JPS61561A - 焼結合金バルブシ−ト材 - Google Patents

焼結合金バルブシ−ト材

Info

Publication number
JPS61561A
JPS61561A JP12130184A JP12130184A JPS61561A JP S61561 A JPS61561 A JP S61561A JP 12130184 A JP12130184 A JP 12130184A JP 12130184 A JP12130184 A JP 12130184A JP S61561 A JPS61561 A JP S61561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered alloy
valve
alloy
side layer
valve seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12130184A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Manabe
明 真鍋
Tetsuya Suganuma
菅沼 徹哉
Atsushi Kuroishi
黒石 農士
Naoki Motooka
直樹 本岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP12130184A priority Critical patent/JPS61561A/ja
Priority to DE8585107262T priority patent/DE3564980D1/de
Priority to EP85107262A priority patent/EP0167034B1/en
Priority to US06/743,934 priority patent/US4671491A/en
Publication of JPS61561A publication Critical patent/JPS61561A/ja
Priority to US06/933,190 priority patent/US4734968A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F2001/008Stress problems, especially related to thermal stress

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関、特にディーゼルエンジンのエンジン
ヘッドに嵌込んで使用するバルブシート材に関する。
〔従来の技術〕
内燃機関のバルブシート材として要求される一般的特性
は常温だけでなく高温においても耐摩耗性に優れること
、耐熱性に優れ高温での衝撃荷重に対して疲れ強さクリ
ープ強度が十分であること等である。
これらの要求に対し、耐熱性、耐摩耗性に優れた焼結合
金からなるバルブ当り面側層と、バルブ当り面側層と一
体に焼結されバルブ当り面側層よりも耐熱性、耐クリー
プ性に優れた焼結合金からなるヘッド座面側層との2層
からなるバルブシート材とすることにより、シリンダー
ヘッドによる保持力を従来よりも向上でき、特にディー
−ゼルエンジン用としてはヘッド座面側層の圧環強度が
常温で100に9シ一以上、500Cに加熱状態で80
〜で/間取上とし、また2層状態での圧環強度を常温で
90に9f/4以上、500Cに加熱状態で70〜f−
m以上とすることによりヘッドにより長期にわたって良
好に保持できるバルブシート材が得られることを見出し
た。
上記のようなバルブシート材は、バルブ当り面側層とし
て重量比で、Oo : +〜8 %、Cr:0.5〜1
.5%、Mo : 4〜8%、N1:1〜3%、a:O
,a〜1.5%、Oa : 0.2〜0.6%、残部F
eと不純物からなり、C01Cr、Moについては主と
してQo −Cr−Mo硬質合金及びFe−Mo硬質合
金と9しめてなる−    組成の焼結合金と、ヘッド
挫面°側層として重量比で、Cr : 11〜15%、
Mo : 0.4.〜’2.0%・・、O:0.05〜
0.3%、残部がpeと不純物からなる組成の焼結合金
とから作ることができる。
しかしながら、上記組成の焼結合金は従来のディーゼル
エンジンに対しては、耐熱性及び耐摩耗性において充分
の性能を有しているが、更にディーゼルエンジンの高性
能化を図り、コンパクト化するためには従来以上の耐熱
性、耐熱疲労強度を必要とする。
また2層焼結合金バルブシート材に銅溶浸を施こす試み
は、従来からなされており、この方法自体は目新しいも
のではない。
しかしながら従来の2層焼結合金は、材料費を節約する
ことが主目的であり、ヘッド座面側層としては、Fe 
−Gu −0系あるいはFe−Qr−Q系等でいずれも
合金元素量が6%以下の低合金の安価な材料を配してい
た。従ってこの様な2層合金に銅溶浸を施こす目的は主
として、ヘッド座面側層の強度、剛性を補強することに
あった。この場合、当然のことながら、バルブ当り面側
層も溶浸され    ”ることから、全体としての強度
、剛性は高められガソリンエンジンに適用する場合には
効果を有していた。
しかしながら、ガンリンエンジンに比して温度条件の厳
しいディーゼルエンジン、(特にターボチャージャーを
付加することにより)高性能化を図ったディーゼルエン
ジンに対しては、ヘッド座面側層合金自体の耐熱性、耐
クリープ性が高くない為、たとえ銅溶浸を施こしても、
ヘッド座面における保持力が充分でないという問題を有
していた。
一方、ヘッド座面側層として耐熱性、耐クリープ性に優
れた合金を配した場合には、確かにヘッド座面における
保持力は向上するが、上述のような高性能ディーゼルエ
ンジンに適用する場合には、バルブ当り面側層が従来に
ない高温にさらされ、ることがら、バルブ当り面側層が
酸化され、場合によっては表面に連結している空孔内部
も酸化されることから耐熱疲労強度が低下するという問
題が生じてきた。
