JPS58157952A - 耐熱耐摩耗性および被削性にすぐれた内燃機関用弁座 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、すぐれた耐熱耐摩耗性および被剛性を有す
る内燃機関用弁座（バルブシート）に関するものである
。

従来、例えば内燃機関用燃料として船人ガソリンが使用
され、前記船人ガソＩ）７においては、これが燃焼する
際に、前記ガソリン中に含有させたアルキル鎖から無機
鉛が生成し、この生成無機鉛はその１部が弁および弁座
に付着することから。

前記弁および弁座の耐酸化性（ここでは耐熱性および耐
食性をいう）、自己潤滑性および耐摩耗性が著しく改善
され、その機能を十分発揮するものであったが、時代の
趨勢により前記箱入ガソリンの使用が不可能となシ、シ
たがってガソリン中の鉛効果は期待できないのが現状で
ある。

る耐酸化性および耐摩耗性ｃ以下これら両特性を合せ゛
て耐熱耐摩耗性という）を有し、さらに自己潤滑性およ
び被剛性にもすぐれた内燃機関用弁座を得べく１材質面
から研究を行なった結果１重量％で、　Ｏ：　０．４〜
２．０％、　（ｕ：　０．５〜９．５９１゜８：０．３
〜４．０％を含有し、さらにＯｒ：０．５〜５．０係お
よびＭｏ　：　０．５〜５．０係のうちの１種または２
種を含有し、残シがＦｅと不可避不純物からなる組成、
並びに素地の結晶粒界に素地との密着性が良好な硫化物
相、および炭化物相が均一に分散した組織をもつと共に
、５〜３０チの多孔率をもった多孔質焼結体の多孔に、
（’ｕを溶浸してなる材料で構成された内燃機関用弁座
は、すぐれた耐熱耐摩耗性および自己潤滑性を有し、か
つ被剛性にもすぐれたものでめシ、したがって、これを
燃料として無鉛ガソリンを使用する内燃機関の弁座とし
て用いた場合にすぐれた性能を発揮するという知見を得
たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成および多孔率を上記のとおりに限定
した理由を説明する。

ｂ）　　ｃ Ｃ成分には素地に固溶して、これを強化すると共に硬化
し、もって耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含
有量が０．４チ未満では所望の高強度を確保することが
できず、一方２．０係を越えて含有させると脆化するよ
うになることから、その含有量を０．４〜２．０係と定
めた。

（ｂ）　　Ｃｕ Ｃｕ成分には、耐酸化性（耐食性）および自己潤滑性を
向上させる作用があるが、その含有量が０．５チ未満で
は前記作用に所望の効果が得られず。

一方９．５％を越えて含有させると、多孔質焼結体の製
造時に焼結性がそこなわれるようになると共に１強度も
低下するようになることから、その含有量を０．５〜９
．５係と定めた。

（ｃ）　　Ｓ Ｓ成分には、　Ｆｅ成分と結合して、素地の結晶粒界に
均一に分散し、かつ素地との密着性が良好な硫化物相を
形成し、もって弁座にすぐれた自己潤滑性および被剛性
を付与する作用があるが、その含有量が０．３１未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方４．０係を越
えて含有させると強度低下が著しくなることから、その
含有量を０．３〜４．０係と定めた。

（ａ）ＯｒおよびＭ。

これらの成分には、その一部が素地に固溶して耐酸化性
（耐熱性）１向上させ、残シの大部分がＣと結合して素
地中に均一に分散する炭化物相を形成し、もって耐熱耐
摩耗性を向上させる作用がおるが、その含有量がそれぞ
れ０．５チ未満では耐熱耐摩耗性に所望の向上効果が得
られず、一方それぞれ５．０１　’ｉ越えて含有させる
と１強度が急激に低下するようになるほか、被剛性も著
しく劣化するようになることから、それぞれの含有量を
０．５〜５．０チと定め友。　　。

（ｅ）　　多孔率 ５チ未満の多孔率では、Ｏｕの溶浸量が不十分で所望の
耐酸化性（耐食性）および自己潤滑性、さらに被剛性を
確保することができず、一方３０係を越えた多孔率にす
ると、相対的に多孔質焼結体の強度が著しく低下するよ
うになることから、その多孔率を５〜３０憾と定めた。

