JPH0860287A - 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブシートの製造法Info
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- JPH0860287A JPH0860287A JP21953294A JP21953294A JPH0860287A JP H0860287 A JPH0860287 A JP H0860287A JP 21953294 A JP21953294 A JP 21953294A JP 21953294 A JP21953294 A JP 21953294A JP H0860287 A JPH0860287 A JP H0860287A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブ
シートを製造する。 【構成】 Ｆｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ−Ｆｅ系合金
の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金
で構成されたバルブシートの製造法において、前記素地
および硬質粒子にそれぞれに占める割合で素地：１〜１
２重量％および硬質粒子：１〜２５重量％のＮｉを含有
させて前記硬質粒子の前記素地に対する密着性を向上さ
せる。
シートを製造する。 【構成】 Ｆｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ−Ｆｅ系合金
の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦｅ基焼結合金
で構成されたバルブシートの製造法において、前記素地
および硬質粒子にそれぞれに占める割合で素地：１〜１
２重量％および硬質粒子：１〜２５重量％のＮｉを含有
させて前記硬質粒子の前記素地に対する密着性を向上さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、硬質粒子の素地に対
する密着性の著しい向上をはかることによりすぐれた耐
摩耗性を具備せしめたＦｅ基焼結合金製バルブシートの
製造法に関するものである。
する密着性の著しい向上をはかることによりすぐれた耐
摩耗性を具備せしめたＦｅ基焼結合金製バルブシートの
製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、例えば特開昭５１−１４
６３１号、特開昭６１−１１７２５４号公報、および特
開昭６２−９６６５９号公報などに記載される通り、Ｆ
ｅ基焼結合金製バルブシートが数多く知られており、か
つこれらバルブシートを構成するＦｅ基焼結合金が、Ｆ
ｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ−Ｆｅ系合金の硬質粒子が
分散分布した組織を有することも知られている。
６３１号、特開昭６１−１１７２５４号公報、および特
開昭６２−９６６５９号公報などに記載される通り、Ｆ
ｅ基焼結合金製バルブシートが数多く知られており、か
つこれらバルブシートを構成するＦｅ基焼結合金が、Ｆ
ｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ−Ｆｅ系合金の硬質粒子が
分散分布した組織を有することも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種内燃
機関の高性能化および高出力化、さらに運転の高速化は
めざましく、これに伴ない、これの構造部材であるバル
ブシートの使用条件は一段と厳しさを増す状況にある
が、上記の従来Ｆｅ基焼結合金製バルブシートの場合、
より一段の苛酷な条件下での使用では硬質粒子の素地か
らの剥離が起り易く、比較的短時間で使用寿命に至るの
が現状である。
機関の高性能化および高出力化、さらに運転の高速化は
めざましく、これに伴ない、これの構造部材であるバル
ブシートの使用条件は一段と厳しさを増す状況にある
が、上記の従来Ｆｅ基焼結合金製バルブシートの場合、
より一段の苛酷な条件下での使用では硬質粒子の素地か
らの剥離が起り易く、比較的短時間で使用寿命に至るの
が現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来Ｆｅ基焼結合金製バ
ルブシートに着目し、特に硬質粒子の素地に対する密着
性向上をはかるべく研究を行なった結果、硬質粒子を構
成するＣｒ−Ｆｅ系合金と素地を構成するＦｅ−Ｃ系合
金の両方に、それぞれに占める割合で硬質粒子：１〜２
５重量％および素地：１〜１５重量％のＮｉを含有させ
ると、前記硬質粒子と素地に含有するＮｉの相互作用で
前記硬質粒子と素地との密着性が著しく向上し、前記硬
質粒子は素地に強固に結合し、苛酷な条件下でも前記硬
質粒子の素地からの剥離が著しく抑制されるようになる
ことから、この結果のＦｅ基焼結合金製バルブシートは
すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するという研究結
果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来Ｆｅ基焼結合金製バ
ルブシートに着目し、特に硬質粒子の素地に対する密着
性向上をはかるべく研究を行なった結果、硬質粒子を構
成するＣｒ−Ｆｅ系合金と素地を構成するＦｅ−Ｃ系合
金の両方に、それぞれに占める割合で硬質粒子：１〜２
