JPH07268475A - 単一金属弁の硬化方法 - Google Patents
単一金属弁の硬化方法Info
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- JPH07268475A JPH07268475A JP7080627A JP8062795A JPH07268475A JP H07268475 A JPH07268475 A JP H07268475A JP 7080627 A JP7080627 A JP 7080627A JP 8062795 A JP8062795 A JP 8062795A JP H07268475 A JPH07268475 A JP H07268475A
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- valve
- valves
- hardening
- curing
- hardness
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬化可能な鋼特にＸ４５ＣｒＳｉ９３から成
る単一金属弁特に内燃機関用入口弁の硬化方法におい
て、硬化を安価に行い、しかも弁のすべての機能範囲特
に弁棒範囲における充分な硬度及び割れ強度を保証す
る。 【構成】 個々の表面部分の局部的に適切な別々の処理
をやめて、多くの同じ弁を、一緒にかつ同時に、硬化炉
１２において約９５０℃で、すべての表面部分及び断面
に対して均一に熱処理し、それから一緒に油浴１３で急
冷し、続いて別の炉１４において約２００±２０℃の温
度で歪取り焼鈍により、弁を５７±３ＨＲＣの範囲の硬
度に設定する。
る単一金属弁特に内燃機関用入口弁の硬化方法におい
て、硬化を安価に行い、しかも弁のすべての機能範囲特
に弁棒範囲における充分な硬度及び割れ強度を保証す
る。 【構成】 個々の表面部分の局部的に適切な別々の処理
をやめて、多くの同じ弁を、一緒にかつ同時に、硬化炉
１２において約９５０℃で、すべての表面部分及び断面
に対して均一に熱処理し、それから一緒に油浴１３で急
冷し、続いて別の炉１４において約２００±２０℃の温
度で歪取り焼鈍により、弁を５７±３ＨＲＣの範囲の硬
度に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合金鋼から成る単一金
属弁特に内燃機関用入口弁の硬化方法に関する。
属弁特に内燃機関用入口弁の硬化方法に関する。
【０００２】単一金属弁入口弁特に硬化可能な鋼Ｘ４５
ＣｒＳｉ９３から成る入口弁は、現在一般に弁棒端部、
キー溝、弁棒及び弁座のような種々の機能個所を、局部
的に適切に行われる異なる硬化方法で処理されるが、こ
れは各機能個所に対し時間をずらせて別々に時間をとつ
て行われる個別硬化でしか行うことができない。これは
例えばドイツ連邦共和国特許第４０１４０７２号明細書
から公知である。入口弁に対して場所的に異なるように
行われる種々の硬化段階も、ドイツ連邦共和国特許出願
公告第１４７６０４５号明細書から公知であるが、０．
０８〜０．２５％の炭素成分を持つ鋼についてのみ公知
である。種々の個別硬化のため、このような入口弁の硬
化は非常に費用がかかる。弁棒端部、キー溝及び弁座は
別々の誘導方法により局部的に適切に硬化されるが、弁
棒は僅かな有効硬化深さで窒化硬化されるか、又はクロ
ムめつきにより複合金属弁を形成しながら表面を硬化さ
れる。
ＣｒＳｉ９３から成る入口弁は、現在一般に弁棒端部、
キー溝、弁棒及び弁座のような種々の機能個所を、局部
的に適切に行われる異なる硬化方法で処理されるが、こ
れは各機能個所に対し時間をずらせて別々に時間をとつ
て行われる個別硬化でしか行うことができない。これは
例えばドイツ連邦共和国特許第４０１４０７２号明細書
から公知である。入口弁に対して場所的に異なるように
行われる種々の硬化段階も、ドイツ連邦共和国特許出願
公告第１４７６０４５号明細書から公知であるが、０．
０８〜０．２５％の炭素成分を持つ鋼についてのみ公知
である。種々の個別硬化のため、このような入口弁の硬
化は非常に費用がかかる。弁棒端部、キー溝及び弁座は
別々の誘導方法により局部的に適切に硬化されるが、弁
棒は僅かな有効硬化深さで窒化硬化されるか、又はクロ
ムめつきにより複合金属弁を形成しながら表面を硬化さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は、安価であるが弁のすべての機能範囲特に弁
棒範囲における充分な硬度及び割れ強度を保証する単一
金属弁の硬化方法を開発することである。
いる課題は、安価であるが弁のすべての機能範囲特に弁
棒範囲における充分な硬度及び割れ強度を保証する単一
