JPH08165547A - エンジンバルブ - Google Patents
エンジンバルブInfo
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- JPH08165547A JPH08165547A JP30736694A JP30736694A JPH08165547A JP H08165547 A JPH08165547 A JP H08165547A JP 30736694 A JP30736694 A JP 30736694A JP 30736694 A JP30736694 A JP 30736694A JP H08165547 A JPH08165547 A JP H08165547A
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- valve
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２１−４Ｎ鋼より高い高温強度を有する耐熱
鋼からなるエンジンバルブのフェース部を、肉盛り等の
工程無しで十分に硬度を高めることにより安価で高強度
のバルブを提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ0.01〜0.20％、Ｓｉ 1.0％以
下、Ｍｎ 4.5〜15.0％、ＮｉとＣｏの１種または２種を
Ｎｉ＋Ｃｏで2.0〜20.0％、Ｃｒ 15.0〜26.0％、Ｍｏと
Ｗの１種または２種をＭｏ＋1/2Ｗで2.0〜20.0％、Ｎｂ
0.9%以下、Ｎ 0.30〜0.65％、Ｂ 0.02％以下を含み、
残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなるエンジンバルブ
であって、前記バルブのフェース部が冷間または温間加
工によりビッカース硬さ400HV以上の硬化層を有するこ
とを特徴とするエンジンバルブ。
鋼からなるエンジンバルブのフェース部を、肉盛り等の
工程無しで十分に硬度を高めることにより安価で高強度
のバルブを提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ0.01〜0.20％、Ｓｉ 1.0％以
下、Ｍｎ 4.5〜15.0％、ＮｉとＣｏの１種または２種を
Ｎｉ＋Ｃｏで2.0〜20.0％、Ｃｒ 15.0〜26.0％、Ｍｏと
Ｗの１種または２種をＭｏ＋1/2Ｗで2.0〜20.0％、Ｎｂ
0.9%以下、Ｎ 0.30〜0.65％、Ｂ 0.02％以下を含み、
残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなるエンジンバルブ
であって、前記バルブのフェース部が冷間または温間加
工によりビッカース硬さ400HV以上の硬化層を有するこ
とを特徴とするエンジンバルブ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の内燃機関に
使用されるエンジンバルブに関する。
使用されるエンジンバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用エンジンの排気バルブに
は、２１−４Ｎ鋼（JIS規格SUH35：0.55Ｃ−0.2Ｓｉ−
９Ｍｎ−４Ｎｉ−21Ｃｒ−0.4Ｎ）およびその改良鋼が
広く用いられてきた．これは、２１−４Ｎ鋼が高温強度
やガソリン中に含まれる鉛や硫黄に対する耐食性および
耐酸化性等がバランスよく優れており、しかも安価であ
るという特徴をもつためである。一方、エンジンバルブ
のフェース部は、バルブシートに接触するために高い耐
摩耗性が要求される。このため、上記２１−４Ｎ系の鋼
を用いたバルブのフェース部には通常ステライト等の40
0〜700℃付近で硬さが高く耐摩耗の優れた合金が、肉盛
りされて使用されている。
は、２１−４Ｎ鋼（JIS規格SUH35：0.55Ｃ−0.2Ｓｉ−
９Ｍｎ−４Ｎｉ−21Ｃｒ−0.4Ｎ）およびその改良鋼が
広く用いられてきた．これは、２１−４Ｎ鋼が高温強度
やガソリン中に含まれる鉛や硫黄に対する耐食性および
耐酸化性等がバランスよく優れており、しかも安価であ