５重量％および素地：１〜１５重量％のＮｉを含有させ
ると、前記硬質粒子と素地に含有するＮｉの相互作用で
前記硬質粒子と素地との密着性が著しく向上し、前記硬
質粒子は素地に強固に結合し、苛酷な条件下でも前記硬
質粒子の素地からの剥離が著しく抑制されるようになる
ことから、この結果のＦｅ基焼結合金製バルブシートは
すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するという研究結
果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされるものであって、Ｆｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ
−Ｆｅ系合金の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦ
ｅ基焼結合金で構成されたバルブシートの製造法におい
て、前記素地および硬質粒子に、それぞれに占める割合
で素地：１〜１２重量％、望ましくは３〜８重量％およ
び硬質粒子：１〜２５重量％、望ましくは５〜２０重量
％のＮｉを含有させて前記硬質粒子の前記素地に対する
密着性を向上させることによりＦｅ基焼結合金製バルブ
シートの耐摩耗性向上をはかる方法に特徴を有するもの
である。
なされるものであって、Ｆｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ
−Ｆｅ系合金の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦ
ｅ基焼結合金で構成されたバルブシートの製造法におい
て、前記素地および硬質粒子に、それぞれに占める割合
で素地：１〜１２重量％、望ましくは３〜８重量％およ
び硬質粒子：１〜２５重量％、望ましくは５〜２０重量
％のＮｉを含有させて前記硬質粒子の前記素地に対する
密着性を向上させることによりＦｅ基焼結合金製バルブ
シートの耐摩耗性向上をはかる方法に特徴を有するもの
である。
【０００６】なお、この発明の方法において、硬質粒子
および素地のそれぞれのＮｉ含有量を１〜２５重量％お
よび１〜１２重量％としたのは、その含有量が硬質粒子
および素地のいずれかでも１重量％未満になると、所望
の密着性を確保することができず、一方その含有量が硬
質粒子：２５重量％および素地：１２重量％を越えると
耐摩耗性が急激に低下するようになることから、その含
有量を硬質粒子：１〜２５重量％、望ましくは５〜２０
重量％、および素地：１〜１２重量％、望ましくは３〜
８重量％と定めた。
および素地のそれぞれのＮｉ含有量を１〜２５重量％お
よび１〜１２重量％としたのは、その含有量が硬質粒子
および素地のいずれかでも１重量％未満になると、所望
の密着性を確保することができず、一方その含有量が硬
質粒子：２５重量％および素地：１２重量％を越えると
耐摩耗性が急激に低下するようになることから、その含
有量を硬質粒子：１〜２５重量％、望ましくは５〜２０
重量％、および素地：１〜１２重量％、望ましくは３〜
８重量％と定めた。
【０００７】また、この発明の方法において、硬質粒子
は、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃｒ：３０
〜７０％、 Ｎｉ：１〜２５％、Ｃ：０．５〜
２．５％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｃｏ：５〜
３０％、 Ｍｏ：５〜２５％、Ｓｉ：０．３〜
２％、のうちの１種または２種以上、を含有し、残りが
Ｆｅと不可避不純物からなる組成を有するＣｒ−Ｆｅ系
合金で構成するのが望ましく、また素地は、Ｃ：０．５
〜２％、 Ｎｉ：１〜１２％、を含有し、さら
に必要に応じて、Ｃｏ：０．５〜８％、 Ｍｏ：
０．５〜２％、のうちの１種または２種、を含有し、残
りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃ
系合金で構成するのが望ましい。さらに、この発明の方
法において、素地中に均一に分散する硬質粒子の割合は
５〜２５％であるのが望ましい。
は、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃｒ：３０
〜７０％、 Ｎｉ：１〜２５％、Ｃ：０．５〜
２．５％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｃｏ：５〜
３０％、 Ｍｏ：５〜２５％、Ｓｉ：０．３〜
２％、のうちの１種または２種以上、を含有し、残りが
Ｆｅと不可避不純物からなる組成を有するＣｒ−Ｆｅ系
合金で構成するのが望ましく、また素地は、Ｃ：０．５
〜２％、 Ｎｉ：１〜１２％、を含有し、さら
に必要に応じて、Ｃｏ：０．５〜８％、 Ｍｏ：
０．５〜２％、のうちの１種または２種、を含有し、残
りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃ
系合金で構成するのが望ましい。さらに、この発明の方
法において、素地中に均一に分散する硬質粒子の割合は
５〜２５％であるのが望ましい。
【０００８】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。硬質粒子形成用原料粉末としていずれも
４７〜６９μｍの範囲内の所定の平均粒径および表１，
２に示される組成をもったＣｒ−Ｆｅ系合金粉末Ａ〜Ｚ
を用意し、さらに素地形成用原料粉末として、いずれも
