JPH0681059A - バルブ製造に適したチタン合金線 - Google Patents
バルブ製造に適したチタン合金線Info
- Publication number
- JPH0681059A JPH0681059A JP4344950A JP34495092A JPH0681059A JP H0681059 A JPH0681059 A JP H0681059A JP 4344950 A JP4344950 A JP 4344950A JP 34495092 A JP34495092 A JP 34495092A JP H0681059 A JPH0681059 A JP H0681059A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium alloy
- valve
- alloy wire
- thermal deformation
- crystal structure
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブ製造に適したチタン合金線の提供。
【構成】 α＋β型チタン合金線材のミクロ組織を６μ
ｍ以上２５μｍ以下の粒径の等軸α晶組織または針状α
晶組織または等軸α晶と針状α晶の混合した組織のいず
れかであることを特徴とするバルブ製造に適したチタン
合金線。
ｍ以上２５μｍ以下の粒径の等軸α晶組織または針状α
晶組織または等軸α晶と針状α晶の混合した組織のいず
れかであることを特徴とするバルブ製造に適したチタン
合金線。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動４輪車及びその他
車両のエンジンに使用するチタン合金バルブの製造に好
適なチタン合金線に関する。
車両のエンジンに使用するチタン合金バルブの製造に好
適なチタン合金線に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでチタン合金バルブは、競争用自
動車の吸気バルブに多用されている。例えば、その製造
方法は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金線材を、電気鍛縮法に
より、傘部を型鍛造し粗形材としている。このときの問
題は、熱間鍛造あるいは、鍛造後の熱間での搬送中に、
或いは、鍛造後の歪取り焼鈍加熱時に、粗形材のバルブ
が変形しやすいことである。そのため、変形を矯正した
り、変形量を予想し大き目の粗形材をつくり、多目に研
削して作られている。次にバルブは、フェース部、軸
部、軸端部に耐摩耗処理を行う。ここで、酸化または窒
化を行うことが、以前より検討されているが、例えば、
軸部は熱変形のために、高価なモリブデン溶射を行わざ
るを得ない。以上については、チタニウム・ジルコニウ
ムvol. 35, No. 2, 及びvol. 40, No. 2に記載されてい
る。
動車の吸気バルブに多用されている。例えば、その製造
方法は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金線材を、電気鍛縮法に
より、傘部を型鍛造し粗形材としている。このときの問
題は、熱間鍛造あるいは、鍛造後の熱間での搬送中に、
或いは、鍛造後の歪取り焼鈍加熱時に、粗形材のバルブ
が変形しやすいことである。そのため、変形を矯正した
り、変形量を予想し大き目の粗形材をつくり、多目に研
削して作られている。次にバルブは、フェース部、軸
部、軸端部に耐摩耗処理を行う。ここで、酸化または窒
化を行うことが、以前より検討されているが、例えば、
軸部は熱変形のために、高価なモリブデン溶射を行わざ
るを得ない。以上については、チタニウム・ジルコニウ
ムvol. 35, No. 2, 及びvol. 40, No. 2に記載されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、チタン合
金バルブを安価に大量生産する場合に、変形の少ない粗
形材を製造する方法と、簡便な耐摩耗処理である酸化、
または窒化法を実用化する方法が不可欠であると認識し
た。本発明は上記２つの共通の問題である熱変形の少な
いチタン合金線材を提供するものである。
金バルブを安価に大量生産する場合に、変形の少ない粗
形材を製造する方法と、簡便な耐摩耗処理である酸化、
または窒化法を実用化する方法が不可欠であると認識し
た。本発明は上記２つの共通の問題である熱変形の少な
いチタン合金線材を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、６μｍ未満
の粒径の等軸α晶組織では、６５０℃以上の温度域でバ
ルブ自重（３０〜５０ｇ）のごとくわずかな力で、バル
ブ製造上重大な問題となる大きな変形が生じることを確
認した。すなわち本発明は、α＋β型チタン合金線材の
ミクロ組織を、６μｍ以上２５μｍ以下の粒径の等軸α
晶組織あるいは、針状α晶組織の何れかまたはこれらの