この耐熱疲労強度の低下を防止するためには、バルブ当
り面側層の表層に連結している内部の空孔をうずめ内部
酸化を防止すると共に、バルブシート材自体の熱伝導率
を高め高温にさらされたバルブシート材の熱をすみやか
にヘッド側に逃がすことも効果がある。
(発明が解決しようとする問題点〕 この様な着想から本発明者等は、ヘッド座面側層に耐熱
性、耐クリープ性の優れた合金を配した2層焼結合金に
熱伝導性の良い銅を溶浸することにより耐熱性、耐熱疲
労強度が向上できることを見出したものである。
本発明はバルブシートをエンジンヘッドに嵌合したとき
のヘッドによる保持力及び耐熱疲労強度を従来より大き
くしたバルブシート材を供することを目的とするもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこの目的を達するために、耐熱性、耐摩耗性に
優れた焼結合金からなるバルブ当り面側層と、バルブ当
り面側層と一体に焼結されバルブ当り面側層よりも更に
耐熱性、耐クリープ性に優れた焼結合金からなるヘッド
座面側層との2層からなり、焼結後溶浸された銅を含有
する焼結合金バルブシート材を構成したものである。
このバルブシート材はヘッド座面側層の焼結合金が、重
量比でCr:11〜15%、Mo二0.4〜2.0 %
、C: 0.05〜0.3%、残りFeと不純物の組成
からなり、パルプ当り面側層の焼結合金が重量比で、C
O:4〜8%、Cr : 0.5〜1.5%、MO=4
〜8%、Ni:1〜3%、O:0.3〜1.5%、C!
a : 0.2〜0.6%、残部がFeと不純物からな
り、Co 、Cr、S’ Moは主としてCo −Cr
−Mo硬質合金及びFe−Mo硬質合金としてFe基地
中に分散せしめてなる組成とするものである。
〔作用〕
先ず、パルプ当り面側層の合金組成について説明する。
00、CrXMOについては硬質合金として添加される
が、これらの一部は鉄基地中に固溶し、基地の耐熱性改
善に寄与すると共に、基地と硬質相と(。1.イ、−1
,9゜ヵお9o、ゆ□よ5、基地中に分散し耐熱性、耐
摩耗性を向上させる。
これらの含有量がCO:4%未満、Qr : 0.5%
未満、MO=4%未満では所望の耐熱、耐摩耗性が得ら
れず、一方それぞれCO:8%、Cr : 1.5 %
、Mo : 8%を超えて含有させると、硬質相が多く
なり、相手側のバルブを摩耗させる恐れがあることから
、その範囲をそれぞれCO:4〜8%、Cr : 0.
5〜1.5%、MO:4〜8%とした。
N1はフェライトを強化し、基地の靭性を改善する。1
%未満ではその効果が少なく、3%を超えると残留オー
ステナイトが増加するので、好ましい範囲を1〜3%と
した。
Cは基地に固溶し、これを強化すると共にパーライトを
形成し、耐摩耗性を向上させるが、0.3%未満では効
果が少なく、1.5%を超えると材質を脆化させること
からその範囲を0.3〜1.5%とした。
OaはOaF の形で添加される。Oaは自己潤滑性を
高め、耐摩摺動性や被削性を改善するが、0.2%未満
ではその効果少な(,0,6%を超えると更にその効果
が良くならず、強度低下の恐れがあるので、0.2〜0
.6%とした。
次にヘッド座面側層の合金組成について説明する。
Crは基地に固溶してこれを強化すると共に耐熱性を高
める。11%未満ではその効果少なく、15%を超えて
もそれ以上耐熱性は向上しないので11〜15%とした
Moは基地の強度を改善し、またCと結合して炭化物を
形成することにより、耐熱性、耐クリープ性を高める。
0.4・%未満ではその効果は少なく、2.0%を超え
てもそれ以上効果は向上しないので経済性を考慮して0
.4〜2.0%とした。
CはMO% Fe、 Crと結合して炭化物を形成する
と共に基地の強化にも寄与する。0.05%未満ではそ
の効果が少なく、また0、3%を超えても却って脆化し
、強度を低下させるので、その範囲を0.05〜0.3
%とした。
本発明において、焼結されたバルブシート材への銅の溶
浸は1100 C〜1180 Cで行なわれる。
この理由は、銅の融点は1088 Cであることがら炉
内の温度幅等を考慮すると1100 C以上が望ましい
こと、また上限を1180 Cとしたのはこれ以上の温
度になると、パルプ当り面側層合金中のCo−M。
−Cr硬質相の拡散が進み、耐摩性が低下するためであ
る。溶浸を行なう雰囲気は、水素、窒素、アンモニア分
解ガス等の非酸化性雰囲気である。
次に本発明を実施例により、具体的に説明する。
〔実施例〕
一100メツシュのCr : 13重量%含有のFe 
−Cr合金粉、−100メツシユのアトマイズ鉄粉、い
ずれも−100メツシユのCO粉、Mo粉あるいはMo
 0粉末、Ni粉、Co −Cr−Mo合金粉(Oo−
30重量%Mo−10重量%Cr)、黒鉛粉、−200
メツシユの7エロモリフテン粉、及び−100メツシユ
のOaF 粉末を用意し、これらの原料粉末を所定の配
合組成に配合し混合した後、6.5t/enの圧力で、
40φ×27φX 10 t (mm)のリングに成形
し、この圧粉体を中性または還元性雰囲気中温度120
0 Cで30分間保持の条件で焼結することによってそ
れぞれ第1表に示される成分組成をもった焼結合金を製
造した。
これらの焼結合金のうち一部のものについては焼結後、
非酸化性雰囲気中1130Cで30分間保持の条件で銅
溶浸処理を施こした。
これらの焼結合金を常温及び500Cに加熱された状態
で圧環強度を測定した。これらの測定結果を第1表に合
せて示した。
第    1    表 [E!強度(kg f74am2) 合金黒成分組成(重量%)  銅溶浸 常 温 500
CI  Fe=120 r−0,9Mo−0,10有 
150 114゜2 Fe−110r−0,6Mo−(
1,050有 14+7 1103   Fe−130
r−(1,9Mo−f)、30   有   141 
  1125 Fe−110r−(]、66Mo−0,
050無118 896   Fe−130r−()、
