JPH08284622A - 耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金製エンジンバルブ - Google Patents
耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金製エンジンバルブInfo
- Publication number
- JPH08284622A JPH08284622A JP10686995A JP10686995A JPH08284622A JP H08284622 A JPH08284622 A JP H08284622A JP 10686995 A JP10686995 A JP 10686995A JP 10686995 A JP10686995 A JP 10686995A JP H08284622 A JPH08284622 A JP H08284622A
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- JP
- Japan
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- powder
- alloy
- intermetallic compound
- engine valve
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- Withdrawn
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金
製エンジンバルブを提供する。 【構成】 相手部材と摺動する部分に肉盛り層を形成し
てなるＴｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層は、Ｔｉ粒
１を核としてその周囲をＮｉＴｉ金属間化合物２がリム
状に包囲した複合粒子がＮｉ素地３中に分散した組織を
有することを特徴とする。
製エンジンバルブを提供する。 【構成】 相手部材と摺動する部分に肉盛り層を形成し
てなるＴｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層は、Ｔｉ粒
１を核としてその周囲をＮｉＴｉ金属間化合物２がリム
状に包囲した複合粒子がＮｉ素地３中に分散した組織を
有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車用エンジン、
船舶用エンジン等に使用される給・排気用Ｔｉ合金製エ
ンジンバルブに関するものであり、特に加熱冷却を激し
く受ける給気用エンジンバルブとして有効であり、リー
ンバーンエンジンなどの高温燃焼するエンジンの給気用
バルブとして一層有効なＴｉ合金製エンジンバルブに関
するものである。
船舶用エンジン等に使用される給・排気用Ｔｉ合金製エ
ンジンバルブに関するものであり、特に加熱冷却を激し
く受ける給気用エンジンバルブとして有効であり、リー
ンバーンエンジンなどの高温燃焼するエンジンの給気用
バルブとして一層有効なＴｉ合金製エンジンバルブに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｔｉ合金製エンジンバルブは軽量
でかつ耐熱性に優れているところから、スポーツカー、
高速艇、レーシングカー等の高速エンジンに使用される
ようになってきた。
でかつ耐熱性に優れているところから、スポーツカー、
高速艇、レーシングカー等の高速エンジンに使用される
ようになってきた。
【０００３】このＴｉ合金製エンジンバルブは上述のよ
うに軽量でかつ耐熱性を有するが耐摩耗性が不十分であ
るために、相手部材と摺動する部分に肉盛り層を形成
し、耐摩耗性の不足を補なっている。
うに軽量でかつ耐熱性を有するが耐摩耗性が不十分であ
るために、相手部材と摺動する部分に肉盛り層を形成
し、耐摩耗性の不足を補なっている。
【０００４】例えば、特開昭６１−２６１６０９号公報
ではＴｉ合金製エンジンバルブの相手部材と摺動する弁
軸部の軸端部および弁傘部のシート部に靭性は劣るもの
の耐摩耗性にすぐれたＴｉＡｌ金属間化合物肉盛り層を
形成することにより耐摩耗性の一層の向上を計ってい
る。
ではＴｉ合金製エンジンバルブの相手部材と摺動する弁
軸部の軸端部および弁傘部のシート部に靭性は劣るもの
の耐摩耗性にすぐれたＴｉＡｌ金属間化合物肉盛り層を
形成することにより耐摩耗性の一層の向上を計ってい
る。
【０００５】したがって、このＴｉＡｌ金属間化合物と
同様に耐摩耗性に優れた金属間化合物としてＮｉＴｉ金
属間化合物が知られており、このＮｉＴｉ金属間化合物
は靭性に優れていることが知られているのであるから、
ＮｉＴｉ金属間化合物肉盛り層をＴｉ合金製エンジンバ
ルブの相手部材と摺動する部分に形成すればさらに良い
ことは容易に考えられることである。
同様に耐摩耗性に優れた金属間化合物としてＮｉＴｉ金
属間化合物が知られており、このＮｉＴｉ金属間化合物
は靭性に優れていることが知られているのであるから、
ＮｉＴｉ金属間化合物肉盛り層をＴｉ合金製エンジンバ
ルブの相手部材と摺動する部分に形成すればさらに良い
