら
に、この値は高応力部の密度が99.8%と高いTi−
6Al−4Vの実施例4における520kgf を上回って
いることが確認された。
Next, with respect to the mixed powder having the same composition, by using a die in which the lower punch mentioned above is a two-division type and the upper punch is one, the filling depth and the like are adjusted in the same manner as described above, and the R portion of the retainer is adjusted. A sample was prepared in which only the density in the vicinity was 99.7% and 99.5% or more. The overall density is 9
It was 9.3%. A fatigue test was performed on this sample using the apparatus shown in FIG. The conditions are Ti-6Al-4 described above.
Same as in V. As a result, 10 7 Ti-6Al-4 with the same fatigue strength and fatigue strength of 530 kgf
The value was higher than 470 kgf of V of Example 3. In addition, this value shows that the high stress portion has a high density of 99.8% Ti-
It was confirmed that the amount of 6Al-4V exceeds 520 kgf in Example 4.

【0049】この結果から、Feを1.0〜4.0%、
Moを1.0〜4.0%、Alを3.0〜7.0%、V
を2.0〜4.5%、Oを0.5%以下としたチタン合
金は、(α+β)型として代表的なTi−6Al−4V
よりも焼結性が良好であり、静的強度及び疲労強度が優
れていることが確認された。すなわち、この組成の合金
を用いれば、鍔部の厚さをより小さくしてもTi−6A
l−4Vと同等の強度を得ることができるため、一層軽
量化を図ることができる。
From this result, 1.0 to 4.0% of Fe,
Mo is 1.0 to 4.0%, Al is 3.0 to 7.0%, V
A titanium alloy with 2.0 to 4.5% and O of 0.5% or less is a typical Ti-6Al-4V (α + β) type.
It was confirmed that the sinterability was better than that of the above, and the static strength and fatigue strength were excellent. That is, if an alloy having this composition is used, Ti-6A can be obtained even if the thickness of the collar portion is made smaller.
Since it is possible to obtain strength equivalent to that of 1-4V, it is possible to further reduce the weight.

【0050】[0050]

【発明の効果】この発明によれば、HIPを経ることな
く、従来の鋼製バルブスプリングリテーナーと同等の強
度を有し、約40%軽い高密度粉末焼結チタン合金製の
内燃機関用バルブスプリングリテーナー及びその製造方
法が提供される。
According to the present invention, a valve spring for an internal combustion engine, which is made of a high-density powder-sintered titanium alloy, has the same strength as a conventional steel valve spring retainer without HIP and is about 40% lighter. A retainer and a manufacturing method thereof are provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係るバルブスプリングリテーナーが
使用される内燃機関の動弁系を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a valve train of an internal combustion engine in which a valve spring retainer according to the present invention is used.

【図2】この発明に係るバルブスプリングリテーナーを
示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a valve spring retainer according to the present invention.

【図3】バルブスプリングリテーナーの静的強度及び疲
労強度の求め方を説明するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining how to determine static strength and fatigue strength of a valve spring retainer.

【図4】バルブスプリングリテーナーの応力解析の結果
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a result of stress analysis of a valve spring retainer.