るという特徴をもつためである。一方、エンジンバルブ
のフェース部は、バルブシートに接触するために高い耐
摩耗性が要求される。このため、上記２１−４Ｎ系の鋼
を用いたバルブのフェース部には通常ステライト等の40
0〜700℃付近で硬さが高く耐摩耗の優れた合金が、肉盛
りされて使用されている。
【０００３】また、負荷の高いバルブの場合あるいは上
記の肉盛りを省略する目的で、Ｎｉを多量に含み、γ’
（ガンマプライム）の析出効果を利用して高温強度を高
めた超耐熱合金系（例えばJIS NCF751）も一部で用いら
れているが、コスト面では２１−４Ｎ系よりも高くなる
という難点がある。これら超耐熱合金系の合金を用いた
バルブは上記のように通常は肉盛りなしで使用可能であ
るが、例えば船舶用のバルブのようにより優れた耐摩耗
性が要求される場合には、バルブの傘部を温間（650〜9
00℃）で加工した後に時効硬化熱処理を施して硬度を上
昇させるという方法が知られている（特公昭59-96255
号、特公昭59-100259号に開示）。
記の肉盛りを省略する目的で、Ｎｉを多量に含み、γ’
（ガンマプライム）の析出効果を利用して高温強度を高
めた超耐熱合金系（例えばJIS NCF751）も一部で用いら
れているが、コスト面では２１−４Ｎ系よりも高くなる
という難点がある。これら超耐熱合金系の合金を用いた
バルブは上記のように通常は肉盛りなしで使用可能であ
るが、例えば船舶用のバルブのようにより優れた耐摩耗
性が要求される場合には、バルブの傘部を温間（650〜9
00℃）で加工した後に時効硬化熱処理を施して硬度を上
昇させるという方法が知られている（特公昭59-96255
号、特公昭59-100259号に開示）。
【０００４】近年、ガソリンエンジンの高効率、高出力
化による燃焼温度の上昇に伴い、２１−４Ｎ鋼よりさら
に高温強度の優れ、かつ安価なバルブ用耐熱鋼が要求さ
れている。これに対し、発明者らはＦｅをベースとする
系を基本に種々の検討を行った結果、２１−４Ｎ系にお
ける炭化物による析出硬化よりも、各種元素の固溶強化
を最大限に図ることで高温強度向上を試み、Ｃの添加を
必要最小限にとどめ、置換型固溶強化元素としてＷおよ
びＭｏ、侵入型固溶強化元素としてＮを組み合わせるこ
とにより優れた高温強度を得ることができることを明ら
かにした（特開平3-166342号、特開平4-147949号に開
示）。
化による燃焼温度の上昇に伴い、２１−４Ｎ鋼よりさら
に高温強度の優れ、かつ安価なバルブ用耐熱鋼が要求さ
れている。これに対し、発明者らはＦｅをベースとする
系を基本に種々の検討を行った結果、２１−４Ｎ系にお
ける炭化物による析出硬化よりも、各種元素の固溶強化
を最大限に図ることで高温強度向上を試み、Ｃの添加を
必要最小限にとどめ、置換型固溶強化元素としてＷおよ
びＭｏ、侵入型固溶強化元素としてＮを組み合わせるこ
とにより優れた高温強度を得ることができることを明ら
かにした（特開平3-166342号、特開平4-147949号に開
示）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、特開平
3-166342号等に開示の開発鋼は２１−４Ｎ鋼に比較して
優れた高温強度を有しているが、固溶強化を利用してい
るため、1000℃以上の高温における固溶化処理が不可欠
である。そのためバルブの常温〜700℃における硬さは
それほど高くないので、そのままではフェース部の耐摩
耗性が必ずしも十分とはいえない問題があった。従っ
て、必要に応じてフェース部に肉盛りを施したものが使
用されてきたが、肉盛りは高価なステライト等を使用
し、また肉盛り工程も繁雑であるので、エンジンバルブ
の製造コストに占める割合が高くバルブの製造原価を大
幅に高める要因になる。
3-166342号等に開示の開発鋼は２１−４Ｎ鋼に比較して
優れた高温強度を有しているが、固溶強化を利用してい
るため、1000℃以上の高温における固溶化処理が不可欠
である。そのためバルブの常温〜700℃における硬さは
それほど高くないので、そのままではフェース部の耐摩
耗性が必ずしも十分とはいえない問題があった。従っ
て、必要に応じてフェース部に肉盛りを施したものが使