ことは容易に考えられることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＮｉＴｉ
金属間化合物は、Ｔｉ合金に対する溶着性が悪いため、
このＮｉＴｉ金属間化合物肉盛り層を相手部材と摺動す
る部分に形成したＴｉ合金製エンジンバルブを、例えば
リーンバーンエンジンの給気バルブに適用すると、激し
い加熱冷却による熱衝撃を受けるため、ＮｉＴｉ金属間
化合物肉盛り層に亀裂あるいははくりを生じ、十分な耐
摩耗性および耐熱衝撃性を示さないという課題があっ
た。
金属間化合物は、Ｔｉ合金に対する溶着性が悪いため、
このＮｉＴｉ金属間化合物肉盛り層を相手部材と摺動す
る部分に形成したＴｉ合金製エンジンバルブを、例えば
リーンバーンエンジンの給気バルブに適用すると、激し
い加熱冷却による熱衝撃を受けるため、ＮｉＴｉ金属間
化合物肉盛り層に亀裂あるいははくりを生じ、十分な耐
摩耗性および耐熱衝撃性を示さないという課題があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は激
しい加熱冷却の熱衝撃を受けても亀裂および／またはは
くりが発生することのない溶射によるＮｉＴｉ金属間化
合物肉盛り層を得るべく研究を行ったところ、Ｔｉを核
としその表面をＮｉで被覆した複合粉末を溶射すると、
この複合粉末が溶射ノズルのプラズマ中を通過する間に
複合粉末のＮｉが溶融し、複合粉末のＴｉとＮｉの境界
にＮｉＴｉ金属間化合物を生成し、被覆Ｎｉが溶融しか
つＴｉとＮｉの境界にＮｉＴｉ金属間化合物が生成した
粉末がＴｉ合金製バルブの摺動部分に溶着すると、Ｔｉ
粒子を核としその周囲をＮｉＴｉ金属間化合物がリム状
に包囲した複合粒がＮｉ素地中に分散した組織の溶射肉
盛り層が形成され、このＮｉを素地とする肉盛り層はＴ
ｉ合金に対して密着性が優れかつ靭性を有するところか
ら、熱衝撃を受けても肉盛り層の熱衝撃による亀裂およ
び／またははくりを防止することができ、耐摩耗性は複
合粒によって確保することができ、耐摩耗性および耐熱
衝撃性に優れた肉盛り層が得られるという知見を得たの
である。
しい加熱冷却の熱衝撃を受けても亀裂および／またはは
くりが発生することのない溶射によるＮｉＴｉ金属間化
合物肉盛り層を得るべく研究を行ったところ、Ｔｉを核
としその表面をＮｉで被覆した複合粉末を溶射すると、
この複合粉末が溶射ノズルのプラズマ中を通過する間に
複合粉末のＮｉが溶融し、複合粉末のＴｉとＮｉの境界
にＮｉＴｉ金属間化合物を生成し、被覆Ｎｉが溶融しか
つＴｉとＮｉの境界にＮｉＴｉ金属間化合物が生成した
粉末がＴｉ合金製バルブの摺動部分に溶着すると、Ｔｉ
粒子を核としその周囲をＮｉＴｉ金属間化合物がリム状
に包囲した複合粒がＮｉ素地中に分散した組織の溶射肉
盛り層が形成され、このＮｉを素地とする肉盛り層はＴ
ｉ合金に対して密着性が優れかつ靭性を有するところか
ら、熱衝撃を受けても肉盛り層の熱衝撃による亀裂およ
び／またははくりを防止することができ、耐摩耗性は複
合粒によって確保することができ、耐摩耗性および耐熱
衝撃性に優れた肉盛り層が得られるという知見を得たの
である。
【０００８】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、相手部材と摺動する部分に肉盛り層を
形成してなるＴｉ合金製エンジンバルブにおいて、上記
肉盛り層は、Ｔｉを核としてその周囲をＮｉＴｉ金属間
化合物がリム状に包囲した複合粒子がＮｉ素地中に分散
した組織を有する耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴ
ｉ合金製エンジンバルブに特徴を有するものである。
たものであって、相手部材と摺動する部分に肉盛り層を
形成してなるＴｉ合金製エンジンバルブにおいて、上記
肉盛り層は、Ｔｉを核としてその周囲をＮｉＴｉ金属間
化合物がリム状に包囲した複合粒子がＮｉ素地中に分散
した組織を有する耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴ
ｉ合金製エンジンバルブに特徴を有するものである。
【０００９】この発明の耐摩耗性および耐熱衝撃性に優
れたＴｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層を形成するた
めに使用する溶射用複合粉末は、原料粉末としてＴｉ粉
末およびこのＴｉ粉末よりも微細なＮｉ粉末を用意し、
これら粉末を容器に装入し、撹拌棒で撹拌することによ
りＴｉ粉末表面に微細なＮｉ粉末をすり込むようにして
Ｎｉ被覆層を形成し製造する（以下、この方法をメカニ
カルプレーティングという）。このメカニカルプレーテ
ィングにより形成されるＮｉ被覆層は、通常のメッキ等
による方法よりも短時間で厚いＮｉ被覆層を形成するこ
とができるので、溶射用複合粉末の製造コストが安くす
ることができる。
れたＴｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層を形成するた
めに使用する溶射用複合粉末は、原料粉末としてＴｉ粉
