JPS5828064A - 複合バルブシ−ト及びその製造方法 - Google Patents
複合バルブシ−ト及びその製造方法Info
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- JPS5828064A JPS5828064A JP12525881A JP12525881A JPS5828064A JP S5828064 A JPS5828064 A JP S5828064A JP 12525881 A JP12525881 A JP 12525881A JP 12525881 A JP12525881 A JP 12525881A JP S5828064 A JPS5828064 A JP S5828064A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/42—Valve seats
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は焼結合金製の複合バルブシートに関するもので
あり、特に高温高負荷機関や、高速機関で使用されるバ
ルブシートに適するものである。
あり、特に高温高負荷機関や、高速機関で使用されるバ
ルブシートに適するものである。
内燃機関用のバルブシートとしては１無鉛ガソリン機関
に採用されて以来焼結バルブシートが一般的に用いられ
ている。しかしながら焼結合金製・パルプシー１・は比
較的に温度条件のゆるやかなガソリン機関以外では種々
の理由により使用され難いものであった。
に採用されて以来焼結バルブシートが一般的に用いられ
ている。しかしながら焼結合金製・パルプシー１・は比
較的に温度条件のゆるやかなガソリン機関以外では種々
の理由により使用され難いものであった。
まずその理由の第一に高温高負荷機関では燃焼室に直接
さらされるバルブシートが熱疲労し、シリンダヘノドか
ら抜は落ち易くなることがあり、次に焼結バルブシート
自体の熱伝導率が劣ることによるバルブシートの蓄熱化
とそれに伴う摩耗の進行があげられる。
さらされるバルブシートが熱疲労し、シリンダヘノドか
ら抜は落ち易くなることがあり、次に焼結バルブシート
自体の熱伝導率が劣ることによるバルブシートの蓄熱化
とそれに伴う摩耗の進行があげられる。
この焼結合金製バルブシートの欠点は馬主として焼結合
金に固有の空孔の存在によるものであり、空孔の存在に
よる靭性の低さに起因するもので不可避的な問題とされ
る。
金に固有の空孔の存在によるものであり、空孔の存在に
よる靭性の低さに起因するもので不可避的な問題とされ
る。
かかる焼結合金における空孔の存在に伴う不可避的問題
を解決する手段として電空孔の封孔処理を行う方法と翫
異種材料を複合した複合バルブシートとする方法１及び
それらを組合わせた方法がとられるもので・あった。そ
のうち最も一般的な手断として用いられる溶浸方法によ
って補強されたバルブシートは熱伝導性及び熱疲労強度
では改善されるものの、熱膨張率が大きく、アルミニウ
ムシリンダヘッドには適合されうるものの、一般的に高
温高負荷機関で使用される鋳鉄製シリンダプロソクに対
しては熱膨張率が過大でアシ、充分々靭性を有し々い焼
結合金は使用され得ないものであった。
を解決する手段として電空孔の封孔処理を行う方法と翫
異種材料を複合した複合バルブシートとする方法１及び
それらを組合わせた方法がとられるもので・あった。そ
のうち最も一般的な手断として用いられる溶浸方法によ
って補強されたバルブシートは熱伝導性及び熱疲労強度
では改善されるものの、熱膨張率が大きく、アルミニウ
ムシリンダヘッドには適合されうるものの、一般的に高
温高負荷機関で使用される鋳鉄製シリンダプロソクに対
しては熱膨張率が過大でアシ、充分々靭性を有し々い焼
結合金は使用され得ないものであった。
一方異種材料を組合せた複合バルブシートによって改善
しようとするもの島例えば特開昭５３−７９９１１号、
特開昭５８−６８６０５号、特開昭４９−８８１１２号
、特開昭５２−１４７３２６号一及び実開開４８−９８
０６号＼実開昭６２− ８ ２ ６ ０ ７号等が提案
されており、それぞれ様々な目的及び構成がとられてい
る。
しようとするもの島例えば特開昭５３−７９９１１号、
特開昭５８−６８６０５号、特開昭４９−８８１１２号
、特開昭５２−１４７３２６号一及び実開開４８−９８
０６号＼実開昭６２− ８ ２ ６ ０ ７号等が提案
されており、それぞれ様々な目的及び構成がとられてい