用されてきたが、肉盛りは高価なステライト等を使用
し、また肉盛り工程も繁雑であるので、エンジンバルブ
の製造コストに占める割合が高くバルブの製造原価を大
幅に高める要因になる。
【０００６】一方、前述の特公昭59-96255号、特公昭59
-100259号に記載されているようなバルブの傘部を温間
で加工した後に時効硬化熱処理を施して硬度を上昇させ
る方法は、時効による強度増加が著しいγ′析出強化形
の合金には適用できるが、特開平3-166342号等に開示の
開発鋼は、固溶強化を利用しており、時効による硬化は
ほとんどないため適用することは不可能である。このよ
うに温間加工後に、時効による強度を増加させるために
は、Ｎｉを多量に含有させ、さらにγ′を析出させる目
的で、ＴｉやＡｌを添加する必要がある。そのため、原
料費が高くなるだけでなく、真空溶解を行なうため、製
造コストが嵩む欠点があり、本発明の目的の一つである
安価なエンジンバルブを提供できなくなる。本発明の目
的は、上記の開発鋼をさらに改良して、肉盛り等の工程
なしに十分にフェース部の硬度が高く、かつ安価なエン
ジンバルブを提供することである。
-100259号に記載されているようなバルブの傘部を温間
で加工した後に時効硬化熱処理を施して硬度を上昇させ
る方法は、時効による強度増加が著しいγ′析出強化形
の合金には適用できるが、特開平3-166342号等に開示の
開発鋼は、固溶強化を利用しており、時効による硬化は
ほとんどないため適用することは不可能である。このよ
うに温間加工後に、時効による強度を増加させるために
は、Ｎｉを多量に含有させ、さらにγ′を析出させる目
的で、ＴｉやＡｌを添加する必要がある。そのため、原
料費が高くなるだけでなく、真空溶解を行なうため、製
造コストが嵩む欠点があり、本発明の目的の一つである
安価なエンジンバルブを提供できなくなる。本発明の目
的は、上記の開発鋼をさらに改良して、肉盛り等の工程
なしに十分にフェース部の硬度が高く、かつ安価なエン
ジンバルブを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記開発
鋼が、Ｍｎ、Ｎ、Ｎｉ、Ｃｏ等の加工硬化性を高める元
素を多量に含むことに注目し、フェース部を冷間加工ま
たは温間加工することで、高硬度化することを試みた。
その結果、これらの開発鋼は冷間または温間加工のみで
容易に必要とされるレベルの硬度に達することを明らか
にした。すなわち、本発明の第１発明は、重量％で、Ｃ
0.01〜0.20％、Ｓｉ 1.0％以下、Ｍｎ 4.5〜15.0％、
ＮｉとＣｏの１種または２種をＮｉ＋Ｃｏで2.0〜20.0
％、Ｃｒ 15.0〜26.0％、ＭｏとＷの１種または２種を
Ｍｏ＋1/2Ｗで2.0〜20.0％、Ｎｂ 0.9%以下、Ｎ 0.30〜
0.65％、Ｂ 0.02％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避
の不純物からなるエンジンバルブであって、前記バルブ
のフェース部が冷間または温間加工によりビッカース硬
さ400HV以上の硬化層を有することを特徴とするエンジ
ンバルブである。上記冷間加工または温間加工率はそれ
ぞれ10%以上とするのが望ましい。
鋼が、Ｍｎ、Ｎ、Ｎｉ、Ｃｏ等の加工硬化性を高める元
素を多量に含むことに注目し、フェース部を冷間加工ま
たは温間加工することで、高硬度化することを試みた。
その結果、これらの開発鋼は冷間または温間加工のみで
容易に必要とされるレベルの硬度に達することを明らか
にした。すなわち、本発明の第１発明は、重量％で、Ｃ
0.01〜0.20％、Ｓｉ 1.0％以下、Ｍｎ 4.5〜15.0％、
ＮｉとＣｏの１種または２種をＮｉ＋Ｃｏで2.0〜20.0
％、Ｃｒ 15.0〜26.0％、ＭｏとＷの１種または２種を
Ｍｏ＋1/2Ｗで2.0〜20.0％、Ｎｂ 0.9%以下、Ｎ 0.30〜
0.65％、Ｂ 0.02％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避
の不純物からなるエンジンバルブであって、前記バルブ
のフェース部が冷間または温間加工によりビッカース硬
さ400HV以上の硬化層を有することを特徴とするエンジ