末およびこのＴｉ粉末よりも微細なＮｉ粉末を用意し、
これら粉末を容器に装入し、撹拌棒で撹拌することによ
りＴｉ粉末表面に微細なＮｉ粉末をすり込むようにして
Ｎｉ被覆層を形成し製造する（以下、この方法をメカニ
カルプレーティングという）。このメカニカルプレーテ
ィングにより形成されるＮｉ被覆層は、通常のメッキ等
による方法よりも短時間で厚いＮｉ被覆層を形成するこ
とができるので、溶射用複合粉末の製造コストが安くす
ることができる。
【００１０】
【実施例】平均粒径：４０．８μｍのＴｉ粉末および平
均粒径：３．１μｍのＮｉ粉末を用意し、これらＴｉ粉
末およびＮｉ粉末をＴｉ粉末：Ｎｉ粉末＝５：１の割合
で配合し、得られた配合粉末を容器に装入し、撹拌棒で
撹拌するメカニカルプレーティング法によりＴｉを核と
し平均層厚：５．０μｍのＮｉ層を有する溶射用複合粉
末を作製した。
均粒径：３．１μｍのＮｉ粉末を用意し、これらＴｉ粉
末およびＮｉ粉末をＴｉ粉末：Ｎｉ粉末＝５：１の割合
で配合し、得られた配合粉末を容器に装入し、撹拌棒で
撹拌するメカニカルプレーティング法によりＴｉを核と
し平均層厚：５．０μｍのＮｉ層を有する溶射用複合粉
末を作製した。
【００１１】さらに、Ｔｉ−６％Ａｌ−４％ＶのＴｉ合
金からなる傘径：２２．５mmのＴｉ合金（Ｔｉ−６％Ａ
ｌ−４％Ｖ）製きのこ状エンジンバルブを用意し、この
エンジンバルブの傘部フェース面に、上記溶射用複合粉
末を使用し、 プラズマ電流：４００Ａ、 プラズマガス流量：５０リットル／min 、 粉末供給速度：２５グラム／min 、 の条件のプラズマ溶射することにより肉盛り層を形成
し、本発明Ｔｉ合金製エンジンバルブを作製した。この
肉盛り層の表面を研摩し、金属顕微鏡観察して写生した
肉盛り層の組織写生図を図１に示す。図１において、１
はＴｉ粒、２はＮｉＴｉ金属間化合物、３はＮｉ素地で
ある。図１に示されるように、本発明Ｔｉ合金製エンジ
ンバルブに形成されている肉盛り層の組織は、Ｎｉ素地
３中にＴｉ粒１を核としその周囲にＮｉＴｉ金属間化合
物２がリム状に包囲してなる組織となっている。
金からなる傘径：２２．５mmのＴｉ合金（Ｔｉ−６％Ａ
ｌ−４％Ｖ）製きのこ状エンジンバルブを用意し、この
エンジンバルブの傘部フェース面に、上記溶射用複合粉
末を使用し、 プラズマ電流：４００Ａ、 プラズマガス流量：５０リットル／min 、 粉末供給速度：２５グラム／min 、 の条件のプラズマ溶射することにより肉盛り層を形成
し、本発明Ｔｉ合金製エンジンバルブを作製した。この
肉盛り層の表面を研摩し、金属顕微鏡観察して写生した
肉盛り層の組織写生図を図１に示す。図１において、１
はＴｉ粒、２はＮｉＴｉ金属間化合物、３はＮｉ素地で
ある。図１に示されるように、本発明Ｔｉ合金製エンジ
ンバルブに形成されている肉盛り層の組織は、Ｎｉ素地
３中にＴｉ粒１を核としその周囲にＮｉＴｉ金属間化合
物２がリム状に包囲してなる組織となっている。
【００１２】一方、比較のために、Ｎｉ：Ｔｉ＝１：１
の割合で溶解しアトマイズして得られたＮｉＴｉ金属間
化合物粉末を使用し、上記Ｔｉ合金製きのこ状エンジン
バルブの傘部フェース面に同上の条件のプラズマ溶射し
て肉盛り層を形成することにより比較Ｔｉ合金製エンジ
ンバルブを作製した。
の割合で溶解しアトマイズして得られたＮｉＴｉ金属間
化合物粉末を使用し、上記Ｔｉ合金製きのこ状エンジン
バルブの傘部フェース面に同上の条件のプラズマ溶射し
て肉盛り層を形成することにより比較Ｔｉ合金製エンジ
ンバルブを作製した。
【００１３】上記本発明Ｔｉ合金製エンジンバルブおよ
び比較Ｔｉ合金製エンジンバルブをそれぞれ容量：２０
００ccのガソリンエンジンの給気バルブとして組込み、
このガソリンエンジンを、 使用ガソリン：有鉛ガソリン（Ｐｂ：１．８ｇ／ｌ）、 回転数：７５００r.p.m.、 運転時間：１００時間、 の条件で運転したのち、本発明Ｔｉ合金製エンジンバル
ブおよび比較Ｔｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層の摩
耗量を測定した。その結果、本発明Ｔｉ合金製エンジン
バルブの肉盛り層の最大摩耗深さは１３μｍであったの
に対し、比較Ｔｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層の最
大摩耗深さは２９μｍであった。
び比較Ｔｉ合金製エンジンバルブをそれぞれ容量：２０
００ccのガソリンエンジンの給気バルブとして組込み、
このガソリンエンジンを、 使用ガソリン：有鉛ガソリン（Ｐｂ：１．８ｇ／ｌ）、 回転数：７５００r.p.m.、 運転時間：１００時間、 の条件で運転したのち、本発明Ｔｉ合金製エンジンバル
ブおよび比較Ｔｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層の摩
耗量を測定した。その結果、本発明Ｔｉ合金製エンジン
バルブの肉盛り層の最大摩耗深さは１３μｍであったの
に対し、比較Ｔｉ合金製エンジンバルブの肉盛り層の最
大摩耗深さは２９μｍであった。
【００１４】さらに、運転終了後の本発明Ｔｉ合金製エ
ンジンバルブおよび比較Ｔｉ合金製エンジンバルブのそ