金属弁の硬化方法を開発することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれは、合金鋼から成る単一金属弁の約９５０
℃での焼鈍によるマルテンサイト組織硬化及び急冷後、
５７±３ＨＲＣの硬度を生ずるための熱処理を２００±
２０℃の温度で行う。
本発明によれは、合金鋼から成る単一金属弁の約９５０
℃での焼鈍によるマルテンサイト組織硬化及び急冷後、
５７±３ＨＲＣの硬度を生ずるための熱処理を２００±
２０℃の温度で行う。
【０００５】
【発明の効果】本発明により、弁の場所的に異なる範囲
のために行われる別々の個別硬化をやめることができ、
それにより製造の時間が節約され、個別硬化のために構
成され従つて高価な設備が不要になる。更に均一な大量
硬化が可能になり、このように硬化される弁はすべての
機能個所で充分な硬度及び割れ強度を持ち、特に弁棒範
囲で割れ強度を持つている。
のために行われる別々の個別硬化をやめることができ、
それにより製造の時間が節約され、個別硬化のために構
成され従つて高価な設備が不要になる。更に均一な大量
硬化が可能になり、このように硬化される弁はすべての
機能個所で充分な硬度及び割れ強度を持ち、特に弁棒範
囲で割れ強度を持つている。
【０００６】損傷事例の多年にわたる観察に裏付けられ
た認識、即ち弁棒範囲における材料の硬化による僅かな
じん性が弁の寿命にとつてあまり重要でないという認識
が、本発明による方法の基礎になつている。クロムめつ
きされる弁（複合金属弁）においてのみ脆性破壊が生
じ、クロムめつきの際始まる水素脆化のため起る。これ
に反し本発明で使用される炉内硬化によつて、弁材料へ
の水素侵入が防止される。
た認識、即ち弁棒範囲における材料の硬化による僅かな
じん性が弁の寿命にとつてあまり重要でないという認識
が、本発明による方法の基礎になつている。クロムめつ
きされる弁（複合金属弁）においてのみ脆性破壊が生
じ、クロムめつきの際始まる水素脆化のため起る。これ
に反し本発明で使用される炉内硬化によつて、弁材料へ
の水素侵入が防止される。
【０００７】更に弁棒の硬度は良好な耐摩耗性を与え、
使用中に過負荷を受ける際弁の塑性変形に対する抵抗を
高める。請求項２によれは、弁はばら材料として有利に
硬化でき、それにより時間をとる弁の互いに別々な配置
が不要となる。
使用中に過負荷を受ける際弁の塑性変形に対する抵抗を
高める。請求項２によれは、弁はばら材料として有利に
硬化でき、それにより時間をとる弁の互いに別々な配置
が不要となる。
【０００８】本発明の実施例を図面について以下に説明
する。
する。
【０００９】
【実施例】図１〜４には、内燃機関用弁特に入口弁の製
造過程における弁形成の個々の段階が示されている。図
１に示す押出し材料素材１は、例えばＸ４５ＣｒＳｉ９
３のような硬化可能な鋼から成り、端部２を加熱され
る。素材１の加熱される端部２には、それから電熱すえ
込みにより梨状部３（図２）が形成され、それから素材
１が弁４となるように鍛造される。このため弁棒５及び
弁頭６が予め形成される（図３）。続いて図４により弁
４が場合によつては切削により前加工され、弁棒端部７
及び弁頭６が機能に従つて形成され、端部７の範囲で弁
棒５にキー溝８が加工される。
造過程における弁形成の個々の段階が示されている。図
１に示す押出し材料素材１は、例えばＸ４５ＣｒＳｉ９
３のような硬化可能な鋼から成り、端部２を加熱され
る。素材１の加熱される端部２には、それから電熱すえ
込みにより梨状部３（図２）が形成され、それから素材
１が弁４となるように鍛造される。このため弁棒５及び
弁頭６が予め形成される（図３）。続いて図４により弁
４が場合によつては切削により前加工され、弁棒端部７
及び弁頭６が機能に従つて形成され、端部７の範囲で弁
棒５にキー溝８が加工される。
【００１０】入口弁４の上述した形成の代りに、その製
造のため高温押出しの方法も考えられる。その際棒状の
材料は変形温度に加熱され、弁の負型を持つダイスに押
通される。
造のため高温押出しの方法も考えられる。その際棒状の
材料は変形温度に加熱され、弁の負型を持つダイスに押
通される。
【００１１】このようにして構成される弁４は、硬化の
ためばら材料１０としてかご１１に収容され、このかご
１１と共に硬化炉１２へ入れられる。硬化炉１２内で弁
４が、均一にかつ同時に、約９５０℃の温度で１〜２時
間の間標準大気中で熱処理され、それから一緒に炉熱か
ら油浴１３中で急冷され、それにより油浴が約１００℃
に加熱される（図５）。炉熱で弁４のすべての表面部分
及び断面が均一に、従つて弁棒５，弁棒端部７、キー溝
８及び弁頭底部９のような弁の個々の機能部分が同じよ
うに熱処理される。