ンバルブである。上記冷間加工または温間加工率はそれ
ぞれ10%以上とするのが望ましい。
【０００８】
【作用】以下に本発明における成分限定理由について述
べる。Ｃは、基地に固溶して強度を増加させるととも
に、Ｎｂ等の元素と結びついて炭化物を生成することに
より、高温での固溶化処理中の結晶粒成長の防止および
比較的低温域での強度を高める作用を持つ。そのため最
低0.02％を必要とする。しかしＣ量が増加するにつれ
て、ＭｏやＷとの炭化物の生成量が増加することにより
これらの元素の固溶強化作用が減少するとともに、本発
明の主要強化元素であるＮの固溶度を低下させる。従っ
てＣは0.20％以下に限定する。Ｓｉは、溶解時の脱酸剤
として、および高温での耐酸化性付与に有効な元素であ
るが、1.0％を越えると高温強度を低下させるので、1.0
％以下に限定する。
べる。Ｃは、基地に固溶して強度を増加させるととも
に、Ｎｂ等の元素と結びついて炭化物を生成することに
より、高温での固溶化処理中の結晶粒成長の防止および
比較的低温域での強度を高める作用を持つ。そのため最
低0.02％を必要とする。しかしＣ量が増加するにつれ
て、ＭｏやＷとの炭化物の生成量が増加することにより
これらの元素の固溶強化作用が減少するとともに、本発
明の主要強化元素であるＮの固溶度を低下させる。従っ
てＣは0.20％以下に限定する。Ｓｉは、溶解時の脱酸剤
として、および高温での耐酸化性付与に有効な元素であ
るが、1.0％を越えると高温強度を低下させるので、1.0
％以下に限定する。
【０００９】Ｍｎは、高価なＮｉおよびＣｏの代替元素
として、基地のオーステナイトを安定化させる作用をも
つ。さらに、Ｎの溶解度を高めるとともに、冷間加工ま
たは温間加工による加工硬化を促進するので不可欠の元
素である。そのため最低4.5％を必要とする。しかしな
がら過度の添加は、高温強度の低下、Ｃｒとの相乗作用
による有害なσ相の生成、高温での耐酸化性の低下等を
引き起こすので、15％以下に限定する。ＮｉとＣｏは、
基地のオーステナイトを安定化させ、さらに強度、耐食
性、耐酸化性を向上させる作用をもつ。さらに冷間加工
または温間加工による加工硬化を促進する作用も有す
る。そのため、ＮｉとＣｏの少なくとも１種は2.0％以
上必要である。しかしながら、過度のＮｉとＣｏの添加
は本発明鋼の主要強化元素であるＮの固溶度を減じ、ま
たＮｉおよびＣｏは高価な元素であるために、Ｎｉ＋Ｃ
ｏ量を20％以下に限定する。また、ＮｉとＣｏは単独で
も良好な効果が得られるが、特にバルブの疲労強度を重
視する場合はＣｏを１〜５％添加するのが望ましい。
として、基地のオーステナイトを安定化させる作用をも
つ。さらに、Ｎの溶解度を高めるとともに、冷間加工ま
たは温間加工による加工硬化を促進するので不可欠の元
素である。そのため最低4.5％を必要とする。しかしな
がら過度の添加は、高温強度の低下、Ｃｒとの相乗作用
による有害なσ相の生成、高温での耐酸化性の低下等を
引き起こすので、15％以下に限定する。ＮｉとＣｏは、
基地のオーステナイトを安定化させ、さらに強度、耐食
性、耐酸化性を向上させる作用をもつ。さらに冷間加工
または温間加工による加工硬化を促進する作用も有す
る。そのため、ＮｉとＣｏの少なくとも１種は2.0％以
上必要である。しかしながら、過度のＮｉとＣｏの添加
は本発明鋼の主要強化元素であるＮの固溶度を減じ、ま
たＮｉおよびＣｏは高価な元素であるために、Ｎｉ＋Ｃ
ｏ量を20％以下に限定する。また、ＮｉとＣｏは単独で
も良好な効果が得られるが、特にバルブの疲労強度を重
視する場合はＣｏを１〜５％添加するのが望ましい。
【００１０】Ｃｒは、エンジンバルブの耐食性、耐酸化
性向上に不可欠の元素であり、最低15％を必要とする。
しかしながら、過度の添加は有害なσ相を生成するので
26％以下に限定する。ＭｏとＷは同族元素であり、基地
に置換型原子として固溶し強化すると同時に、一部は炭
化物を形成することによっても強化する。ＷはＭｏの２
倍の原子量を有するので、Ｍｏ＋1/2Ｗで表して、少な
くとも１種は２％以上必要である。しかしながら過度に