【図5】バルブスプリングリテーナーの応力集中部分を
示す図。
FIG. 5 is a view showing a stress concentration portion of a valve spring retainer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;シリンダヘッド、2;バルブ、4;バルブスプリン
グリテーナー、5,6;鍔部、7;リテーナー本体、
8,9;支持面、10,11;バルブスプリング、1
7;コッタ、21,22;R部
1; Cylinder head, 2; Valve, 4; Valve spring retainer, 5, 6; Collar part, 7; Retainer body,
8,9; Support surface 10,11; Valve spring, 1
7: cotter 21,22; R part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾関 昭矢 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 田島 秀紀 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 久保寺 正二 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤田 高弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Akiya Ozeki 1-2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Hideki Tajima 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Honkan Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Kuboji 1-2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd. (72) Takahiro Fujita 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Inside Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 本体と、本体から突出し、バルブスプリ
ングの付勢力に抗してバルブスプリングを支持するため
の環状の支持面を有する少なくとも1つの鍔部とを備
え、本体外周面と支持面との間、又は1の鍔部の外周面
と他の鍔部の支持面との間にR部を有する内燃機関用バ
ルブスプリングリテーナーであって、粉末焼結による
(α+β)型チタン合金からなり、全体の焼結密度が理
論密度の99%以上であり、かつ少なくとも前記R部近
傍の環状部分の密度が理論密度の99.5%以上である
ことを特徴とする高密度粉末焼結チタン合金製内燃機関
用バルブスプリングリテーナー。
1. A main body outer peripheral surface and a support surface, comprising: a main body; and at least one flange portion projecting from the main body and having an annular support surface for supporting the valve spring against the urging force of the valve spring. A valve spring retainer for an internal combustion engine having an R portion between the outer peripheral surface of one collar portion and a supporting surface of another collar portion, which is made of a powder-sintered (α + β) type titanium alloy, Made of a high-density powder-sintered titanium alloy, characterized in that the overall sintered density is 99% or more of the theoretical density, and the density of at least the annular portion near the R portion is 99.5% or more of the theoretical density. Valve spring retainer for internal combustion engines.
【請求項2】 重量%で、Alを3.0〜7.0%、V
を2.0〜4.5%、Moを1.0〜4.0%、Feを
1.0〜4.0%、Oを0.5%以下の範囲で含み、残
部Ti及び不可避的不純物からなる請求項1に記載の高
密度粉末焼結チタン合金製内燃機関用バルブスプリング
リテーナー。
2. A weight ratio of Al of 3.0 to 7.0%, V
In the range of 2.0 to 4.5%, Mo in the range of 1.0 to 4.0%, Fe in the range of 1.0 to 4.0%, and O in the range of 0.5% or less, and the balance Ti and unavoidable impurities. A valve spring retainer for an internal combustion engine, which is made of a high-density powder-sintered titanium alloy according to claim 1.
【請求項3】 チタン粉末と予め合金化された合金粉末
とを混合して混合粉末を作製し、この混合粉末を成形
し、次いで焼結させて、本体と、本体から突出し、バル
ブスプリングの付勢力に抗してバルブスプリングを支持
するための環状の支持面を有する少なくとも1つの鍔部
とを備え、本体外周面と支持面との間、又は1の鍔部の
外周面と他の鍔部の支持面との間にR部を有し、(α+
β)型チタン合金からなる内燃機関用バルブスプリング
リテーナーを製造し、このバルブスプリングリテーナー
全体の焼結密度を理論密度の99%以上とし、かつ少な
くとも前記R部近傍の環状部分の密度を理論密度の9
9.5%以上としたことを特徴とする高密度粉末焼結チ
タン合金製内燃機関用バルブスプリングリテーナーの製
造方法。
3. Titanium powder and pre-alloyed alloy powder are mixed to prepare a mixed powder, the mixed powder is molded, and then sintered to be protruded from the main body and attached with a valve spring. At least one flange having an annular support surface for supporting the valve spring against the force, and between the outer peripheral surface of the main body and the support surface, or the outer peripheral surface of one flange and another flange. R part between the support surface of
A valve spring retainer for an internal combustion engine made of β) type titanium alloy is manufactured, and the sintered density of the entire valve spring retainer is set to 99% or more of the theoretical density, and the density of at least the annular portion near the R portion is set to the theoretical density. 9
A method of manufacturing a valve spring retainer for an internal combustion engine, which is made of a high-density powder-sintered titanium alloy, characterized by being 9.5% or more.
【請求項4】 前記混合粉末は、重量%で、Alを3.
0〜7.0%、Vを2.0〜4.5%、Moを1.0〜
4.0%、Feを1.0〜4.0%、Oを0.5%以下
の範囲で含み、残部Ti及び不可避的不純物からなるこ
とを特徴とする請求項3に記載の高密度粉末焼結チタン
合金製内燃機関用バルブスプリングリテーナーの製造方
法。
4. The mixed powder contains Al in an amount of 3.
0-7.0%, V 2.0-4.5%, Mo 1.0-
4. The high-density powder according to claim 3, wherein the content is 4.0%, Fe is 1.0 to 4.0%, O is 0.5% or less, and the balance is Ti and unavoidable impurities. A method for manufacturing a valve spring retainer made of a sintered titanium alloy for an internal combustion engine.
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