ためばら材料１０としてかご１１に収容され、このかご
１１と共に硬化炉１２へ入れられる。硬化炉１２内で弁
４が、均一にかつ同時に、約９５０℃の温度で１〜２時
間の間標準大気中で熱処理され、それから一緒に炉熱か
ら油浴１３中で急冷され、それにより油浴が約１００℃
に加熱される（図５）。炉熱で弁４のすべての表面部分
及び断面が均一に、従つて弁棒５，弁棒端部７、キー溝
８及び弁頭底部９のような弁の個々の機能部分が同じよ
うに熱処理される。
【００１２】急冷される弁４は続いてかご１１と共に別
の炉１４へ導入され、そこで約２００±２０℃の温度で
約１／２〜１時間歪取り焼鈍の過程を受ける。それによ
り硬化の際組織に生ずる内部応力ピークが低下され、同
時に正方晶板マルテンサイトから立方晶マルテンサイト
への組織変態が行われる。これにより弁材料のじん性が
改善され、弁４の異なる硬化が平均化される。この場合
弁４は５７±３ＨＲＣの範囲にある硬度に設定される。
図６は断面ハッチング１５で、加工されて均一に硬化さ
れた個別弁４を示している。
の炉１４へ導入され、そこで約２００±２０℃の温度で
約１／２〜１時間歪取り焼鈍の過程を受ける。それによ
り硬化の際組織に生ずる内部応力ピークが低下され、同
時に正方晶板マルテンサイトから立方晶マルテンサイト
への組織変態が行われる。これにより弁材料のじん性が
改善され、弁４の異なる硬化が平均化される。この場合
弁４は５７±３ＨＲＣの範囲にある硬度に設定される。
図６は断面ハッチング１５で、加工されて均一に硬化さ
れた個別弁４を示している。
【００１３】硬化された状態で、必要な表面品質を得る
ため、研削又は研摩による弁４の最終加工が行われる。
ため、研削又は研摩による弁４の最終加工が行われる。
【図１】棒素材の側面図である。
【図２】すえ込み処理後における図１の素材の側面図で
ある。
ある。
【図３】図２のすえ込みされた素材から鍛造された弁の
側面図である。
側面図である。
【図４】切削加工後における図３の弁の側面図である。
【図５】図３による複数の弁の処理段階を示す図であ
る。
る。
【図６】歪取り焼鈍後均一に硬化された状態にある弁の
一部を切欠いた側面図である。
一部を切欠いた側面図である。
４ 弁 １０ ばら材料（弁） １２ 硬化炉 １３ 急冷用油浴 １４ 歪取り焼鈍用炉
Claims (2)
- 【請求項１】 合金鋼から成る単一金属弁（４）の約９
５０℃での焼鈍によるマルテンサイト組織硬化及び急冷
後、５７±３ＨＲＣの硬度を生ずるための熱処理を２０
０±２０℃の温度で行うことを特徴とする、単一金属弁
の硬化方法。 - 【請求項２】 弁（４）をばら材料（１０）として硬化
することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4406896.4 | 1994-03-03 | ||
| DE4406896A DE4406896C1 (de) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Verfahren zum Härten von Einmetall-Ventilen, insbesondere von Einlaßventilen für Brennkraftmaschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07268475A true JPH07268475A (ja) | 1995-10-17 |
| JP2817029B2 JP2817029B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=6511661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7080627A Expired - Lifetime JP2817029B2 (ja) | 1994-03-03 | 1995-03-02 | 内燃機関用給−排気弁の硬化方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0670375B1 (ja) |
| JP (1) | JP2817029B2 (ja) |
| DE (2) | DE4406896C1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2896514B1 (fr) | 2006-01-26 | 2008-05-30 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Acier martensitique inoxydable et procede de fabrication d'une piece en cet acier, telle qu'une soupape. |