添加すると、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成し固
溶強化度を却って減じるため高温強度に有効に働かない
とともに、耐酸化性を劣化させるので、Ｍｏ＋1/2Ｗ量
は20％以下に限定する。ＭｏとＷはほぼ同じ作用を有す
るが、耐酸化性に関してはＷの方が有利である。またＷ
は原子量がＭｏの２倍であるため高温における拡散速度
が小さく、クリープ強度を向上させる効果が大きい。従
って強度に関しても単純にはＷ添加の方が有利である
が、ＷとＭｏを複合添加すると疲労強度がさらに向上す
るという効果がある。従って、耐酸化性を重視する場合
にはＷの単独添加が、疲労強度を重視する場合にはＷと
Ｍｏの複合添加が望ましい。
性向上に不可欠の元素であり、最低15％を必要とする。
しかしながら、過度の添加は有害なσ相を生成するので
26％以下に限定する。ＭｏとＷは同族元素であり、基地
に置換型原子として固溶し強化すると同時に、一部は炭
化物を形成することによっても強化する。ＷはＭｏの２
倍の原子量を有するので、Ｍｏ＋1/2Ｗで表して、少な
くとも１種は２％以上必要である。しかしながら過度に
添加すると、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成し固
溶強化度を却って減じるため高温強度に有効に働かない
とともに、耐酸化性を劣化させるので、Ｍｏ＋1/2Ｗ量
は20％以下に限定する。ＭｏとＷはほぼ同じ作用を有す
るが、耐酸化性に関してはＷの方が有利である。またＷ
は原子量がＭｏの２倍であるため高温における拡散速度
が小さく、クリープ強度を向上させる効果が大きい。従
って強度に関しても単純にはＷ添加の方が有利である
が、ＷとＭｏを複合添加すると疲労強度がさらに向上す
るという効果がある。従って、耐酸化性を重視する場合
にはＷの単独添加が、疲労強度を重視する場合にはＷと
Ｍｏの複合添加が望ましい。
【００１１】Ｎは、その大部分は基地に侵入型原子とし
て固溶し、鋼を強化する。本発明鋼においてはこのＮの
固溶強化を最大限に利用している。そのため最低0.30％
を必要とするが、本成分系においてはＮの溶解度が最大
0.65％であるので、0.65％以下に限定する。Ｎｂは必ず
しも添加する必要はないが、Ｃと結びついてＮｂＣを形
成することで、固溶化処理中の結晶粒成長を抑える作用
を有する。そのため固溶化処理温度を高めることがで
き、その結果副次的にＷやＭｏの均質な固溶を促進させ
る効果があるため、必要に応じて添加することができ
る。Ｎｂは耐酸化性を劣化させるので過度の添加は好ま
しくなく、0.9％以下の範囲で添加するのがよい。Ｂは
必ずしも添加する必要はないが、微量添加によって結晶
粒界に偏析し、クリープ強度および熱間加工性を改善す
る作用を有するため、必要に応じて添加することかでき
る。しかしながら過度に添加すると鋼の溶融点を下げる
ので、0.02％以下の範囲で添加するのがよい。
て固溶し、鋼を強化する。本発明鋼においてはこのＮの
固溶強化を最大限に利用している。そのため最低0.30％
を必要とするが、本成分系においてはＮの溶解度が最大
0.65％であるので、0.65％以下に限定する。Ｎｂは必ず
しも添加する必要はないが、Ｃと結びついてＮｂＣを形
成することで、固溶化処理中の結晶粒成長を抑える作用
を有する。そのため固溶化処理温度を高めることがで
き、その結果副次的にＷやＭｏの均質な固溶を促進させ
る効果があるため、必要に応じて添加することができ
る。Ｎｂは耐酸化性を劣化させるので過度の添加は好ま
しくなく、0.9％以下の範囲で添加するのがよい。Ｂは
必ずしも添加する必要はないが、微量添加によって結晶
粒界に偏析し、クリープ強度および熱間加工性を改善す
る作用を有するため、必要に応じて添加することかでき
る。しかしながら過度に添加すると鋼の溶融点を下げる
ので、0.02％以下の範囲で添加するのがよい。
【００１２】なお、以下の元素は下記の範囲内で本バル
ブに含まれても良い。 Ｐ≦0.04％ Ｓ≦0.03％ Ｃｕ≦0.30％ Ｖ≦0.1％ Ｔａ≦0.1％ Ｍｇ≦0.02％ Ｃａ≦0.02％ ＲＥＭ≦0.03％ 次に、本開発鋼を用いて、フェース部の硬さを400HV以