混合した組織としたことを特徴とするバルブ製造に適し
たチタン合金線である。この様に組織を調整することに
より、上記の熱変形のないことを見出した。
の粒径の等軸α晶組織では、６５０℃以上の温度域でバ
ルブ自重（３０〜５０ｇ）のごとくわずかな力で、バル
ブ製造上重大な問題となる大きな変形が生じることを確
認した。すなわち本発明は、α＋β型チタン合金線材の
ミクロ組織を、６μｍ以上２５μｍ以下の粒径の等軸α
晶組織あるいは、針状α晶組織の何れかまたはこれらの
混合した組織としたことを特徴とするバルブ製造に適し
たチタン合金線である。この様に組織を調整することに
より、上記の熱変形のないことを見出した。
【０００５】
【作用】ここでα＋β型チタン合金線材は、Ｔｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ，Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ，Ｔ
ｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ，Ｔｉ−５Ａｌ−１Ｆｅ，Ｔｉ−
５Ａｌ−２Ｃｒ−１Ｆｅ，Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｆｅ−０．
１Ｓｉなどの５〜１０mmφの線材である。
ｌ−４Ｖ，Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ，Ｔ
ｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ，Ｔｉ−５Ａｌ−１Ｆｅ，Ｔｉ−
５Ａｌ−２Ｃｒ−１Ｆｅ，Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｆｅ−０．
１Ｓｉなどの５〜１０mmφの線材である。
【０００６】これらの線材は、強度と延性の両方を高め
るために、等軸α晶組織を均一に得ることを狙いとして
製造される。このときの製造条件はこれらの合金の熱間
加工の可能な、α＋β域温度でかつ十分な圧下率で熱間
加工されるため、ほぼ必然的に３〜６μｍの粒径の微細
な等軸α晶組織となっている。ここで、バルブ素材であ
るチタン合金の組織を６μｍ以上２５μｍ以下の粒径の
等軸α晶組織または針状α晶組織または等軸α晶と針状
α晶の混合した組織に調整するのは、バルブ製作時の加
熱による、変形を防止するためである。等軸α晶が６μ
ｍ未満では、熱変形が著しく生じやすく、２５μｍ超で
は、熱変形防止の効果が同じである反面、粒度調整に長
時間を必要とし現実的ではない。
るために、等軸α晶組織を均一に得ることを狙いとして
製造される。このときの製造条件はこれらの合金の熱間
加工の可能な、α＋β域温度でかつ十分な圧下率で熱間
加工されるため、ほぼ必然的に３〜６μｍの粒径の微細
な等軸α晶組織となっている。ここで、バルブ素材であ
るチタン合金の組織を６μｍ以上２５μｍ以下の粒径の
等軸α晶組織または針状α晶組織または等軸α晶と針状
α晶の混合した組織に調整するのは、バルブ製作時の加
熱による、変形を防止するためである。等軸α晶が６μ
ｍ未満では、熱変形が著しく生じやすく、２５μｍ超で
は、熱変形防止の効果が同じである反面、粒度調整に長
時間を必要とし現実的ではない。
【０００７】針状α晶組織の場合は、β域から水冷され
て得られる微細な針状α晶組織（アルファープライム）
でも、β域から炉冷して得られる針状α晶組織（プレイ
トライクアルファー）でも熱変形防止に効果がある。等
軸α晶と針状α晶との混合した組織は、例えば等軸α晶
組織を有する素材をＴβ（β変態点）＞Ｔ＞Ｔβ−１０
０℃なる温度Ｔから水冷または空冷されたままの組織で
あってもよいし、その後時効してもよい。また、線材を
α＋β域熱間圧延中に、加工発熱により線材の中心部が
β域に近づいたり、β域を越えたものであってもよい。
て得られる微細な針状α晶組織（アルファープライム）
でも、β域から炉冷して得られる針状α晶組織（プレイ
トライクアルファー）でも熱変形防止に効果がある。等
軸α晶と針状α晶との混合した組織は、例えば等軸α晶
組織を有する素材をＴβ（β変態点）＞Ｔ＞Ｔβ−１０
０℃なる温度Ｔから水冷または空冷されたままの組織で
あってもよいし、その後時効してもよい。また、線材を
α＋β域熱間圧延中に、加工発熱により線材の中心部が
β域に近づいたり、β域を越えたものであってもよい。
【０００８】
〔実施例１〕表１のNo．１に示すごとく、Ｔｉ−６Ａｌ
−４Ｖビレットを、α＋β（約９５０℃）域圧延により
９mmφの線材とした。Ｃ断面のミクロ組織は、約４μｍ
の等軸α晶組織であった。この線材を疵取り、伸線、矯
直し７mmφの線材とした。この線材を８２０℃にて２時
間加熱し、その後炉冷した。粒径は約６μｍであった。
この線材を用いて図１に示すように傘径１を３６mm、バ
ルブ長１１０mmのバルブを製造した。このとき傘部１の
鍛造および８２０℃での歪取り焼鈍し空冷した後、軸部
２の８０mm間の２点を支持しバルブを回転したときの軸