| WO2019180741A1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | Durovalves India Pvt. Ltd. | Monometallic inlet valve for crail engine with hardened tappet end |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5137250A (ja) * | 1974-09-26 | 1976-03-29 | Dainippon Toryo Kk | Hanshagataekishohyojisochi |
| JPH04221014A (ja) * | 1990-03-09 | 1992-08-11 | Skf Gmbh | 鋼製機械要素の製造法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1206455B (de) * | 1959-08-14 | 1965-12-09 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Haerten von Ventilen, insbesondere von Einlassventilen fuer Brennkraftmaschinen |
| DE1216905B (de) * | 1961-07-28 | 1966-05-18 | Bbc Brown Boveri & Cie | Vorrichtung zum gleichmaessigen und schnellen Abkuehlen von Werkstuecken, vorzugsweise von Schmiede- oder Gussteilen |
| US3319321A (en) * | 1964-01-10 | 1967-05-16 | Eaton Mfg Co | Method of making engine valve |
| JPS63169326A (ja) * | 1986-12-30 | 1988-07-13 | Honda Motor Co Ltd | 吸気バルブ |
| DE4014072A1 (de) * | 1989-06-09 | 1990-12-20 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | Verwendung von ausscheidungshaertenden ferritisch-perlitischen (afp-)staehlen als werkstoff fuer gaswechselventile von verbrennungsmotoren |
-
1994
- 1994-03-03 DE DE4406896A patent/DE4406896C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-09 EP EP95101756A patent/EP0670375B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-09 DE DE59503476T patent/DE59503476D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-02 JP JP7080627A patent/JP2817029B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5137250A (ja) * | 1974-09-26 | 1976-03-29 | Dainippon Toryo Kk | Hanshagataekishohyojisochi |
| JPH04221014A (ja) * | 1990-03-09 | 1992-08-11 | Skf Gmbh | 鋼製機械要素の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2817029B2 (ja) | 1998-10-27 |
| EP0670375A1 (de) | 1995-09-06 |
| DE4406896C1 (de) | 1995-06-29 |
| EP0670375B1 (de) | 1998-09-09 |
| DE59503476D1 (de) | 1998-10-15 |
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