上とする方法について説明する。まず、バルブの概略形
状に熱間で成形した後、固溶化処理を施す。本発明鋼の
場合、前述のように固溶強化作用を最大限利用するため
に、炭化物、窒化物または炭窒化物の固溶が進む高温で
固溶化処理を行うのが望ましい。具体的には1000℃以上
の温度、望ましくは1050〜1180℃の範囲で15〜60分程度
保持した後急冷する。その後750℃前後で１〜４時間程
度の時効処理を行う。
ブに含まれても良い。 Ｐ≦0.04％ Ｓ≦0.03％ Ｃｕ≦0.30％ Ｖ≦0.1％ Ｔａ≦0.1％ Ｍｇ≦0.02％ Ｃａ≦0.02％ ＲＥＭ≦0.03％ 次に、本開発鋼を用いて、フェース部の硬さを400HV以
上とする方法について説明する。まず、バルブの概略形
状に熱間で成形した後、固溶化処理を施す。本発明鋼の
場合、前述のように固溶強化作用を最大限利用するため
に、炭化物、窒化物または炭窒化物の固溶が進む高温で
固溶化処理を行うのが望ましい。具体的には1000℃以上
の温度、望ましくは1050〜1180℃の範囲で15〜60分程度
保持した後急冷する。その後750℃前後で１〜４時間程
度の時効処理を行う。
【００１３】続いて、フェース部のみに加工が加わるよ
うにして、冷間または温間で加工を行う。温間加工は、
被加工材の再結晶温度以下の温度で加工することを指す
が、通常は900℃以下で行う。この場合、常温では10%以
上、また温間では300℃〜600℃の加工温度のときで15%
以上の加工率とするのが良い。フェース部の硬度は、ビ
ッカース硬さで400HV以上にすると、これは肉盛りした
ステライト合金の硬さに相当し、十分な耐摩耗性が得ら
れる。一方、フェース部の硬度が400HVを下回るとエン
ジンを長時間使用中にフェース部に摩耗が生じるように
なる。従って、フェース部の硬度は400HV以上が必要で
ある。一方、冷間加工率を高くすると靭性が低下するよ
うになり、使用中のフェース部の欠け等の問題が生じる
可能性があるので、加工後のフェース部の硬度は700HV
以下とすることが望ましい。
うにして、冷間または温間で加工を行う。温間加工は、
被加工材の再結晶温度以下の温度で加工することを指す
が、通常は900℃以下で行う。この場合、常温では10%以
上、また温間では300℃〜600℃の加工温度のときで15%
以上の加工率とするのが良い。フェース部の硬度は、ビ
ッカース硬さで400HV以上にすると、これは肉盛りした
ステライト合金の硬さに相当し、十分な耐摩耗性が得ら
れる。一方、フェース部の硬度が400HVを下回るとエン
ジンを長時間使用中にフェース部に摩耗が生じるように
なる。従って、フェース部の硬度は400HV以上が必要で
ある。一方、冷間加工率を高くすると靭性が低下するよ
うになり、使用中のフェース部の欠け等の問題が生じる
可能性があるので、加工後のフェース部の硬度は700HV
以下とすることが望ましい。
【００１４】
（実施例１）表１に示す組成の鋼を大気誘導炉にて溶製
し、10kgのインゴットを作製後、1100℃に加熱して30mm
角の棒材に鍛伸した。さらに1150℃で30分保持後空冷の
固溶化処理を行った後、750℃で４時間保持、空冷の時
効処理を行った。この素材より直径6mm、長さ9mmの円柱
状試験片を切り出し、常温で種々の加工率で圧縮試験を
行って、縦断部のＤ／４（Ｄは直径）位置における硬さ
を測定した。硬さ測定結果を表２に示す。表２より10％
以上の冷間加工により目的とする400HV以上の硬さが得
られることがわかる。
し、10kgのインゴットを作製後、1100℃に加熱して30mm
角の棒材に鍛伸した。さらに1150℃で30分保持後空冷の
固溶化処理を行った後、750℃で４時間保持、空冷の時
効処理を行った。この素材より直径6mm、長さ9mmの円柱
状試験片を切り出し、常温で種々の加工率で圧縮試験を
行って、縦断部のＤ／４（Ｄは直径）位置における硬さ
を測定した。硬さ測定結果を表２に示す。表２より10％
以上の冷間加工により目的とする400HV以上の硬さが得
られることがわかる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】（実施例２）表１におけるＮｏ.ＡとＮｏ.