9Mo−0,30無   107   105第1表に
示された合金のうち屋1〜4・は本発明によるものでA
l〜3はヘッド座面側層として用いる焼結合金、A4は
バルブ当り面側層として用いる焼結合金である。属5〜
8は比較焼結合金である。また煮8は安価低合金に銅溶
浸を施こしたものである。第1表に示される結果から、
本発明による銅溶浸された焼結合金は、優れた強度、耐
熱性をもつことは明らかである。
次に前記の原料粉末を用いてバルブ当り面側層及びヘッ
ド座面側層をそれぞれ所定の組成となるように配合、混
合した後、6.5t、4の圧力で2層のバルブシート圧
粉体に成形し、中性又は還元性雰囲気中1200 CX
 30分の条件で焼結し、一部のものについては前述と
同条件で銅を溶浸することによってそれぞれ第2表に示
される成分組成をもった本発明焼結合金の2層バルブシ
ート及び比較焼結合金のバルブシートを製造した。
次にこれらのバルブシートを2000 ccディーゼル
エンジンのヘッド座面に締代80μmの条件で圧   
”大した後4000 rpm X +00 Hrの条件
でエンジン耐久試験を行なった。
耐久試験後のヘッドからの抜き去り荷重を測定しこれで
もって耐熱性、耐クリープ性の目安とした。測定した結
果を第2表に合せて示した。
第2表においてNLl〜2は本発明材、瓜3〜5は比較
材である。
第    2    表 力 Fe−2Ni−500−10r Fe 13or−0,
,9ヤー。1、。有 900一6Mo−0.80−0.
4IOa 2          Fe−110r−0,6Mo−
0,050・有  8603            
   Fe−1,3Cr−0,9Mo−0,10@  
  5204        Fe−11Cr−(1,
6Mo−0,050無 4905          
    Fe−30u−10有   650尚、第3表
は第2表に示す焼結合金バルブシートのテスト後の酸化
増量を示したものである。第3表に示す合金の番号は第
2表に対応するものである。
第   3   表 合金番号  酸化増量(重量%)  備 考1    
  0.06      本発明2         
   0.07 3     1.42     比較材4      
      1、50 5            0.32 〔発明の効果〕 以上の実施例で判るように、本発明材は、比較材に比べ
抜き去り荷重が高く、耐熱性、耐クリーブ性に優れてい
ることが確認された。
出願人  トヨタ自動車株式会社 住友電気工業株式会色、4 一部・、。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)耐熱性、耐摩耗性に優れた焼結合金からなるバル
    ブ当り面側層と、バルブ当り面側層と一体に焼結されバ
    ルブ当り面側層よりも更に耐熱性、耐クリープ性に優れ
    た焼結合金からなるヘッド座面側層との2層からなり、
    焼結後溶浸された銅を含有することを特徴とする焼結合
    金バルブシート材。
  2. (2)ヘッド座面側層の焼結合金が、重量比でCr:1
    1〜15%、Mo:0.4〜2.0%、C:0.05〜
    0.3%、残りFeと不純物の組成からなる特許請求の
    範囲(1)項記載の焼結合金バルブシート材。
  3. (3)バルブ当り面側層の焼結合金が、重量比でCo;
    4〜8%、Cr:0.5〜1.5%、Mo:4〜8%、
    Ni:1〜3%、C:0.3〜1.5%、Ca:0.2
    〜0.6%、残部Feと不純物からなり、且つCo、C
    r、Moについては主としてCo−Cr−Mo硬質合金
    及びFe−Mo硬質合金としてFe基地中に分散させて
    なる組成からなる特許請求の範囲(1)項又は(2)項
    に記載の焼結合金バルブシート材。
  4. (4)密度が7.5g/cm^3以上、常温での圧環強
    度が120kgf/mm^2以上、500℃に加熱され
    た状態で100kgf/mm^2以上である特許請求の
    範囲(1)〜(3)項の何れかに記載の焼結合金バルブ
    シート材。
JP12130184A 1984-06-12 1984-06-12 焼結合金バルブシ−ト材 Pending JPS61561A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12130184A JPS61561A (ja) 1984-06-12 1984-06-12 焼結合金バルブシ−ト材
DE8585107262T DE3564980D1 (en) 1984-06-12 1985-06-12 Valve-seat insert for internal combustion engines and its production
EP85107262A EP0167034B1 (en) 1984-06-12 1985-06-12 Valve-seat insert for internal combustion engines and its production
US06/743,934 US4671491A (en) 1984-06-12 1985-06-12 Valve-seat insert for internal combustion engines and its production
US06/933,190 US4734968A (en) 1984-06-12 1986-11-21 Method for making a valve-seat insert for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12130184A JPS61561A (ja) 1984-06-12 1984-06-12 焼結合金バルブシ−ト材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61561A true JPS61561A (ja) 1986-01-06