る。
従来上記の複合バルブシートのうち高温高負荷機関に使
用され得るものとしては１母材が鋼であり一バルブ当υ
面に焼結合金を配したもの（特開昭５２−１４７８２６
号）しか実用され得々いものであった。その主たる理由
は、前記した如き焼結合金の熱膨張率が鋳鉄と著しく異
々ることによるもので１異なる焼結合金を複合した複合
バルブシートはもっばら経済的な効果を目的としたもの
（特開昭４９−９８９０９号など）であった。
用され得るものとしては１母材が鋼であり一バルブ当υ
面に焼結合金を配したもの（特開昭５２−１４７８２６
号）しか実用され得々いものであった。その主たる理由
は、前記した如き焼結合金の熱膨張率が鋳鉄と著しく異
々ることによるもので１異なる焼結合金を複合した複合
バルブシートはもっばら経済的な効果を目的としたもの
（特開昭４９−９８９０９号など）であった。
本発明は、目的とするところの高温高負荷機関に適用さ
れる、高い疲労強度と、熱伝導性、及び適度の熱膨張率
を有するバルブシートを、上記の複合バルブシート１々
かでも異なる二種の焼結合金による複合バルブシートと
する手段をとって達成しようとするものでアシ〜そのた
めに特別な焼結合金を用い＼かつ特別の製造方法によっ
て達成されるものである。
れる、高い疲労強度と、熱伝導性、及び適度の熱膨張率
を有するバルブシートを、上記の複合バルブシート１々
かでも異なる二種の焼結合金による複合バルブシートと
する手段をとって達成しようとするものでアシ〜そのた
めに特別な焼結合金を用い＼かつ特別の製造方法によっ
て達成されるものである。
以下本発明を詳細に説明する。
まず本発明は第一発明である複合バルブシートと九第二
発明である複合バルブシートの製造方法とによりなり、
かつ第一発明は第二発明の製造方法によって達成される
ものである。
発明である複合バルブシートの製造方法とによりなり、
かつ第一発明は第二発明の製造方法によって達成される
ものである。
第一発明の要旨とするところは、特許請求の範囲に記載
した如く、摺動面を形成する第１焼結合金が空孔が体積
％で１１〜１８％である固相鉄系御粘合金であり＼かつ
シリンダヘッドとの嵌合部を形成する第二焼結合金が１
空孔が体積％で２〜５％である液相焼結合金である複合
バルブシート′である。
した如く、摺動面を形成する第１焼結合金が空孔が体積
％で１１〜１８％である固相鉄系御粘合金であり＼かつ
シリンダヘッドとの嵌合部を形成する第二焼結合金が１
空孔が体積％で２〜５％である液相焼結合金である複合
バルブシート′である。
複合バルブシートは第１図に示す如く一パルプとの摺動
面３を含む第一焼結合金１と、シリンダヘッド５との嵌
合部を形成する第二焼結合金２とにより力るものである
が、第一焼結合金に求められる基本的な性質として、ま
ず耐摩耗性が充分である必要がある。そのためには第一
焼結合金には硬質粒子と１空孔の共存が必要であυ、か
つ基地組織の強靭さも要求される。かかる第１焼結合金
としては種々の焼結合金が提案されているが、本発明に
あっては＼これら焼結合金のうち１少なくとも空孔量が
体積％で１１〜１８％であり＼がっ同相焼結された焼結
合金から選ばれる必要があるその理由として、まず空孔
は一面で靭性の低下及び疲労強度の低下−さらに被剛性
の低下を生ずるものの１焼結空孔は１焼結過程において
酸化膜を形成するものであシ１酸化膜がバルブとの当接
面に介在することによる摺動特性の向上が達成されるも
のである。というのも酸化膜はそれ自体の）硬度が高く
、かつ摩耗係数が低いものであり、高温条件化での耐食
性に効果が高いことがあげられる。この空孔量について
は１８体積％を超えた場合には前記した如き空孔過多に
よる靭性低下、疲労強度の低下が著しく、１８％以下で
ある必要がありへ一方１１体積％未満にしようとすると
、後で記す如く固相焼結が不可能となるばがシで々く、
酸化膜の形成量に不足し）耐摩耗性の効果に劣るため、
１１〜１８体積％で選択される必要がある。又バルブシ
ートとして必要カ後記する如き材料では均一な密度の圧
粉体を得るのに成形圧力に制限があり１圧粉体の空孔率
が１０〜２０％しがとりえないことにもよる。
面３を含む第一焼結合金１と、シリンダヘッド５との嵌
合部を形成する第二焼結合金２とにより力るものである
が、第一焼結合金に求められる基本的な性質として、ま
ず耐摩耗性が充分である必要がある。そのためには第一
焼結合金には硬質粒子と１空孔の共存が必要であυ、か
つ基地組織の強靭さも要求される。かかる第１焼結合金
としては種々の焼結合金が提案されているが、本発明に
あっては＼これら焼結合金のうち１少なくとも空孔量が
体積％で１１〜１８％であり＼がっ同相焼結された焼結
合金から選ばれる必要があるその理由として、まず空孔
は一面で靭性の低下及び疲労強度の低下−さらに被剛性
の低下を生ずるものの１焼結空孔は１焼結過程において
酸化膜を形成するものであシ１酸化膜がバルブとの当接
面に介在することによる摺動特性の向上が達成されるも
のである。というのも酸化膜はそれ自体の）硬度が高く
、かつ摩耗係数が低いものであり、高温条件化での耐食
性に効果が高いことがあげられる。この空孔量について
は１８体積％を超えた場合には前記した如き空孔過多に
よる靭性低下、疲労強度の低下が著しく、１８％以下で
ある必要がありへ一方１１体積％未満にしようとすると
、後で記す如く固相焼結が不可能となるばがシで々く、
酸化膜の形成量に不足し）耐摩耗性の効果に劣るため、
１１〜１８体積％で選択される必要がある。又バルブシ
ートとして必要カ後記する如き材料では均一な密度の圧
粉体を得るのに成形圧力に制限があり１圧粉体の空孔率
が１０〜２０％しがとりえないことにもよる。
さらに本発明第一焼結合金は１固相焼結である必要があ
るが１これは添加元素及び−焼結温度によって液相が発
生した場合に下記の理由によりバルブとの摺動面に悪影
響を及ぼすことによる。
るが１これは添加元素及び−焼結温度によって液相が発
生した場合に下記の理由によりバルブとの摺動面に悪影
響を及ぼすことによる。
まずバルブとの摺動面を形成する第一焼結合金において
の空孔量については先に記した如く１１〜１８体積％で
選択される必要があるが、高温焼結により液相が進行し
た場合に空孔量は全体として低減される反面で１粗大な
空孔が形成され易く、この現象は特に焼結温度が高くて
液相が発生した場合に著しく、液相発生に伴うこれら粗
大空孔は靭性の著しい低下を発生するものである。従っ
て均一であシ１かつ適度の量の空孔量を得るためには固
相焼結である必要がある。
の空孔量については先に記した如く１１〜１８体積％で
選択される必要があるが、高温焼結により液相が進行し
た場合に空孔量は全体として低減される反面で１粗大な
空孔が形成され易く、この現象は特に焼結温度が高くて
液相が発生した場合に著しく、液相発生に伴うこれら粗
大空孔は靭性の著しい低下を発生するものである。従っ
て均一であシ１かつ適度の量の空孔量を得るためには固
相焼結である必要がある。
かかる本発明第一焼結合金は従来一般的に用いられてい
るバルブシート用焼結合金、例えば特公昭５１−１３０
９８号１特公昭５１−４４４８９号、特開昭５ｌ−ｆＪ
８６１０号、特開昭５３−１２１８１８号の如き成分よ
り々る焼結合金を調整することによって得ることが可能
であるが、これら先行技術にある如く、本発明第一焼結
合金においても１１〜１８体積％の空孔量を有し、かつ
（Ｃｒｓ ００％ Ｗ ％ Ｔｉ、Ｎｉｓ Ｍｏ）の硬
質粒子形成元素の一種又は二種以上を合計で ５〜３０
重量％含み、かつＣ００８〜２．５重量％含む鉄系の焼
結合金材であることが望ましい。
るバルブシート用焼結合金、例えば特公昭５１−１３０
９８号１特公昭５１−４４４８９号、特開昭５ｌ−ｆＪ
８６１０号、特開昭５３−１２１８１８号の如き成分よ
り々る焼結合金を調整することによって得ることが可能
であるが、これら先行技術にある如く、本発明第一焼結
合金においても１１〜１８体積％の空孔量を有し、かつ
（Ｃｒｓ ００％ Ｗ ％ Ｔｉ、Ｎｉｓ Ｍｏ）の硬
質粒子形成元素の一種又は二種以上を合計で ５〜３０
重量％含み、かつＣ００８〜２．５重量％含む鉄系の焼
結合金材であることが望ましい。
」二記の（Ｃｒｓ Ｃｏｓ Ｗ ％ Ｔｉ５Ｎｂ％ Ｍ
ｏ）の元素は、炭化物、又は複合炭化物、あるいはＦｅ
−Ｍｏ粒子等の合金粒子として硬質粒子を形成するもの
であり、本発明の如く１１〜１８容量％の空孔量のもの
において、これら硬質粒子が摺動面でのベアリング効果
をなすものであり、３０重量％を超えた場合には基地中
にこれら元素が過多に固溶し、脆化が著しく、 ５重量
％未満であるとこれらの硬質粒子量が過少となり効果を
生じないため ５〜３０重量％で選ばれねばならない。
ｏ）の元素は、炭化物、又は複合炭化物、あるいはＦｅ
−Ｍｏ粒子等の合金粒子として硬質粒子を形成するもの
であり、本発明の如く１１〜１８容量％の空孔量のもの
において、これら硬質粒子が摺動面でのベアリング効果
をなすものであり、３０重量％を超えた場合には基地中
にこれら元素が過多に固溶し、脆化が著しく、 ５重量
％未満であるとこれらの硬質粒子量が過少となり効果を
生じないため ５〜３０重量％で選ばれねばならない。
一方Ｃは炭化物形成と基地組織の調整に必要であり、０
．８％未満であると炭化物量が過少となり％ ２． ５
９６を超えた場合に炭化物量が過大となって全体的な脆
化をきたす。どれら元素の他に基地中に固溶して耐熱性
及び強度を向上する目的で（Ｎｉ、Ｃｕ）が適量添加さ
れることも望ましい。但し、ＣｕＳＳｉ、Ｐ ％Ｂを添
加しようとした場合、これら元素が比較的少量でも液相
を生じ易く、かつ（Ｃｒｓ ００％ Ｗ Ｎ Ｔｉ、
ＮｂＳＭｏ）を ５〜３０重量％、Ｃ０１８〜３゜０９
６を含むものにあっては、基地に固溶して脆化をうなが
すために、添加はさけることが望憧れる以上記した第一
焼結合金は、耐摩耗性及び摺動面として必要な靭性は有
するものであるが、本発明にあっては以下に記す如き第
二焼結合金との複合によってのみその目的を達成しうる
。
．８％未満であると炭化物量が過少となり％ ２． ５
９６を超えた場合に炭化物量が過大となって全体的な脆
化をきたす。どれら元素の他に基地中に固溶して耐熱性
及び強度を向上する目的で（Ｎｉ、Ｃｕ）が適量添加さ
れることも望ましい。但し、ＣｕＳＳｉ、Ｐ ％Ｂを添
加しようとした場合、これら元素が比較的少量でも液相
を生じ易く、かつ（Ｃｒｓ ００％ Ｗ Ｎ Ｔｉ、
ＮｂＳＭｏ）を ５〜３０重量％、Ｃ０１８〜３゜０９
６を含むものにあっては、基地に固溶して脆化をうなが
すために、添加はさけることが望憧れる以上記した第一
焼結合金は、耐摩耗性及び摺動面として必要な靭性は有
するものであるが、本発明にあっては以下に記す如き第
二焼結合金との複合によってのみその目的を達成しうる
。
即ち本発明の第一焼結合金は、ガソリン機関であり、か
つアルミニウムシリンダヘッドを有する機関程度の低温
低負荷には抜は落ちに対しての強度を有するものの飄そ
れ以上の高負荷機関では使用され得ない。これは前記し
た如くか々υ多量の空孔量を有し、かつ硬質粒子を多量
に有する耐摩耗性向上の効果を得る」二での必然的結果
であるが、本発明においてはこの第一焼結合金に複合す
るのに、結合強度が強く為かつ靭性に著しく優れた第二
焼結合金を複合させたことによって解決するものである
。
つアルミニウムシリンダヘッドを有する機関程度の低温
低負荷には抜は落ちに対しての強度を有するものの飄そ
れ以上の高負荷機関では使用され得ない。これは前記し
た如くか々υ多量の空孔量を有し、かつ硬質粒子を多量
に有する耐摩耗性向上の効果を得る」二での必然的結果
であるが、本発明においてはこの第一焼結合金に複合す
るのに、結合強度が強く為かつ靭性に著しく優れた第二
焼結合金を複合させたことによって解決するものである
。
かかる第二焼結合金としては、空孔量が体積％にて２〜
５９６の液相焼結合金である必要がある。
５９６の液相焼結合金である必要がある。
捷ず複合するには焼結合金を配する理由としては焼結合
金とすることによって結合強度を得るものである。焼結
合金を他の部利、例えば鋼や、鋳鉄と結合しようとした
場合に、その方法としての溶接方法は熱歪が大きく、ろ
う付や拡散結合では結合強度が得難いものであるが、焼
結合金同志の場合は、互いに拡散結合し易い理由によっ
て極めて強い結合強度が得られるものである。
金とすることによって結合強度を得るものである。焼結
合金を他の部利、例えば鋼や、鋳鉄と結合しようとした
場合に、その方法としての溶接方法は熱歪が大きく、ろ
う付や拡散結合では結合強度が得難いものであるが、焼
結合金同志の場合は、互いに拡散結合し易い理由によっ
て極めて強い結合強度が得られるものである。
次に第二焼結合金の空孔量については、空孔量の多さは
、焼結合金の強度及び疲労強度とほぼ比例的関係にあり
、強度を得るためには空孔量は小さければ小さいほど良
い。しかしながら鉄系の焼結合金では合金元素添加量に
もよるが２体積％未満にしようとした場合に焼結鍛造等
の機械的工程を含捷ずしては達成されず、さらに２体積
％未満では実質的な強度及び疲労強度においてバルブシ
ートとして使用する分にはほとんど効果に差がない理由
により、さらには一般に２体積％以下まで空孔量を低減
するために焼結温度を上げるか為又は時間を長くした場
合に１部分的な粗大空孔の発生があり、２体積％以上で
選ばれることが必要である。一方空孔量が５体積％を超
えた場合に、空孔量と強度がほぼ比例的に劣化するだめ
に、強度及び熱疲労強度が要求されるバルブシートにあ
っては５体積％以下の空孔とする必要がある。
、焼結合金の強度及び疲労強度とほぼ比例的関係にあり
、強度を得るためには空孔量は小さければ小さいほど良
い。しかしながら鉄系の焼結合金では合金元素添加量に
もよるが２体積％未満にしようとした場合に焼結鍛造等
の機械的工程を含捷ずしては達成されず、さらに２体積
％未満では実質的な強度及び疲労強度においてバルブシ
ートとして使用する分にはほとんど効果に差がない理由
により、さらには一般に２体積％以下まで空孔量を低減
するために焼結温度を上げるか為又は時間を長くした場
合に１部分的な粗大空孔の発生があり、２体積％以上で
選ばれることが必要である。一方空孔量が５体積％を超
えた場合に、空孔量と強度がほぼ比例的に劣化するだめ
に、強度及び熱疲労強度が要求されるバルブシートにあ
っては５体積％以下の空孔とする必要がある。
又）第二焼結部材のこのような２〜５体積％の空孔量を
実現するためには同相焼結では得られず液相焼結によっ
てのみ得られるものである。さらにかかる液相焼結をす
る場合に１原料粉の粒子大きさ及び、添加元素によって
は空孔量の低減と共に、著しい粗大空孔が生じる可能性
が高いため、アトマイズ粉と称せられる平均粒径１００
μ以下の微粉を用い、さらに重量％で０１．０〜３．０
％、（Ｐ ＸＢ ％ ｓｌ）のうち一種又は二種以上を
合計で０．８〜２． ０９６含む鉄系焼結合金であるこ
とが望ましい。Ｃは基地組織の調整と液相温度の低下の
効果の目的で添加されるもので、１．０％未満であると
液相の発生が不均一かつ少ないため空孔量が過大かつ粗
大となり＼一方ａ、ｏ９６を超えた場合に、他の添加元
素量にもよるが、基地中にセメンタイトが生じ、靭性及
び被剛性が劣化するため、１．０〜３．０重量％で選択
される。又（Ｐ ％ Ｂ ％ Ｓｉ）は微量の添加で液
相発生温度を下げるため、比較的低温で液相焼結できる
ことに伴う空孔の粗大化防止が計られるが九合引量で０
゜８％未満であると効果がなく１一方２．０％を超えた
場合に焼結合金の靭性を大きく下げるためＫＯ１８〜２
．０％で選択される。これら（Ｐ ＳＢ、Ｓｌ）を添加
した場合に不可避的に低下する靭性を補うため、（Ｃｒ
ｓ Ｎｉ、Ｃｕ為Ｍｏ）のうちから一種又は二種以上を
２〜８重量％以下添加することも場合により必要となる
。これらの添加元素は基地中に固溶して基地強度の向上
作用をするが、８重量％を超えてもその効果は向上せず
、一方２重量％未満では強度向」二の効果がなく２〜８
重量％で選択される。
実現するためには同相焼結では得られず液相焼結によっ
てのみ得られるものである。さらにかかる液相焼結をす
る場合に１原料粉の粒子大きさ及び、添加元素によって
は空孔量の低減と共に、著しい粗大空孔が生じる可能性
が高いため、アトマイズ粉と称せられる平均粒径１００
μ以下の微粉を用い、さらに重量％で０１．０〜３．０
％、（Ｐ ＸＢ ％ ｓｌ）のうち一種又は二種以上を
合計で０．８〜２． ０９６含む鉄系焼結合金であるこ
とが望ましい。Ｃは基地組織の調整と液相温度の低下の
効果の目的で添加されるもので、１．０％未満であると
液相の発生が不均一かつ少ないため空孔量が過大かつ粗
大となり＼一方ａ、ｏ９６を超えた場合に、他の添加元
素量にもよるが、基地中にセメンタイトが生じ、靭性及
び被剛性が劣化するため、１．０〜３．０重量％で選択
される。又（Ｐ ％ Ｂ ％ Ｓｉ）は微量の添加で液
相発生温度を下げるため、比較的低温で液相焼結できる
ことに伴う空孔の粗大化防止が計られるが九合引量で０
゜８％未満であると効果がなく１一方２．０％を超えた
場合に焼結合金の靭性を大きく下げるためＫＯ１８〜２
．０％で選択される。これら（Ｐ ＳＢ、Ｓｌ）を添加
した場合に不可避的に低下する靭性を補うため、（Ｃｒ
ｓ Ｎｉ、Ｃｕ為Ｍｏ）のうちから一種又は二種以上を
２〜８重量％以下添加することも場合により必要となる
。これらの添加元素は基地中に固溶して基地強度の向上
作用をするが、８重量％を超えてもその効果は向上せず
、一方２重量％未満では強度向」二の効果がなく２〜８
重量％で選択される。
さらにこれら合金元素の添加量は合金元素の添加に伴っ
て変化するものであるが、空孔量を２〜５体積％とした
本発明の場合には空孔量の多い焼結合金に比して熱膨張
率が太きい。従ってできるだけシリンダヘッドとの熱膨
張率を合わせるために合金元素の添加が有効であり、そ
のためにも（Ｃｒｓ Ｎｉｓ Ｃｕｓ Ｍｏ）のうちか
ら適するものを２〜８重量％添加することが有利である
。
て変化するものであるが、空孔量を２〜５体積％とした
本発明の場合には空孔量の多い焼結合金に比して熱膨張
率が太きい。従ってできるだけシリンダヘッドとの熱膨
張率を合わせるために合金元素の添加が有効であり、そ
のためにも（Ｃｒｓ Ｎｉｓ Ｃｕｓ Ｍｏ）のうちか
ら適するものを２〜８重量％添加することが有利である
。
以上記した如く本発明第一発明においては同相焼結によ
る空孔量１１〜１８体積％の第一焼結合金と、液相焼結
による空孔量２〜５体積％の第二焼結合金とを複合した
ことにより、充分々耐摩耗性と、強度及び熱疲労強度及
び適度の熱膨張係数を有する複合バルブシートな得るこ
とが可能となるものである。
る空孔量１１〜１８体積％の第一焼結合金と、液相焼結
による空孔量２〜５体積％の第二焼結合金とを複合した
ことにより、充分々耐摩耗性と、強度及び熱疲労強度及
び適度の熱膨張係数を有する複合バルブシートな得るこ
とが可能となるものである。
かかる第一発明の複合バルブシートを得ようとした場合
には下記の如き本発明第二発明である複合バルブシート
の製造方法によることが必要であ第二発明の要旨とする
ところは、特許請求の範囲に記載した如く＼ 平均粒径１００μ以下の第二の粉末を圧粉成形した後に
、該第二の粉末の液相を生じる温度にて焼結し、−次焼
結体を形成した後に、第一の粉末を圧粉成形し蔦この第
一の粉末と前記−次焼結体を組付けた後に＼第一の粉末
の固相焼結温度にて二次焼結されてなる複合バルブシー
トにある。
には下記の如き本発明第二発明である複合バルブシート
の製造方法によることが必要であ第二発明の要旨とする
ところは、特許請求の範囲に記載した如く＼ 平均粒径１００μ以下の第二の粉末を圧粉成形した後に
、該第二の粉末の液相を生じる温度にて焼結し、−次焼
結体を形成した後に、第一の粉末を圧粉成形し蔦この第
一の粉末と前記−次焼結体を組付けた後に＼第一の粉末
の固相焼結温度にて二次焼結されてなる複合バルブシー
トにある。
これは従来の焼結合金複合バルブシートでは、二種の粉
末をプレス金型中に二層に充填した後に圧粉成形し、焼
結するか、あるいは別個にそれぞれ圧粉成形した後に組
付けて二次焼結されるものであったが、本発明第一発明
の複合バルブシートにおいてはこれらの従来の製造方法
は全く用いられ得ない。というのも、通常固相焼結のも
のは寸法変化率が０．１〜０．８％程度であり、液相焼
結のものは２〜１０９６の寸法変化が存在するためであ
って１具体的に本発明第一発明に適する第一焼結合金（
７）ＣＯ，８−２，５％、（Ｃｚ、 Ｃｏ、 Ｖｊ 。
末をプレス金型中に二層に充填した後に圧粉成形し、焼
結するか、あるいは別個にそれぞれ圧粉成形した後に組
付けて二次焼結されるものであったが、本発明第一発明
の複合バルブシートにおいてはこれらの従来の製造方法
は全く用いられ得ない。というのも、通常固相焼結のも
のは寸法変化率が０．１〜０．８％程度であり、液相焼
結のものは２〜１０９６の寸法変化が存在するためであ
って１具体的に本発明第一発明に適する第一焼結合金（
７）ＣＯ，８−２，５％、（Ｃｚ、 Ｃｏ、 Ｖｊ 。
Ｔ１、Ｎｂ、 Ｍｏ）のうち一種又は二種を 夕〜３０
％含む鉄系焼結合金で約０．５％の収縮量を持つのに対
して、第二焼結合金であるＣ１．０〜３．０％、（Ｐ
ＸＢ ％ ｓｉ）のうち一種又は二種以上を０．８〜２
． ５９１；含むものでは約６９６の収縮量があって、
これらの焼結合金を同時に焼結することは複合バルブシ
ート形状に著しい歪を生じるため全く不可能である。
％含む鉄系焼結合金で約０．５％の収縮量を持つのに対
して、第二焼結合金であるＣ１．０〜３．０％、（Ｐ
ＸＢ ％ ｓｉ）のうち一種又は二種以上を０．８〜２
． ５９１；含むものでは約６９６の収縮量があって、
これらの焼結合金を同時に焼結することは複合バルブシ
ート形状に著しい歪を生じるため全く不可能である。
本発明第二発明においては、寸法変化率の大きい第二焼
結合金を形成するところの第二の粉末を予め液相を生じ
る温度にて焼結して一次焼結体を成形してやることによ
り１この第二焼結合金の寸法変化に伴う複合バルブシー
トの変形を防ぐことがなされる。この場合に、第二の粉
末圧粉体は完成後の複合バルブシート第二焼結合金寸法
になる如く、予め寸法変化分を見込んで成形されること
はいうまでもない。
結合金を形成するところの第二の粉末を予め液相を生じ
る温度にて焼結して一次焼結体を成形してやることによ
り１この第二焼結合金の寸法変化に伴う複合バルブシー
トの変形を防ぐことがなされる。この場合に、第二の粉
末圧粉体は完成後の複合バルブシート第二焼結合金寸法
になる如く、予め寸法変化分を見込んで成形されること
はいうまでもない。
本発明第二発明ではこのように予め一次焼結された第二
焼結合金に１圧粉体の状態の第一焼結合金を組み付けて
後、第一焼結合金の同相焼結温度にて焼結することによ
り、下記の如き効果を得るものである。
焼結合金に１圧粉体の状態の第一焼結合金を組み付けて
後、第一焼結合金の同相焼結温度にて焼結することによ
り、下記の如き効果を得るものである。
即ち第二焼結合金中に含１れる（Ｐ ％ Ｂ ％ Ｓｉ
）の少量で液相を発生させ易い元素及び〜第一焼結合金
中より多く第二焼結合金中に含壕れるＣが、第−焼結合
金中に拡散することによって第一、第二の焼結合金の結
合部付近での第一、第二焼結合金の拡散による結合が進
み）結合強度を強く得るものである。
）の少量で液相を発生させ易い元素及び〜第一焼結合金
中より多く第二焼結合金中に含壕れるＣが、第−焼結合
金中に拡散することによって第一、第二の焼結合金の結
合部付近での第一、第二焼結合金の拡散による結合が進
み）結合強度を強く得るものである。
さらに第一焼結合金は一回の焼結で形成されるために、
その摺動面の組織及び空孔量が安定して得られるばかり
でなく、生産性にも優れるものである。
その摺動面の組織及び空孔量が安定して得られるばかり
でなく、生産性にも優れるものである。
かかる製造方法において１第一発明で説明した如き実施
例の月料で第一の粉末、第二の粉末が選ばれることはい
うまでもないが、特に第二の粉末は一液相焼結に伴う粗
大空孔の発生の防止と、圧粉成形時に密度を高くする効
果に優れる理由によって平均粒径１００μ以下の微細粉
を用いる必要がある。
例の月料で第一の粉末、第二の粉末が選ばれることはい
うまでもないが、特に第二の粉末は一液相焼結に伴う粗
大空孔の発生の防止と、圧粉成形時に密度を高くする効
果に優れる理由によって平均粒径１００μ以下の微細粉
を用いる必要がある。
以上記した如く本発明第二発明は、本発明第一発明を達
成する上で最も効果的な発明であるばかりでなく、生産
性及び結合強度において優′れたものである。
成する上で最も効果的な発明であるばかりでなく、生産
性及び結合強度において優′れたものである。
尚本発明にあっては第一焼結合金に溶浸を施して１第一
焼結合金部分の熱伝導率を向上させることが望ましいこ
とはいうまでもない。
焼結合金部分の熱伝導率を向上させることが望ましいこ
とはいうまでもない。
第１図は本発明の複合バルブシート実施例断面図。
何分の説明
１：第一焼結合金 ２：第二焼結合金特許出願人
日本ピストンリング株式会社
Claims (7)
- （１）二つの異なる種の焼結合金によりなる複合バルブ
シートにおいて、 バルブ摺動面を形成する第一焼結合金を固相焼結された
空孔量１１〜１８体積％の焼結合金とし、シリンダヘッ
ドと嵌合される第二焼結合金を液相焼結された空孔量２
〜５体積％の焼結合金としたことを特徴とする複合バル
ブシート。 - （２）前記第一焼結合金が１固相焼結された空孔量１１
〜１８体積％を有し、かつ成分重量％で、ＣＯ９８〜２
．５ ＄ｓ ’（Ｃｒｓ ００％ Ｗ ％ Ｔｉｓ Ｎ
ｂｓ Ｍ。 ）のうち一種又は二種以上を ５〜３０９６含む鉄系焼
結合金であることを特徴とする特許の範囲第一項記載の
複合バルブシート。 - （３）前記第二焼結合金が、液相焼結された空孔量２〜
５体積％を有し、かつ成分重量％で、ＣＩ、ｏ−ａ．Ｃ
４、（Ｐ １．８ｉｓ Ｂ ） ノうち一種又は二種以
上を０．８〜２．０％含む鉄系焼結合金であることを特
徴とする前記請求の範囲第一項記載の複合バルブシート
。 - （４）前記第二焼結合金が＼液相焼結された空孔量２〜
５体積％を有し、かつ成分重量％で、Ｃ１、ｏ−ａ．ｏ
ｐｉ、（Ｐ 、 Ｂ ＳＳｉ） （Ｄうち一種又は二種
以上をｏ．８〜２．ｏｆ４６、（Ｃｒ， Ｎｉ、ＣｕＳ
Ｍ。 ）のうち一種又は二種以上を２〜８％含むことを特徴と
する前記特許請求の範囲第一項記載の複合バルブシート
。 - （５）二種の異なる焼結合金による複合バルブシートに
おいて、 平均粒径１００μ以下の第二の粉末を圧粉成形した後に
、該第二の粉末の液相を生じる温度にて焼結し１一次焼
結体を形成した後、 第一の粉末を圧粉成形し、該圧粉成形体と前記一次焼結
体を組付けた後に１第一の粉末の同相焼結温度にて二次
焼結されてなることを特徴とする複合バルブシートの製
造方法。 - （６）前記、第二の粉末が全体としての重量％でＣ１，
０〜３．０％、 （ｐ 、 Ｂ ％ ３１）のうち一種
又は二種以」二を０．８〜２゜０％、残部実質的にＦｅ
によりなる粉末と１．０％以下の潤滑剤粉末によりなり
１前記第一の粉末が全体としての重量％で、Ｃ０１８−
２，５％、（Ｃｒｓ Ｃｏｓ Ｗ ＳＴｉ、Ｎｂ、ＭＯ
）のうち一種又は二種以上を ５〜３０％、残部実質的
にＦｅによりガる粉末と１．０％以下の潤滑削粉とによ
りなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の複
合バルブシートの製造方法。 - （７）前記第二の粉末が全体としての成分重量％で、Ｃ
１．θ〜８． ０９６、（Ｐ ＳＢ ＳＳｉ）のうち一
種又は二種以上をｏ． ８−２． ｏ９ｉ；、（Ｃ
ｒＸＮｉ、０１３％ ＭＯ）のうち一種又は二種以上を
２〜８％、残部実質的にＦｅと１．０％以下の潤滑剤と
によりなることを特徴とする前記特許請求の範囲第４項
記載の複合バルブシートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12525881A JPS5828064A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 複合バルブシ−ト及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12525881A JPS5828064A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 複合バルブシ−ト及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5828064A true JPS5828064A (ja) | 1983-02-18 |
Family
ID=14905638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12525881A Pending JPS5828064A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 複合バルブシ−ト及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5828064A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60104707A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-10 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | ２層バルブシ−ト |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55148914A (en) * | 1979-05-05 | 1980-11-19 | Goetzewerke | Valve seat ring |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP12525881A patent/JPS5828064A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55148914A (en) * | 1979-05-05 | 1980-11-19 | Goetzewerke | Valve seat ring |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60104707A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-10 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | ２層バルブシ−ト |
| JPH0310001B2 (ja) * | 1983-11-11 | 1991-02-12 | Hitachi Funmatsu Yakin Kk |
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