Ｂの組成の鋼から作製した直径6mmの丸棒を用いて、表
３に示す複数の工程でエンジンバルブを成形した。本発
明バルブNo.１は常温で20％の加工を加えたもの、No.２
は常温で20％の加工後さらにタフトライド処理を行った
もの、No.３は温間（600℃）で30％の加工後タフトライ
ド処理を行ったものである。また比較バルブは通常の工
程（バルブ成形後固溶化、時効熱処理）で作製したもの
である。これらのバルブについてフェース面の硬さを測
定した。硬さ測定結果を表３に合わせて示す。表３より
本発明バルブのフェース部の硬度は比較バルブに比べて
明らかに高いことが認められる。
Ｂの組成の鋼から作製した直径6mmの丸棒を用いて、表
３に示す複数の工程でエンジンバルブを成形した。本発
明バルブNo.１は常温で20％の加工を加えたもの、No.２
は常温で20％の加工後さらにタフトライド処理を行った
もの、No.３は温間（600℃）で30％の加工後タフトライ
ド処理を行ったものである。また比較バルブは通常の工
程（バルブ成形後固溶化、時効熱処理）で作製したもの
である。これらのバルブについてフェース面の硬さを測
定した。硬さ測定結果を表３に合わせて示す。表３より
本発明バルブのフェース部の硬度は比較バルブに比べて
明らかに高いことが認められる。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、２１−４Ｎ鋼より高い
高温強度を有する耐熱鋼からなるエンジンバルブのフェ
ース部を、肉盛り等の工程無しで十分に硬度を高めるこ
とが可能であり、製造工程の省略と低コスト化が達成で
きる。その結果、安価でフェース部の耐摩耗性に優れた
エンジンバルブを提供することが可能である。
高温強度を有する耐熱鋼からなるエンジンバルブのフェ
ース部を、肉盛り等の工程無しで十分に硬度を高めるこ
とが可能であり、製造工程の省略と低コスト化が達成で
きる。その結果、安価でフェース部の耐摩耗性に優れた
エンジンバルブを提供することが可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ 0.01〜0.20％、Ｓｉ 1.0
％以下、Ｍｎ 4.5〜15.0％、ＮｉとＣｏの１種または２
種をＮｉ＋Ｃｏで2.0〜20.0％、Ｃｒ 15.0〜26.0％、Ｍ
ｏとＷの１種または２種をＭｏ＋1/2Ｗで2.0〜20.0％、
Ｎｂ 0.9%以下、Ｎ 0.30〜0.65％、Ｂ 0.02％以下、残
部Ｆｅおよび不可避の不純物からなるエンジンバルブで
あって、前記バルブのフェース部が冷間または温間加工
によりビッカース硬さ400HV以上の硬化層を有すること
を特徴とするエンジンバルブ。 - 【請求項２】 フェース部の冷間または温間加工率が10
%以上であることを特徴とする請求項１に記載のエンジ
ンバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30736694A JPH08165547A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | エンジンバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30736694A JPH08165547A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | エンジンバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165547A true JPH08165547A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17968216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30736694A Pending JPH08165547A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | エンジンバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08165547A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011514471A (ja) * | 2009-01-23 | 2011-05-06 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ，フィリアル・アフ・マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー，ティスクランド | 内燃機関のための、排気弁スピンドルまたはピストンの形態にある可動壁部材、および当該部材を製造する方法 |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP30736694A patent/JPH08165547A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011514471A (ja) * | 2009-01-23 | 2011-05-06 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ，フィリアル・アフ・マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー，ティスクランド | 内燃機関のための、排気弁スピンドルまたはピストンの形態にある可動壁部材、および当該部材を製造する方法 |
| US8757124B2 (en) | 2009-01-23 | 2014-06-24 | Man Diesel, Filial Af Man Diesel Se, Tyskland | Movable wall member in form of an exhaust valve spindle or a piston for internal combustion engine, and a method of manufacturing such a member |
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