JPH07118817A - バルブシート - Google Patents

バルブシート

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JPH07118817A
JPH07118817A JP5284030A JP28403093A JPH07118817A JP H07118817 A JPH07118817 A JP H07118817A JP 5284030 A JP5284030 A JP 5284030A JP 28403093 A JP28403093 A JP 28403093A JP H07118817 A JPH07118817 A JP H07118817A
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valve seat
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matrix
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欣也 川瀬
Takashi Nishida
隆志 西田
Toru Kono
通 河野
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特にデーゼルエンジン、LPGエンジンなど
の吸気用バルブシートとして使用される耐摩耗性に優れ
た鉄基焼結合金からなるバルブシートを提供する。 【構成】 C:1.0〜3.0重量%、Si:1.0
〜5.0重量%、Mo:2.2〜6.0重量%を含有
し、さらに、必要に応じて、Ni:0.3〜3.0重量
%、Cr:2.2〜5.0重量%うちの1種または2種
以上を含有し、残りがFeおよび不可避不純物からなる
組成並びに素地中に遊離黒鉛が分散した組織を有する鉄
基焼結合金からなるバルブシート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、特にデーゼルエンジ
ン、LPGエンジンなどの吸気用バルブシートとして使
用される耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金からなるバルブ
シートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、特開平5−9668号公
報に記載されるような強度および靭性に優れた鉄基焼結
合金からなるバルブシートは知られており、この鉄基焼
結合金はC:0.5〜1.5重量%、Ni:0.5〜
5.0重量%、Mo:0.5〜3.0重量%、Co:
0.5〜3.0重量%を含有し、残りがFeおよび不可
避不純物からなる組成を有するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の鉄
基焼結合金からなるバルブシートを、デーゼルエンジ
ン、LPGエンジンなどの吸気用バルブシートとして使
用すると、デーゼルエンジン、LPGエンジンは燃焼生
成物が発生しにくいため、バルブとバルブシートが金属
接触を行うことになり、過大な摩耗が生じる、などの課
題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、デーゼルエンジン、LPGエン
ジンなどの吸気用バルブシートとして使用することので
きるバルブシートを得るべく研究を行った結果、C:
1.0〜3.0重量%、Si:1.0〜5.0重量%、
Mo:2.2〜6.0重量%を含有し、さらに、必要に
応じて、Ni:0.3〜3.0重量%、Cr:2.2〜
5.0重量%うちの1種または2種以上を含有し、残り
がFeおよび不可避不純物からなる組成を有し、その合
金素地中に遊離黒鉛が分散した組織を有する鉄基焼結合
金からなるバルブシートを、吸気用バルブシートとして
使用すると、素地中に分散している遊離黒鉛がバルブと
バルブシートの間に介在して固体潤滑剤として作用し、
金属接触を避けることができて耐摩耗性が向上し、デー
ゼルエンジン、LPGエンジンの吸気用バルブシートと
して使用すると、寿命が大幅に向上するという知見を得
たのである。
【0005】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、C:1.0〜3.0重量%、Si:
1.0〜5.0重量%、Mo:2.2〜6.0重量%を
含有し、さらに、必要に応じて、Ni:0.3〜3.0
重量%、Cr:2.2〜5.0重量%うちの1種または
2種以上を含有し、残りがFeおよび不可避不純物から
なる組成並びに素地中に遊離黒鉛が分散した組織を有す
る鉄基焼結合金からなるバルブシートに特徴を有するも
のである。
【0006】つぎに、この発明のバルブシートを構成す
る鉄基焼結合金の成分組成および組織を上記のごとく限
定した理由について説明する。
【0007】(a)C Cには、酸素量の低減、液相発生温度の低下による焼結
促進効果、素地への固溶並びに遊離遊離黒鉛および炭化
物の生成による耐摩耗性と強度の向上効果があるが、そ
の含有量が1.0重量%未満では効果が十分でなく、一
方、3.0重量%を越えて含有すると靭性を低下させる
ので好ましくない。
【0008】したがって、Cの含有量は、1.0〜3.