なお、この発明の内燃機関用弁座は、通常の粉末冶金法
およびＯｕ溶浸法を用いて製造することができるが％Ｓ
成分含有のための原料粉末としては。

Ｆｅ−８合金粉末や、表面に硫化鉄を被覆したＦｅ粉末
などを用いるのが望ましく、また冷間圧縮焼結法を適用
するのが望ましい。

つぎに、この発明の弁座を実施例により具体的に説明す
る。

実施例 原料粉末として、いずれも粒度：　−１００ｍθｓｈｉ
有するｓ：ｏ、２７１含有のＦｅ−８合金粉末、Ｓ：１
、４５１含有のＰｅ−８合金粉末、Ｓ：ｓ、８２ｓ含有
のＦｅ−８合金粉末、同じく粒度ニー１００ｍθ８ｈの
硫化鉄被覆Ｆｅ粉末（ｓ：１．５２係含有）、同一１０
０ｍｅｓｈのＦｅ粉末、同一１００　ｍｅｓｈの黒鉛粉
末。

同−Ｉ　Ｑ　Ｑ　ｍｅｓｈのＣｕ粉末、いずれも同一１
００　ｍｅｓｈのＣｒ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、混合した後、
３〜７ｔｏｎ／ｍの圧力で弁座用圧粉体に成形し、この
圧粉体を中性または還元性雰囲気中、温度：１１３０℃
に３０分間保持の条件で焼結して、それぞれ第１表に示
される成分組成および多孔率をもった多孔質焼結体を製
造し、引続いてこれらの多孔質焼結体の多孔にＯｕ’ｊ
ｚ溶浸することによって本発明弁座１〜１５および比較
弁座１〜１２をそれぞれ製造した。

なお、比較弁座１〜１２は、いずれも多孔質焼結体の構
成成分のうちのいずれかの成分含有量および多孔率（第
１表に秦印を付したもの）がこの発明の範囲から外れた
組成をもつものである。

ついで、この結果得られた本発明弁座１〜１５および比
較弁座１〜１２について、物理的性質を測定すると共＆
Ｃ，耐熱耐摩耗性および自己潤滑性を評価する目的で摩
耗耐久性試験を行なった。

摩耗耐久性試験は、実用試験にシュミレートさせた自動
温度制御付偏心カム駆動式の熱間繰返し衝撃を行なう弁
−弁座摩耗試験機を用い、雰囲気：プロパンガス燃焼雰
囲気、弁材質：Ｊ工Ｅｌ−８ＵＨ−３Ｂ、弁温度二８０
０℃、弁座温度＝３６０℃、ストロークニア■、運転回
数：　３０００回／分、運転時間：５０時間の条件で行
ない、試験後の弁座摩耗深さを測定した。これらの測定
結果を第１宍に合せて示した。なお、第１表には比較の
目的で。

主として弁座として現在用いられているマルテンサイト
系の耐熱鋼（ｙ工５−ｓｎＨ４）に相当する組成をもっ
た弁座（以下従来弁座という）の叫−条件での測定値も
合せて示した。

第１表に示される結果から１本発明弁座ｌ〜１５は、い
ずれも従来弁座と同等の圧環強さをもち、かつ従来弁座
に比して一段とすぐれた摩耗耐久試験結果を示すことが
明らかである。また比較弁座１〜１２に見られるように
、多孔質焼結体を構成する成分の含有量および多孔率が
この発明の範囲から外れると満足する特性を示さないこ
とも明らかである。

上述のように、この発明の弁座は、すぐれた耐熱耐摩耗
性および自己潤滑性を有するので、特に燃料として無鉛
ガソリンなどを使用する内燃機関の弁座として用いた場
合にすぐれた性能を発揮し。

さらに快削性を有するので１機械的切削による製造が容
易であるなど工業上有用な特性を有するのである。

出願人　　三菱金属株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃｊ　：　０．４〜２．０％、　Ｃ！ｕ：　０．５〜９
   ．５　ｓ、　Ｓ　：０．３〜４．０係を含有し、さらに
   Ｏｒ　：　０．５〜５．０係およびＭｏ　：　０．５〜
   ５．０憾のうちの１種または２種を含有し、残シがＦθ
   と不可避不純物からなる組成（以上重量係）、並びに素
   地の結晶粒界に素地との密着性が良好な硫化物相、およ
   び炭化物相が均一に分散した組織をもつと共に、５〜３
   ０チの多孔率をもった多孔質焼結体の多孔に、Ｃｕｉ溶
   浸してなる耐熱耐摩耗性および被剛性にすぐれた内燃機
   関用弁座。