Family

ID=14807866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12130184A Pending JPS61561A (ja) 1984-06-12 1984-06-12 焼結合金バルブシ−ト材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61561A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140701A (ja) * 1991-11-15 1993-06-08 Mitsubishi Materials Corp 内燃機関の鉄系焼結合金製2層バルブシート
JP2015528053A (ja) * 2012-07-04 2015-09-24 ブレイスタウル−プロダクションズゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲーBleistahl−Produktions GmbH &Co KG. 高熱伝導バルブシートリング

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140701A (ja) * 1991-11-15 1993-06-08 Mitsubishi Materials Corp 内燃機関の鉄系焼結合金製2層バルブシート
JP2015528053A (ja) * 2012-07-04 2015-09-24 ブレイスタウル−プロダクションズゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲーBleistahl−Produktions GmbH &Co KG. 高熱伝導バルブシートリング

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5031878A (en) Valve seat made of sintered iron base alloy having high wear resistance
US4671491A (en) Valve-seat insert for internal combustion engines and its production
JP2957180B2 (ja) 耐摩耗性鉄基焼結合金およびその製造方法
JP2000199040A (ja) バルブシ―ト用耐摩耗性鉄基焼結合金材および鉄基焼結合金製バルブシ―ト
JP2002129296A (ja) バルブシート用鉄基焼結合金材および鉄基焼結合金製バルブシート
JPH1171651A (ja) バルブシート用鉄系焼結合金
US4332616A (en) Hard-particle dispersion type sintered-alloy for valve seat use
JP3186816B2 (ja) バルブシート用焼結合金
JPS61561A (ja) 焼結合金バルブシ−ト材
JPH0233848B2 (ja) Koontaimamoseibarubushiito
JPS58224154A (ja) 内燃機関の弁座用Fe基焼結合金
JPH03225008A (ja) 耐摩耗性に優れたFe基焼結合金製バルブシート
JPH0555591B2 (ja)
JPH0313546A (ja) バルブシート用鉄系焼結合金
JPS61505A (ja) 焼結合金バルブシ−ト材及びその製造法
JPS61117254A (ja) バルブシ−ト用鉄系焼結合金
JPH10310851A (ja) 高温耐摩耗性焼結合金
JP2643740B2 (ja) 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製2層バルブシート
JPH0561346B2 (ja)
JP2697429B2 (ja) 内燃機関の鉄系焼結合金製2層バルブシート
JPS61250151A (ja) バルブシ−トおよびその製造方法
JP3264092B2 (ja) 耐摩耗性鉄基焼結合金およびその製造方法
JPS61183447A (ja) バルブシ−ト用鉄系焼結合金
JPH01129951A (ja) 内燃機関の弁座用焼結合金
JPH06145720A (ja) 内燃機関用銅溶浸鉄系焼結合金製2層バルブシート