の曲りをダイヤルゲージで測定した結果５〜１０μｍで
あり、従来法（比較例Ａ，Ｂ）と比較して格段の改善が
認められた。この粗形バルブを研削加工し、軸部を６．
５mmφに仕上げた後、図２のようにバルブを横置きした
状態で８２０℃にて２時間酸化または窒化したときの曲
りを同様な方法により、軸部中央の振れを測定した結果
０〜５μｍであり、従来法と比較して格段の改善が認め
られた。
−４Ｖビレットを、α＋β（約９５０℃）域圧延により
９mmφの線材とした。Ｃ断面のミクロ組織は、約４μｍ
の等軸α晶組織であった。この線材を疵取り、伸線、矯
直し７mmφの線材とした。この線材を８２０℃にて２時
間加熱し、その後炉冷した。粒径は約６μｍであった。
この線材を用いて図１に示すように傘径１を３６mm、バ
ルブ長１１０mmのバルブを製造した。このとき傘部１の
鍛造および８２０℃での歪取り焼鈍し空冷した後、軸部
２の８０mm間の２点を支持しバルブを回転したときの軸
の曲りをダイヤルゲージで測定した結果５〜１０μｍで
あり、従来法（比較例Ａ，Ｂ）と比較して格段の改善が
認められた。この粗形バルブを研削加工し、軸部を６．
５mmφに仕上げた後、図２のようにバルブを横置きした
状態で８２０℃にて２時間酸化または窒化したときの曲
りを同様な方法により、軸部中央の振れを測定した結果
０〜５μｍであり、従来法と比較して格段の改善が認め
られた。
【０００９】〔実施例２〕表１のNo．４に示すごとく、
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖビレットをβ（約１０５０℃）域圧
延し、仕上げをα＋β域圧延により８mmφの線材とし
た。Ｃ断面のミクロ組織は、幅約３μｍ以下の針状α晶
組織であった。この線材を疵取り、伸線、矯直し７mmφ
の線材とした。この線材を用いて傘径３６mm、バルブ長
１１０mmのバルブを製造した。このとき傘部鍛造および
８２０での歪取り焼鈍後、軸部の８０mm間の２点を支持
しバルブを回転したときの軸の曲りをダイヤルゲージで
測定した結果５〜１０μｍであり、従来法（比較例Ａ，
Ｂ）と比較して格段の改善が認められた。この粗形バル
ブを研削加工し、軸部を６．５mmφに仕上げた後、図２
のようにバルブを横置きした状態で８２０℃にて２時間
酸化または窒化したときの曲りを同様な方法により、軸
部中央の振れを測定した結果０〜５μｍであり、従来法
と比較して格段の改善が認められた。
Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖビレットをβ（約１０５０℃）域圧
延し、仕上げをα＋β域圧延により８mmφの線材とし
た。Ｃ断面のミクロ組織は、幅約３μｍ以下の針状α晶
組織であった。この線材を疵取り、伸線、矯直し７mmφ
の線材とした。この線材を用いて傘径３６mm、バルブ長
１１０mmのバルブを製造した。このとき傘部鍛造および
８２０での歪取り焼鈍後、軸部の８０mm間の２点を支持
しバルブを回転したときの軸の曲りをダイヤルゲージで
測定した結果５〜１０μｍであり、従来法（比較例Ａ，
Ｂ）と比較して格段の改善が認められた。この粗形バル
ブを研削加工し、軸部を６．５mmφに仕上げた後、図２
のようにバルブを横置きした状態で８２０℃にて２時間
酸化または窒化したときの曲りを同様な方法により、軸
部中央の振れを測定した結果０〜５μｍであり、従来法
と比較して格段の改善が認められた。
【００１０】他の実施例を表１に示す。これによると本
発明例は、何れも良好な結果となっている。
発明例は、何れも良好な結果となっている。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、従来のチタン合金バル
ブ製造上問題となっていた熱変形を防止できるので、研
削代の少ない粗形材となり、歩留り向上、研削コストの
低減ならびに簡便な耐摩耗処理である酸化、窒化を実用
化しうるという大量生産上多大な効果が期待できる。
ブ製造上問題となっていた熱変形を防止できるので、研
削代の少ない粗形材となり、歩留り向上、研削コストの
低減ならびに簡便な耐摩耗処理である酸化、窒化を実用
化しうるという大量生産上多大な効果が期待できる。
【図１】バルブの側面図。
【図２】バルブを横置きした図。
１ 傘部 ２ 軸部 ３ 軸端部
Claims (1)
- 【請求項１】 α＋β型チタン合金線材のミクロ組織
を、６μｍ以上２５μｍ以下の粒径の等軸α晶組織ある
いは、針状α晶組織の何れかまたはこれらの混合した組
織としたことを特徴とするバルブ製造に適したチタン合
金線。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344950A JPH0681059A (ja) | 1992-07-16 | 1992-12-24 | バルブ製造に適したチタン合金線 |
| PCT/JP1993/000874 WO1994002656A1 (en) | 1992-07-16 | 1993-06-28 | Titanium alloy bar suitable for producing engine valve |