0重量%に定めた。
【0009】(b)Si Siは、素地を強化する効果と、遊離黒鉛化を促進し、
界面への粗大炭化物の析出を抑制させる効果があるが、
その含有量が1.0重量%未満では効果が十分でなく、
一方、5.0重量%を越えて含有すると圧粉成形時の成
形性や焼結性を低下させ、また靭性を低下させるので好
ましくない。
【0010】したがって、Siの含有量は、1.0〜
5.0重量%に定めた。
【0011】(c)Mo Moは、鉄基焼結合金の高温度における強度および靭性
を向上させ、さらに耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が2.2重量%未満では効果が十分でな
く、一方、6.0重量%を越えて含有するとかえって強
度を低下させるので好ましくない。したがって、Moの
含有量は、2.2〜6.0重量%に定めた。 (d)Ni Niには、合金の強度および靭性を向上させる効果があ
るが、その含有量が0.3重量%未満では効果が十分で
なく、一方、3.0重量%を越えて含有させると耐摩耗
性が低下するので好ましくない。したがって、Niの含
有量は、0.3〜3.0重量%に定めた。
【0012】(e)Cr Crには、合金の強度および耐摩耗性を向上させる効果
があるが、その含有量が2.2重量%未満では効果が十
分でなく、一方、5.0重量%を越えて含有させても十
分な効果が得られない。したがって、Crの含有量は、
2.2〜5.0重量%に定めた。
【0013】(f)遊離黒鉛 この発明のバルブシート素地中に遊離黒鉛が分散した組
織を有すると、固体潤滑剤として作用し、デーゼルエン
ジン、LPGエンジンなどのように燃焼生成物が発生し
にくくても、バルブとバルブシートが金属接触を行うこ
とがない。したがって、この発明のバルブシート素地中
に遊離黒鉛が分散した組織を有することは必須の構成で
ある。
【0014】
【実施例】原料粉末として、いずれも1〜100μmの
範囲内の平均粒径を有するFe粉末、Fe−Si粉末、
Ni粉末、Co粉末、Mo粉末、Fe−Cr粉末および
C粉末をそれぞれ用意し、これら原料粉末を表1〜表2
に示される配合組成になるように配合し、十分に混合
し、得られた混合粉末を6ton/cm2 の圧力で外
径:34mm×厚さ:7mmの寸法を有する形状に金型
圧粉成形し、得られた金型圧粉成形体を真空雰囲気中、
温度:1150℃にて焼結し、配合組成と実質的に同じ
成分組成を有し、かつ素地中に遊離黒鉛を有する本発明
バルブシート1〜10、比較バルブシート1〜8および
素地中に遊離黒鉛のない従来バルブシートを作製した。
【0015】本発明バルブシート1〜10、比較バルブ
シート1〜8および従来バルブシートを用いて耐摩耗性
を評価する目的で、本発明バルブシート1〜10、比較
バルブシート1〜8および従来バルブシートを電気炉を
有する摩耗試験機の支持台上にセットし、プロパンと空
気の混合ガス雰囲気中で250℃に加熱し、JISSU
H−11からなる材質のバルブを前記支持台上にセット
した本発明バルブシート1〜10、比較バルブシート1
〜8および従来バルブシートに着座回数:3000回/
minで着座させることにより摩耗試験を行い、各バル
ブシートの最大摩耗深さをおよび相手部材のバルブの最
大摩耗深さを測定し、これらの測定結果を表1〜表2に
示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】表1〜表2に示した結果から、素地中に
遊離黒鉛を有する本発明バルブシート1〜10は、いず
れも素地中に遊離黒鉛のない従来バルブシートに比べ
て、一段と優れた耐摩耗性を有し、また比較鉄基焼結合
金1〜8に見られるように、この発明の範囲から外れる
と、耐摩耗性が劣ったものとなることが明らかである。
【0019】上述のように、この発明の鉄基焼結合金か
らなるバルブシートは、耐摩耗性が優れているので、デ
ーゼルエンジン、LPGエンジンなどのように燃焼生成
物が発生しにくい高出力内燃機関の特に吸気用バルブシ
ートとして十分に対応することができ、実用に際して
は、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工
業上優れた効果をもたらすものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:1.0〜3.0重量%、Si:1.
    0〜5.0重量%、Mo:2.2〜6.0重量%を含有
    し、残りがFeおよび不可避不純物からなる組成並びに
    素地中に遊離黒鉛が分散した組織を有する鉄基焼結合金
    からなることを特徴とするバルブシート。
  2. 【請求項2】 C:1.0〜3.0重量%、Si:1.
    0〜5.0重量%、Mo:2.2〜6.0重量%、N
    i:0.3〜3.0重量%を含有し、残りがFeおよび
    不可避不純物からなる組成並びに素地中に遊離黒鉛が分
    散した組織を有する鉄基焼結合金からなることを特徴と
    するバルブシート。
  3. 【請求項3】 C:1.0〜3.0重量%、Si:1.
    0〜5.0重量%、Mo:2.2〜6.0重量%、C
    r:2.2〜5.0重量%を含有し、残りがFeおよび
    不可避不純物からなる組成並びに素地中に遊離黒鉛が分
    散した組織を有する鉄基焼結合金からなることを特徴と
    するバルブシート。
  4. 【請求項4】 C:1.0〜3.0重量%、Si:1.
    0〜5.0重量%、Mo:2.2〜6.0重量%、N
    i:0.3〜3.0重量%、Cr:2.2〜5.0重量
    %を含有し、残りがFeおよび不可避不純物からなる組
    成並びに素地中に遊離黒鉛が分散した組織を有する鉄基
    焼結合金からなることを特徴とするバルブシート。
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