粒度：１００μｍ以下の炭素粉末、Ｆｅ粉末、Ｎｉ粉
末、Ｃｏ粉末、およびＭｏ粉末を用意し、これら原料粉
末を所定の配合組成に配合し、潤滑材として１％のステ
アリン酸亜鉛を加えてミキサーにて３０分間混合した
後、７ton ／cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を５００℃に３０分間保持して脱脂し、ついで真
空中、１１００〜１２００℃の範囲内の所定温度に１時
間保持の条件で焼結することにより本発明法１〜１４お
よび比較法１〜２４をそれぞれ実施し、表３〜５に示さ
れる成分組成、並びに外径：３４mm×厚さ：７mmの寸法
を有するＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造した。な
お、上記の通り比較法１〜２４は、いずれも硬質粒子お
よび素地の少なくともいずれかがＮｉを合金成分として
含有しないＦｅ基焼結合金で構成されたバルブシートを
製造する場合を示すものである。
的に説明する。硬質粒子形成用原料粉末としていずれも
４７〜６９μｍの範囲内の所定の平均粒径および表１，
２に示される組成をもったＣｒ−Ｆｅ系合金粉末Ａ〜Ｚ
を用意し、さらに素地形成用原料粉末として、いずれも
粒度：１００μｍ以下の炭素粉末、Ｆｅ粉末、Ｎｉ粉
末、Ｃｏ粉末、およびＭｏ粉末を用意し、これら原料粉
末を所定の配合組成に配合し、潤滑材として１％のステ
アリン酸亜鉛を加えてミキサーにて３０分間混合した
後、７ton ／cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を５００℃に３０分間保持して脱脂し、ついで真
空中、１１００〜１２００℃の範囲内の所定温度に１時
間保持の条件で焼結することにより本発明法１〜１４お
よび比較法１〜２４をそれぞれ実施し、表３〜５に示さ
れる成分組成、並びに外径：３４mm×厚さ：７mmの寸法
を有するＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造した。な
お、上記の通り比較法１〜２４は、いずれも硬質粒子お
よび素地の少なくともいずれかがＮｉを合金成分として
含有しないＦｅ基焼結合金で構成されたバルブシートを
製造する場合を示すものである。
【０００９】この結果得られた各種のバルブシートにつ
いて、耐摩耗性を評価する目的で摩耗試験を行なった。
摩耗試験は、バルブシートを、摩耗試験機の支持台上に
セットし、バルブの材質：ＪＩＳ・ＳＵＨ−３６、バル
ブの加熱温度：９００℃、バルブの着座回数：３０００
回／min 、雰囲気：０．７kg／cm2 の圧力のプロパンガ
スと、流量：０．７ｌ／min の酸素による燃焼ガス、バ
ルブシートの表面加熱温度（水冷）：３００〜３５０
℃、試験時間：１００時間の条件で行ない、バルブシー
トの最大摩耗深さおよび相手部材であるバルブの最大摩
耗深さを測定した。これらの測定結果を表４，５に示し
た。
いて、耐摩耗性を評価する目的で摩耗試験を行なった。
摩耗試験は、バルブシートを、摩耗試験機の支持台上に
セットし、バルブの材質：ＪＩＳ・ＳＵＨ−３６、バル
ブの加熱温度：９００℃、バルブの着座回数：３０００
回／min 、雰囲気：０．７kg／cm2 の圧力のプロパンガ
スと、流量：０．７ｌ／min の酸素による燃焼ガス、バ
ルブシートの表面加熱温度（水冷）：３００〜３５０
℃、試験時間：１００時間の条件で行ない、バルブシー
トの最大摩耗深さおよび相手部材であるバルブの最大摩
耗深さを測定した。これらの測定結果を表４，５に示し
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【表５】
【００１５】
【発明の効果】表３〜５に示される結果から、本発明法
１〜１４によって製造されたＦｅ基焼結合金製バルブシ
ートは、これを構成するＦｅ基焼結合金の硬質粒子およ
び素地のいずれにもＮｉを含有し、このＮｉの相互作用
で素地に対する硬質粒子の密着性が著しく向上するよう
になるので、上記の高速運転条件でも相手攻撃性の低い
状態で、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、比較法１
〜２４で製造されたＦｅ基焼結合金製バルブシートに見
られるように、これを構成するＦｅ基焼結合金における
硬質粒子および素地の少なくともいずれかにＮｉを含有
しない場合には、硬質粒子の素地に対する密着性が不十
分となり、硬質粒子の剥離が発生し易くなり、摩耗が急
激に進行するようになるばかりでなく、相手材（バル
ブ）の摩耗も加速するようになることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、硬質粒子の素
地に対する密着性の著しくすぐれたＦｅ基焼結合金で構
成されたバルブシートを製造することができ、したがっ
てこの結果のＦｅ基焼結合金製バルブシートは苛酷な条
件下でも低い相手攻撃性で、すぐれた耐摩耗性を発揮す
るのである。
１〜１４によって製造されたＦｅ基焼結合金製バルブシ
ートは、これを構成するＦｅ基焼結合金の硬質粒子およ
び素地のいずれにもＮｉを含有し、このＮｉの相互作用
で素地に対する硬質粒子の密着性が著しく向上するよう
になるので、上記の高速運転条件でも相手攻撃性の低い
状態で、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、比較法１
〜２４で製造されたＦｅ基焼結合金製バルブシートに見
られるように、これを構成するＦｅ基焼結合金における