れぞれ傘部フェース面に形成された肉盛り層の外観を観
察した結果、本発明Ｔｉ合金製エンジンバルブの肉盛り
層には何らの欠陥も見られなかったが、比較Ｔｉ合金製
エンジンバルブの肉盛り層には亀裂および剥離した部分
が一部見られた。
ンジンバルブおよび比較Ｔｉ合金製エンジンバルブのそ
れぞれ傘部フェース面に形成された肉盛り層の外観を観
察した結果、本発明Ｔｉ合金製エンジンバルブの肉盛り
層には何らの欠陥も見られなかったが、比較Ｔｉ合金製
エンジンバルブの肉盛り層には亀裂および剥離した部分
が一部見られた。
【００１５】
【発明の効果】上述のように、この発明の肉盛り層を形
成してなるＴｉ合金製エンジンバルブは、通常の肉盛り
層を形成した比較Ｔｉ合金製エンジンバルブと比べて、
耐摩耗性が優れ、さらに熱衝撃サイクルを受けても肉盛
り層に亀裂または剥離が生じないところから耐熱衝撃性
に優れており、自動車産業にすぐれた効果をもたらすも
のである。
成してなるＴｉ合金製エンジンバルブは、通常の肉盛り
層を形成した比較Ｔｉ合金製エンジンバルブと比べて、
耐摩耗性が優れ、さらに熱衝撃サイクルを受けても肉盛
り層に亀裂または剥離が生じないところから耐熱衝撃性
に優れており、自動車産業にすぐれた効果をもたらすも
のである。
【図１】この発明のＴｉ合金製エンジンバルブの傘部フ
ェース面に形成された肉盛り層表面の金属組織写生図で
ある。
ェース面に形成された肉盛り層表面の金属組織写生図で
ある。
１ Ｔｉ粒 ２ ＮｉＴｉ金属間化合物 ３ Ｎｉ素地
Claims (1)
- 【請求項１】 相手部材と摺動する部分に肉盛り層を形
成してなるＴｉ合金製エンジンバルブにおいて、 上記肉盛り層は、Ｎｉ素地中に、Ｔｉを核としてその周
囲をＮｉＴｉ金属間化合物がリム状に包囲した複合粒が
分散した組織を有することを特徴とする耐摩耗性および
耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金製エンジンバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10686995A JPH08284622A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金製エンジンバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10686995A JPH08284622A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金製エンジンバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08284622A true JPH08284622A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14444556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10686995A Withdrawn JPH08284622A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 耐摩耗性および耐熱衝撃性に優れたＴｉ合金製エンジンバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08284622A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024373A1 (en) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Umicore | Ni-coated ti powders |
| CN115961166A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-04-14 | 四川大学 | 利用Ti2Ni、TiNi3中间合金制备TiNi合金的方法 |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP10686995A patent/JPH08284622A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024373A1 (en) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Umicore | Ni-coated ti powders |
| CN115961166A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-04-14 | 四川大学 | 利用Ti2Ni、TiNi3中间合金制备TiNi合金的方法 |
| CN115961166B (zh) * | 2022-11-21 | 2024-05-17 | 四川大学 | 利用Ti2Ni、TiNi3中间合金制备TiNi合金的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |