JPS5862306A - 内燃機関の排気用弁座およびその製造方法 - Google Patents
内燃機関の排気用弁座およびその製造方法Info
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- JPS5862306A JPS5862306A JP16223781A JP16223781A JPS5862306A JP S5862306 A JPS5862306 A JP S5862306A JP 16223781 A JP16223781 A JP 16223781A JP 16223781 A JP16223781 A JP 16223781A JP S5862306 A JPS5862306 A JP S5862306A
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- JP
- Japan
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- valve seat
- groove
- exhaust valve
- powder
- sintered
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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】
この発明は内燃機関の排気ボートに使用される弁座およ
びその製造方法に関し、特にｐｂもしくは−Ｃ１１−Ｐ
ｂ合金を溶浸した焼結材料製の排気用弁座およびその製
造方法に関するものである。
びその製造方法に関し、特にｐｂもしくは−Ｃ１１−Ｐ
ｂ合金を溶浸した焼結材料製の排気用弁座およびその製
造方法に関するものである。
近年に至り内燃機関の排気用弁座としてはＦｅ−Ｃｏ
−Ｍｅ系焼結材料の如く耐熱性、耐摩耗性に優れた焼結
材料を用いることが多くなりている。しかしながら焼結
材料は多孔質であって内部に多数Ｏ空孔が存在するから
、溶解鋳造法によって得られ友材料と比較して熱伝導率
が格段に低い。そのため焼結材料製の排気用弁座はその
使用時において排気弁の熱を奪いＫくいから、弁や弁座
が高温となって餅損を招いたシ摩耗が激しくなったシす
る欠点かある。一方、主として耐摩耗性をさらに向上さ
せる目的から、前述のような焼結材料にＰｂあるいはケ
ルメツトと称されるＣｕ −Ｐｂ合金を溶浸してなる排
気用弁座も広く使用されている。
−Ｍｅ系焼結材料の如く耐熱性、耐摩耗性に優れた焼結
材料を用いることが多くなりている。しかしながら焼結
材料は多孔質であって内部に多数Ｏ空孔が存在するから
、溶解鋳造法によって得られ友材料と比較して熱伝導率
が格段に低い。そのため焼結材料製の排気用弁座はその
使用時において排気弁の熱を奪いＫくいから、弁や弁座
が高温となって餅損を招いたシ摩耗が激しくなったシす
る欠点かある。一方、主として耐摩耗性をさらに向上さ
せる目的から、前述のような焼結材料にＰｂあるいはケ
ルメツトと称されるＣｕ −Ｐｂ合金を溶浸してなる排
気用弁座も広く使用されている。
この場合焼結体の内部の空孔の相当数のものが溶浸金属
によって封孔されるため熱伝導率は前述の場合よシも高
くなる。しかしながら溶浸処理によっても微細な空孔に
は溶浸金属が充填されず、そのため酊解鋳造法により得
られた材料と比較すれば未だに熱伝導率は相当に低く、
シたがって前述のような温度上昇による溶損や摩耗の激
化を充分に防止することは困難であった。また上述のよ
うに溶浸処理を施す場合、従来は弁座の形状に作られた
焼結体の表面からｐｂやＣｕ −Ｐｂ合金を溶浸させて
いたから、溶浸後の焼結体の表面に溶浸金属が付着して
いたり表面から溶浸金属が吹出ていたシすることが多く
、その場合溶浸処理後に表面の余分の溶浸金属を削り落
とす必要があシ、そのため加工コストが嵩むとともに、
溶浸金属の歩留シも低くなって高コストとなる問題があ
った。
によって封孔されるため熱伝導率は前述の場合よシも高
くなる。しかしながら溶浸処理によっても微細な空孔に
は溶浸金属が充填されず、そのため酊解鋳造法により得
られた材料と比較すれば未だに熱伝導率は相当に低く、
シたがって前述のような温度上昇による溶損や摩耗の激
化を充分に防止することは困難であった。また上述のよ
うに溶浸処理を施す場合、従来は弁座の形状に作られた
焼結体の表面からｐｂやＣｕ −Ｐｂ合金を溶浸させて
いたから、溶浸後の焼結体の表面に溶浸金属が付着して
いたり表面から溶浸金属が吹出ていたシすることが多く
、その場合溶浸処理後に表面の余分の溶浸金属を削り落
とす必要があシ、そのため加工コストが嵩むとともに、
溶浸金属の歩留シも低くなって高コストとなる問題があ
った。
この発明は以上の事情にｌみてなされたもので、升や弁
座が高温となって溶損したり摩耗し易くなることを有効
に防止し得るようにした焼結材料製の排気用弁座を提供
Ｌ、併せてそのような弁座を簡単かつ容易に低コストで
製造し得る方法を提供することを目的とするものである
。
座が高温となって溶損したり摩耗し易くなることを有効
に防止し得るようにした焼結材料製の排気用弁座を提供
Ｌ、併せてそのような弁座を簡単かつ容易に低コストで
製造し得る方法を提供することを目的とするものである
。
す々わちこの発明の排気用弁座は、 ｐｂもしくは料か
らなる弁座本体のシリンダヘッド側の面に周方向に沿っ
て冷却水流通用の溝を形成したものであり、このような
溝にシリンダヘッド側の水冷ジャケットを結合すること
によシ弁座本体を内側から冷却し、使用時にｉける温度
上昇を防止し得るようにしたものである。
らなる弁座本体のシリンダヘッド側の面に周方向に沿っ
て冷却水流通用の溝を形成したものであり、このような
溝にシリンダヘッド側の水冷ジャケットを結合すること
によシ弁座本体を内側から冷却し、使用時にｉける温度
上昇を防止し得るようにしたものである。
またこの発明の排気用弁座の製造方法は、焼結原料粉末
を弁座の形状に圧縮成形する際に同時に一方の面に周方
向に連続する溝を形成しておき、焼結後にその溝にＰｂ
粒もしくはＣｕ−Ｐｂ合金粒を充填し、還元性雰囲気に
おいて加熱して溝内のｐｂもしくはＣｏ−Ｐｂ合金を焼
結体中に溶浸させ、これにより焼結体中の空孔を創孔す
るとともに前記溝を冷却水の通路として残すようにした
ものである。このように冷却水通路用の溝と溶浸用金属
の充填部とを兼ねることによって製造工程を簡単化し、
温度上昇を防止した排気用弁座を簡単かつ容易に製造し
得るようにし、併せて溶浸金属を溝の内面側から焼結体
中Ｋｍ浸させることによシ溶没を効率良く行ない得るよ
うにしたのである。
を弁座の形状に圧縮成形する際に同時に一方の面に周方
向に連続する溝を形成しておき、焼結後にその溝にＰｂ
粒もしくはＣｕ−Ｐｂ合金粒を充填し、還元性雰囲気に
おいて加熱して溝内のｐｂもしくはＣｏ−Ｐｂ合金を焼
結体中に溶浸させ、これにより焼結体中の空孔を創孔す
るとともに前記溝を冷却水の通路として残すようにした
ものである。このように冷却水通路用の溝と溶浸用金属
の充填部とを兼ねることによって製造工程を簡単化し、
温度上昇を防止した排気用弁座を簡単かつ容易に製造し
得るようにし、併せて溶浸金属を溝の内面側から焼結体
中Ｋｍ浸させることによシ溶没を効率良く行ない得るよ
うにしたのである。
以下この発明をさらに詳細に説明する。
この発明の排気用弁座に使用される焼結材料は従来から
この種の弁座に使用されている耐熱・耐摩耗性に優れた
焼結材料と同様なものであれば良く、例えば後述する実
施例に示すようなＦ・−Ｃ。
この種の弁座に使用されている耐熱・耐摩耗性に優れた
焼結材料と同様なものであれば良く、例えば後述する実
施例に示すようなＦ・−Ｃ。
−Ｍｏ系焼結材料、あるいはＦ＠ −Ｃｒ −Ｍｏ系焼
結材料、Ｆ・−ＮラーＣｏ−Ｍｏ−Ｗ系焼結材料等があ
る。したがってこの発明の排気用弁座の製造方法を実旅
するにあたっては、上述のような焼結材料の原料となる
合金粉末あるいは純金属粉末やこれらの混合粉末を用意
すれば良い。もちろん実際にはこのほか必要に応じて潤
滑材粉末や黒鉛粉末等を原料粉末に添加混合する。
結材料、Ｆ・−ＮラーＣｏ−Ｍｏ−Ｗ系焼結材料等があ
る。したがってこの発明の排気用弁座の製造方法を実旅
するにあたっては、上述のような焼結材料の原料となる
合金粉末あるいは純金属粉末やこれらの混合粉末を用意
すれば良い。もちろん実際にはこのほか必要に応じて潤
滑材粉末や黒鉛粉末等を原料粉末に添加混合する。
第１図ないし第３図はこの発明の製造方法を一階的に示
すものでアシ、先ず第１図に示すように焼結原料粉末を
圧縮成形して、排気用弁座の形状を有する圧縮成形体１
、すなわち略環状の圧粉成形体１を得る。この圧縮成形
工程においては、外形を略環状に圧縮成形すると同時に
、局方向に沿って連続する溝２を軸方向の一方の側の面
３、すなわち鏝終製品の弁座にお°いてシリンダヘッド
側となる面３に形成する。次いで圧粉成形体１を焼結し
て焼結体４とした後、第２図に示すように前記溝２に溶
浸金属５としてＰｂ粒もしくはケルメツトとして知られ
；５ Ｃｕ −Ｐｂ合金粒を充填する１・そして還元性
雰囲気において前記溶浸金属５の融点よシも高い温度に
加熱して溝２内の溶浸金属５を溶融させる。斯くすれば
溶浸金属５は溝２の内面から焼結体５内の空孔に毛細管
現象によシ浸透し、これらの空孔が溶浸金属５によって
封孔される。
すものでアシ、先ず第１図に示すように焼結原料粉末を
圧縮成形して、排気用弁座の形状を有する圧縮成形体１
、すなわち略環状の圧粉成形体１を得る。この圧縮成形
工程においては、外形を略環状に圧縮成形すると同時に
、局方向に沿って連続する溝２を軸方向の一方の側の面
３、すなわち鏝終製品の弁座にお°いてシリンダヘッド
側となる面３に形成する。次いで圧粉成形体１を焼結し
て焼結体４とした後、第２図に示すように前記溝２に溶
浸金属５としてＰｂ粒もしくはケルメツトとして知られ
；５ Ｃｕ −Ｐｂ合金粒を充填する１・そして還元性
雰囲気において前記溶浸金属５の融点よシも高い温度に
加熱して溝２内の溶浸金属５を溶融させる。斯くすれば
溶浸金属５は溝２の内面から焼結体５内の空孔に毛細管
現象によシ浸透し、これらの空孔が溶浸金属５によって
封孔される。
このようＫして溶浸処理が施された後には、第３図に示
すように溝２内が再び空洞となシ、その結果冷却水通路
としての溝２を有する排気用弁座６が得られる。
すように溝２内が再び空洞となシ、その結果冷却水通路
としての溝２を有する排気用弁座６が得られる。
上述のようＫして得られた排気用弁座６は、Ｐｂもしく
はＣｕ −Ｐｂが溶浸されて焼結体内部の空孔が封孔さ
れているため熱伝導率が高くなっておシ、しかも前記溝
２に冷却水を流すことによって排気用弁座６をその内側
から冷却・抜熱することができる。すなわち例えば第４
図に示すように、弁座６の溝２をシリンダヘッド７に形
成された冷却水通路８に連通させ、シリンダヘッド７の
側の冷却水を弁座６の溝２に導入することによって弁座
６を強制冷却することができる。なお第４図において９
は排気弁である。
はＣｕ −Ｐｂが溶浸されて焼結体内部の空孔が封孔さ
れているため熱伝導率が高くなっておシ、しかも前記溝
２に冷却水を流すことによって排気用弁座６をその内側
から冷却・抜熱することができる。すなわち例えば第４
図に示すように、弁座６の溝２をシリンダヘッド７に形
成された冷却水通路８に連通させ、シリンダヘッド７の
側の冷却水を弁座６の溝２に導入することによって弁座
６を強制冷却することができる。なお第４図において９
は排気弁である。
第４図に示すように弁座６の溝２に冷却水を導入して強
制冷却することと、弁座６が溶浸処理されて熱伝導率が
高くなっていることが相俟９て、弁座６および弁９はそ
の使用時において高温となることが防止され、これによ
シ高温下での溶損や摩耗し易くなることが有効に防止さ
れる。
制冷却することと、弁座６が溶浸処理されて熱伝導率が
高くなっていることが相俟９て、弁座６および弁９はそ
の使用時において高温となることが防止され、これによ
シ高温下での溶損や摩耗し易くなることが有効に防止さ
れる。
以下にこの発明の実施例および比較例を記す。
実施例
Ｃｏ粉末１５チ、Ｍｅ粉末１９チ、黒鉛粉末ｘｉｓチ残
部Ｆｅ粉末からなる混合粉末１００重量部に対し１．２
重量部のステアリン酸亜鉛を添加して■型混粉機にて３
０分間混合し、第１図に示すように溝２を有する弁座形
状に圧粉成形した０次いでこの圧粉成形体を露点−５℃
の吸熱型ガス中において１１５０℃で２０分間焼結した
。得られた焼結体の重量は３６？、密度は６．８ Ｖ′
ｃｄであった。次いで焼結体の溝２に第２図に示すよう
にｐｂ粒を充填し、露点−５℃の吸熱型ガス中において
９００℃で１０分間加熱して溶浸処理を行った。その結
果第３図に示すように＄２が再び出現し、焼結体内部の
空孔へｐｂが溶浸されて封孔された弁座が得られた。な
お溶浸処理後の重量は４３？、密度は８、１ ）／ｄで
あった。このようにして得られた弁座を第４図に示すよ
うにシリンダヘッドに装着して、溝２をシリンダヘッド
に設けた冷却水通路と連結し、内燃機関運転時における
弁および弁座の温度を熱伝導を用いて測定した。但し使
用した内燃機関は４気筒の排気量１９６８ｃｃのもので
あシ、また運転条件ｔｆ、６０００ ｒｐｍ全負荷であ
る。その結果を第１表の上欄に示す。
部Ｆｅ粉末からなる混合粉末１００重量部に対し１．２
重量部のステアリン酸亜鉛を添加して■型混粉機にて３
０分間混合し、第１図に示すように溝２を有する弁座形
状に圧粉成形した０次いでこの圧粉成形体を露点−５℃
の吸熱型ガス中において１１５０℃で２０分間焼結した
。得られた焼結体の重量は３６？、密度は６．８ Ｖ′
ｃｄであった。次いで焼結体の溝２に第２図に示すよう
にｐｂ粒を充填し、露点−５℃の吸熱型ガス中において
９００℃で１０分間加熱して溶浸処理を行った。その結
果第３図に示すように＄２が再び出現し、焼結体内部の
空孔へｐｂが溶浸されて封孔された弁座が得られた。な
お溶浸処理後の重量は４３？、密度は８、１ ）／ｄで
あった。このようにして得られた弁座を第４図に示すよ
うにシリンダヘッドに装着して、溝２をシリンダヘッド
に設けた冷却水通路と連結し、内燃機関運転時における
弁および弁座の温度を熱伝導を用いて測定した。但し使
用した内燃機関は４気筒の排気量１９６８ｃｃのもので
あシ、また運転条件ｔｆ、６０００ ｒｐｍ全負荷であ
る。その結果を第１表の上欄に示す。
比較例
溝２を形成しない点以外は実施例と同一の条件にて同一
組成の溶浸焼結弁座を作った。なお焼結体の溶浸処理前
の重量は４２？、密度は実施例と同じ＜ ６．８ ＰＡ
ｆ、＃浸処理後の重量は５０？、密度は８．１ ＶＣｉ
Ｉであった。とのようにして得られた弁座を通常のシリ
ンダヘッド、すなわち冷却水を弁座に導くための通路を
設けていないシリンダヘッドに装着し、前記同様に内燃
機関運転時の弁および弁座の温度測定を行った。その結
果ｇ＄１表の下欄に示す。
組成の溶浸焼結弁座を作った。なお焼結体の溶浸処理前
の重量は４２？、密度は実施例と同じ＜ ６．８ ＰＡ
ｆ、＃浸処理後の重量は５０？、密度は８．１ ＶＣｉ
Ｉであった。とのようにして得られた弁座を通常のシリ
ンダヘッド、すなわち冷却水を弁座に導くための通路を
設けていないシリンダヘッドに装着し、前記同様に内燃
機関運転時の弁および弁座の温度測定を行った。その結
果ｇ＄１表の下欄に示す。
第１表
第１表に示すようにこの発明の実施例の場合、排気温度
は比較例と同程度であるが、弁および屏座の温度は比較
例の場合よりも格段に低いことが明らかである。また、
実施例の弁座および比較例の弁座の製造時における溶浸
効率を比較すれば、実施例の場合、溝内からｐｂを溶浸
させるため溶浸後の外表面へのｐｂ吹出しやｐｂ付着は
なく、溶浸効率は１００チでｂったが、比較例の場合外
側からｐｂを溶浸させるため、溶浸後に外表面にｐｂの
付着、収用しが生じ、これを切削によ）取除く必要があ
ったため、溶浸効率は８３％となった。
は比較例と同程度であるが、弁および屏座の温度は比較
例の場合よりも格段に低いことが明らかである。また、
実施例の弁座および比較例の弁座の製造時における溶浸
効率を比較すれば、実施例の場合、溝内からｐｂを溶浸
させるため溶浸後の外表面へのｐｂ吹出しやｐｂ付着は
なく、溶浸効率は１００チでｂったが、比較例の場合外
側からｐｂを溶浸させるため、溶浸後に外表面にｐｂの
付着、収用しが生じ、これを切削によ）取除く必要があ
ったため、溶浸効率は８３％となった。
以上の説明で明らかなようにこの発明の排気用弁座は焼
結材料に％浸処理を施して熱伝導を良好にしたばかシで
なく、シリンダヘッド側の面に周方向に沿りて連続する
溝を形成して冷却水を流すようＫしたものであるから、
使用時における温度上昇が防止されるとともにその弁座
に組合される弁の温度上昇も防止され、したかって弁や
弁座の温度上昇による溶損や摩耗の激化を有効に防止す
ることができる効果を有する。
結材料に％浸処理を施して熱伝導を良好にしたばかシで
なく、シリンダヘッド側の面に周方向に沿りて連続する
溝を形成して冷却水を流すようＫしたものであるから、
使用時における温度上昇が防止されるとともにその弁座
に組合される弁の温度上昇も防止され、したかって弁や
弁座の温度上昇による溶損や摩耗の激化を有効に防止す
ることができる効果を有する。
またこの発明の排気用弁座の製造方法によれば、焼結原
料粉末の圧縮成形時に形成した溝を溶浸金属の充填部と
して利用しかつ最終的に冷却水通路として有効利用する
から、前述のように温度上昇を防止した弁座を少ない工
程数で容易かつ低コス。
料粉末の圧縮成形時に形成した溝を溶浸金属の充填部と
して利用しかつ最終的に冷却水通路として有効利用する
から、前述のように温度上昇を防止した弁座を少ない工
程数で容易かつ低コス。
トで製造することができ、また溶浸処理を焼結体の内軸
から行うため外表面への溶浸金属の付着や吹田が少なく
、そのため浴浸効率（溶浸金属の歩留り）が高く、また
外表面に付着、吹出した浴浸金属を除去する手間も不要
となる等、各種の効果が得られる。
から行うため外表面への溶浸金属の付着や吹田が少なく
、そのため浴浸効率（溶浸金属の歩留り）が高く、また
外表面に付着、吹出した浴浸金属を除去する手間も不要
となる等、各種の効果が得られる。
第１図ないし輌３図はこの発明の製造方法を段階的に説
明するための略解的な縦断面図、第４図はこの発明の弁
座を用いた排気ボート付近の一例を示す断面図である。 １・・・圧粉成形体、２・・・溝、４・・・焼結体、５
・・・溶浸金属（ｐｂ粒もしくはＣｕ−Ｐｂ合金粒）、
６・・排気用弁座。 ０ｊ願人 トヨタ自動車′工業株式会社第２図 第３図
明するための略解的な縦断面図、第４図はこの発明の弁
座を用いた排気ボート付近の一例を示す断面図である。 １・・・圧粉成形体、２・・・溝、４・・・焼結体、５
・・・溶浸金属（ｐｂ粒もしくはＣｕ−Ｐｂ合金粒）、
６・・排気用弁座。 ０ｊ願人 トヨタ自動車′工業株式会社第２図 第３図
Claims (2)
- （１） ＰｂもしくはＣｕ −Ｐｂ合金が溶浸された
耐熱・耐摩耗性焼結材料から゛なる弁座本体のシリンダ
ヘッド側の面に周方向に沿って冷却水流通用の溝が形成
されていることを特徴とする内燃機関の排気用弁座。 - （２）耐熱・耐摩耗性焼結材料の原料粉末を略環状に圧
縮成形して圧粉成形体を得るとともに、その圧縮成形と
同時に圧粉成形体の一方の面に周方向に沿って連続する
溝を形成し、次いで圧粉成形体を焼結した後、前ｄピ溝
にｐｂ粒もしくはＣｕ −Ｐｂ合金粒を充填し、還元性
雰囲気において加熱して溝内のｐｂもしくはＣｕ−Ｐｂ
を焼結体中の空孔に溶浸させて、前記溝を冷却水用″の
流路として残した排気用弁座を製造することを特徴とす
る内燃機関の排気用弁座の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16223781A JPS5862306A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 内燃機関の排気用弁座およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16223781A JPS5862306A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 内燃機関の排気用弁座およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5862306A true JPS5862306A (ja) | 1983-04-13 |
Family
ID=15750580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16223781A Pending JPS5862306A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 内燃機関の排気用弁座およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5862306A (ja) |
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 |
| EP3822462A1 (de) * | 2019-11-15 | 2021-05-19 | MAN Energy Solutions SE | Ventilsitzring eines gaswechselventils und gaswechselventil |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP16223781A patent/JPS5862306A/ja active Pending
Cited By (5)
| 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 | |
| EP3822462A1 (de) * | 2019-11-15 | 2021-05-19 | MAN Energy Solutions SE | Ventilsitzring eines gaswechselventils und gaswechselventil |
| DE102019130852A1 (de) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Man Energy Solutions Se | Ventilsitzring eines Gaswechselventils und Gaswechselventil |
| CN112901305A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-06-04 | 曼恩能源方案有限公司 | 换气阀的阀座环和换气阀 |
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