硬質粒子および素地の少なくともいずれかにＮｉを含有
しない場合には、硬質粒子の素地に対する密着性が不十
分となり、硬質粒子の剥離が発生し易くなり、摩耗が急
激に進行するようになるばかりでなく、相手材（バル
ブ）の摩耗も加速するようになることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、硬質粒子の素
地に対する密着性の著しくすぐれたＦｅ基焼結合金で構
成されたバルブシートを製造することができ、したがっ
てこの結果のＦｅ基焼結合金製バルブシートは苛酷な条
件下でも低い相手攻撃性で、すぐれた耐摩耗性を発揮す
るのである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｃ系合金の素地に、Ｃｒ−Ｆｅ系
合金の硬質粒子が分散分布した組織を有するＦｅ基焼結
合金で構成されたバルブシートの製造法において、前記
素地および硬質粒子に、それぞれに占める割合で素地：
１〜１２重量％および硬質粒子：１〜２５重量％のＮｉ
を含有させて前記硬質粒子の前記素地に対する密着性を
向上させることを特徴とする耐摩耗性のすぐれたＦｅ基
焼結合金製バルブシートの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21953294A JP3353484B2 (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | すぐれた耐摩耗性を示すＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21953294A JP3353484B2 (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | すぐれた耐摩耗性を示すＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860287A true JPH0860287A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3353484B2 JP3353484B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=16736965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21953294A Expired - Fee Related JP3353484B2 (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | すぐれた耐摩耗性を示すＦｅ基焼結合金製バルブシートを製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353484B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017066531A (ja) * | 2016-11-02 | 2017-04-06 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 生産性および耐食性が高く安価な硬質粉末を用いた鉄基耐摩耗焼結合金用硬質粒子および鉄基耐摩耗焼結合金 |
| US10265767B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-04-23 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Alloy powder, and shot material for shot peening, powder metallurgical composition and iron-based sintered alloy using the same |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP21953294A patent/JP3353484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10265767B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-04-23 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Alloy powder, and shot material for shot peening, powder metallurgical composition and iron-based sintered alloy using the same |
| JP2017066531A (ja) * | 2016-11-02 | 2017-04-06 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 生産性および耐食性が高く安価な硬質粉末を用いた鉄基耐摩耗焼結合金用硬質粒子および鉄基耐摩耗焼結合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3353484B2 (ja) | 2002-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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