| KR1019940700832A KR0148414B1 (ko) | 1992-07-16 | 1993-06-28 | 티타늄 합금제 엔진밸브 및, 그것의 제조방법 |
| CA002119022A CA2119022C (en) | 1992-07-16 | 1993-06-28 | Titanium alloy bar suited for the manufacture of engine valves |
| DE69330781T DE69330781T2 (de) | 1992-07-16 | 1993-06-28 | Stab aus titanlegierung zur herstellung von motorenventilen |
| EP93913589A EP0608431B1 (en) | 1992-07-16 | 1993-06-28 | Titanium alloy bar suitable for producing engine valve |
| US08/685,800 US5662745A (en) | 1992-07-16 | 1996-07-24 | Integral engine valves made from titanium alloy bars of specified microstructure |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18975492 | 1992-07-16 | ||
| JP4-189754 | 1992-07-16 | ||
| JP4344950A JPH0681059A (ja) | 1992-07-16 | 1992-12-24 | バルブ製造に適したチタン合金線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681059A true JPH0681059A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=26505667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4344950A Pending JPH0681059A (ja) | 1992-07-16 | 1992-12-24 | バルブ製造に適したチタン合金線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681059A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020075667A1 (ja) | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 日本製鉄株式会社 | α＋β型チタン合金線材及びα＋β型チタン合金線材の製造方法 |
| KR20210043652A (ko) * | 2018-11-15 | 2021-04-21 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 티타늄 합금 선재 및 티타늄 합금 선재의 제조 방법 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP4344950A patent/JPH0681059A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020075667A1 (ja) | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 日本製鉄株式会社 | α＋β型チタン合金線材及びα＋β型チタン合金線材の製造方法 |
| KR20210053322A (ko) | 2018-10-09 | 2021-05-11 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | α+β형 티타늄 합금 선재 및 α+β형 티타늄 합금 선재의 제조 방법 |
| US12000021B2 (en) | 2018-10-09 | 2024-06-04 | Nippon Steel Corporation | α+β type titanium alloy wire and manufacturing method of α+β type titanium alloy wire |
| KR20210043652A (ko) * | 2018-11-15 | 2021-04-21 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 티타늄 합금 선재 및 티타늄 합금 선재의 제조 방법 |
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