JPH0726124B2 - アルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアルミナイド製内燃機関用吸．排気バルブの
製造方法に関するものである。

［従来技術］ 従来アルミナイド製品は一般には鋳造品が多いが鋳造が
困難な複雑な形状のものやバルブのステム等の細い部分
を有するものは機械加工により製作していた。

［発明が解決しようとする課題］ 然し複雑な形状を有するアルミナイド製のエンジン用の
バルブ等を機械加工すると多くの切削屑が発生して生産
歩留まりが悪く、製造コストが高くなる。又アルミナイ
ドは硬いので切削が困難である等の問題があった。

この発明は複雑な形状を有していても製造が極めて容易
であり、然も低コストのアルミナイド製内燃機関用吸、
排気バルブの製造方法の提供を課題とする。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記の課題を解決するためこの発明はアルミナイドの原
料となるTi粉又はFe粉又はNi粉と、Al粉又はAl合金粉と
を下記組成で混合して混合物とする工程と、この混合物
を熱間あるいは冷間で固めた後所定の長さに切断して押
出し用ビレットを作成する工程と、このビレットを押出
してバルブのフェイス部となる押残し部と、バルブのス
テム部となる押出し部とからなるバルブ形状体あるいは
疑似バルブ形状体を形成する工程と、このバルブ形状体
あるいは疑似バルブ形状体を反応焼結させる工程とから
なっている。

25at％≦Ti又はFe又はNi≦75at％ 25at％≦Al又はAl合金≦75at％ ［作用］ 25at％≦Ti又はFe又はNi≦75at％ 25at％≦Al又はAl合金≦75at％ の組成で混合された混合物を熱間あるいは冷間で固めた
後、所定の長さに切断して押出し用ビレットを作り、こ
のビレットを押し出す時に一部押し残し部を作ってこれ
をバルブのフェイス部とし、押出した部分をバルブのス
テム部としたバルブ形状体又は疑似バルブ形状体を作
り、このバルブ形状体又は疑似バルブ形状体を反応焼結
させるとアルミナイド製の内燃機関用吸．排気バルブが
得られる。

また、上記Al合金が0.05at％以上のMnを成分として含む
場合は延性の向上が見られ、Mnの割合が10at％を超える
と延性の改良が飽和する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を発明の実施に使用される図面とと
もに説明する。第１、２図において１は円筒状のコンテ
ナを、２はコンテナ１内で摺動自在のダイスを、３はコ
ンテナ１内の下部に固定された押板を、４はダイス２を
下方に押すための押棒をそれぞれ示す。コンテナ１の内
径は30φに設定されている。ダイス２は内燃機関用吸．
排気バルブのフェイス部に対応する輪郭を有する凹部2a
と、この凹部2aに連通孔2bを介して連通する円形孔2cと
から構成されている。連通孔2bの直径は６φである。押
棒４の下部4aは円筒状になっていてダイス２の円形孔2c
の上面2dに当接するようになっている。

アルミナイドの原料となるTi粉又はFe粉又はNi粉と、Al
粉あるいはAl合金粉を下記組成の 実施例１ Ti−47Al−3Mn 実施例２ Ti−48Al−2V 実施例３ Fe−40Al−1Si 実施例４ Ni−25Al につき、30φ×20h（ｈは高さ）の寸法を有する短円柱
状の混合物５を第１図に示すようにダイス２と押板３と
の間に配置し、第２図に示すように押棒４により45トン
の圧力でダイス２を下方に押し、押板３の上面とダイス
２の下端との距離が5mmのところで除荷する。この結
果、混合物５の一部は連通孔2bを通って上方に延出しバ
ルブのステム部を形成する。又混合物５の残部はダイス
２の凹部2aによりバルブのステム部に形成される。この
仕込み材６をコンテナ１から取り出し表１に示す熱処理
（予備拡散処理は真空中、反応焼結は1500atmArガス中H
IP、均質化処理は真空中）を施してアルミナイドとした
後目的のバルブ形状に切削加工した。表１は各実施例の
熱処理の条件及び比較例を示す。

上記の実施例においてAl合金の成分（at％）として下記
のうち１種以上を含有し、残部をAlとしてもよい。

Cr…0.05〜10 Mn…0.05〜10 Ｖ…0.05〜10 Co…0.05〜10 Zr…0.05〜10 Ｙ…0.05〜10 Mo…0.05〜10 Nb…0.05〜10 Hf…0.05〜10 Ta…0.01〜10 Ｗ…0.01〜10 Ce…0.01〜10 Nd…0.01〜10 Si…0.001〜10 Ｂ…0.01〜5.0 Ｃ…0.001〜5.0 Ｎ…0.001〜5.0 Ｏ…0.01〜1.0 アルミナイド製造の際上記の各成分に付いて注意すべき
ことは （イ）Al、Ti、Fe、Niについて 25at％未満の場合、又は75at％を越える場合は合金反応
せず、金属間化合物とすることが困難である。

（ロ）Cr、Mn、Ｂ、Ｃ、Ｎについて Cr、Mnは0.05at％未満、Ｂは0.01at％未満、Ｃ、Ｎは0.
001at％未満では延性の向上が見られない。又Cr、Mnは1
0at％を、Ｂ、Ｃ、Ｎは5.0at％を越えると延性の改良が
飽和する。

（ハ）Ｗ、Siについて Ｗは0.01at％、Siは0.001at％未満では耐酸化性の向上
が見られず、又Ｗ、Siは10at％を越えると耐酸化性が飽
和する。

（ニ）Co、Zr、Ｙ、Mo、Nb、Hf、Ta、Ce、Ndについて Co、Zr、Ｙ、Mo、Nb、Hfは0.05at％未満、Ta、Ce、Ndは
0.01at％未満では強度の向上が見られず、又各元素は10
at％を越えると強度が飽和する。

［効果］ この発明は上記の工程により構成されているので次ぎの
ような優れた効果を有する。

（イ）複雑な形状のバルブの製作が可能であり、かつ優
れた強度、延性、耐熱性、耐酸化性を有している。

（ロ）歩留りがよく製造コストが低い。

（ハ）機械加工が少ないので多量生産が可能となり、又
製作時間が短縮される。

また、Al合金に0.05〜10at％のMnを成分として含む場合
は、一層延性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に使用される一装置の作動前の
状態を示し、第２図は作動後の状態を示す。 １……コンテンナ、２……ダイス ３……押板、４……押棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミナイドの原料となるTi粉又はFe粉又
   はNi粉と、Al粉又はAl合金粉とを下記組成で混合して混
   合物とする工程と、この混合物を熱間あるいは冷間で固
   めた後所定の長さに切断して押出し用ビレットを作成す
   る工程と、このビレットを押出してバルブのフェイス部
   となる押残し部と、バルブのステム部となる押出し部と
   からなるバルブ形状体あるいは疑似バルブ形状体を形成
   する工程と、このバルブ形状体あるいは疑似バルブ形状
   体を反応焼結させる工程とからなることを特徴とするア
   ルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブの製造方法。 25at％≦Ti又はFe又はNi≦75at％ 25at％≦Al又はAl合金≦75at％
2. 【請求項２】Al合金が0.05〜10at％のMnを成分として含
   み残余はAl及び不純物であることを特徴とする請求項
   （１）記載のアルミナイド製内燃機関用吸、排気バルブ
   の製造方法。