KR100254939B1 - 내연기관용 엔진밸브 - Google Patents

내연기관용 엔진밸브 Download PDF

Info

Publication number
KR100254939B1
KR100254939B1 KR1019950026759A KR19950026759A KR100254939B1 KR 100254939 B1 KR100254939 B1 KR 100254939B1 KR 1019950026759 A KR1019950026759 A KR 1019950026759A KR 19950026759 A KR19950026759 A KR 19950026759A KR 100254939 B1 KR100254939 B1 KR 100254939B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
alloy
less
valve
chromium
Prior art date
Application number
KR1019950026759A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970009966A (ko
Inventor
유우지 타카노
Original Assignee
쿠리수 타카시
후지 오오젝스 가부시키가이샤
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 쿠리수 타카시, 후지 오오젝스 가부시키가이샤 filed Critical 쿠리수 타카시
Priority to KR1019950026759A priority Critical patent/KR100254939B1/ko
Publication of KR970009966A publication Critical patent/KR970009966A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100254939B1 publication Critical patent/KR100254939B1/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-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
    • F01L3/02Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F01L3/04Coated valve members or valve-seats
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046Welding
    • B23K15/0086Welding welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

보디, 헤드 및 주기적으로 밸브시이트와 결합하여 가스를 밀봉하도록, 헤드 표면 위에 배치된 접촉면이 있으며, 상기한 접촉면이, 플라즈마비임이나 레이저 비임 등과 같은 고밀도 에너지비임에 의해, 상기한 표면 위에서 상기한 밸브헤드에 용접되는 합금으로 형성되며, 상기한 접촉면에서 측정한 상기한 코발트기 합금의 조성이 필수적으로, 탄소 2.2∼2.6중량%, 실리콘 : 1.1-1.3중량%, 망간 : 2.6∼3.1중량%, 니켈 : 1.5중량% 이하, 크롬 : 28∼31중량%, 철 : 10∼11중량%, 텅스텐 : 13.5∼15,5중량% 및 나머지가 코발트와 불가피한 불순물로 조성되는 내연기관용 엔진밸브를 제공한다.

Description

내연기관용 엔진밸브
제1도는 종래의 합금에 의한 다른 표면과, 본 발명에 의해 형성된 밸브헤드 표면경화면의 산화증가량을 비교하는 그래프이다.
제2도는 종래의 페이스 합금과 비교하여, 본 발명에 의해 형성된 표면경화 접촉면의 부식량 감소를 표시하는 그래프이다.
제3도는 실험온도가 상승했을 때, 종래의 페이스 합금과 비교하여, 본 발명에 의해 형성된 표면경화면의 온도변화를 표시하는 그래프이다.
본 발명은, 플라즈마비임, 레이저비임 등의 고밀도 에너지비임을 사용하여, 밸브헤드의 원래의 페이스면(facing surface) 위에 특정한 합금을 용접하여 표면 경화면을 형성한 내연기관용 엔진밸브에 관한 것이다. 본 발명에 의한 밸브헤드의 표면경화면은, 저렴한 비용으로, 내구성, PbO 내부식성 및 내산화성이 우수하다는 것을 나타낸다.
종래에는, 내마모성 피복층을 형성하기 위한 초내열성 합금조성은, 내마모성 피복층을 형성하도록, 산소아세틸렌 용접, 플라즈마분말토치 용접 또는 레이저분말 용접 등의 방법으로 엔진밸브의 접촉면에 Co기 합금, Ni기 합금, Fe기 합금 등을 용접한다.
일반적으로 배기밸브의 페이스에 사용하는 표면경화 합금은, 비경화된 오오스테나이트 스텐레스스틸밸브를 공급하여 사용하는 일반적인 코발트-크롬 경화 합금인 스텔라이트 합금 대신에 경화성 및 부식성의 기능을 한다. STL #6(JIS를 참조; 1.2C-1.0Si-3OCr-4W-Co와 나머지), STL #6(JIS를 참조; 1.8C-1.0Si-22Ni-26Cr-l2W-Co와 나머지 )의 코발트기 합금을 포함하는 각종 스텔라비트 합금은 내고온성, PbO부식에 대한 내식성 및 내산화성이 우수하다. 그런데, 스텔라이트 합금은 코발트, 니켈, 텅스텐 등의 고가의 금속을 함유하고 있기 때문에, 고가이다. 기본적인 스텔라이트 합금의 성분은, 철이 함유되지 않은, 40∼80%의 코발트, 0∼25%의 텅스텐, 20∼35%의 크롬 및 0.75∼2.5%의 탄소이다.
산소아세틸렌 용접방법으로 코발트기 합금을 밸브의 접촉면에 용접할 때, 만들어진 페이스는 접촉면에서의 주조결함의 가능성을 야기할 수 있다.
밸브 페이스에 경화피복층을 용접하기 위한 산소아세틸렌 대신에 레이저비임을 사용하는 방법이, 예를 들어서, 미국 특허 제4, 117,302와 4,300,474호에 기재되어 있듯이, 널리 알려져 있다.
일본국 특개소 61-296979호(1986년)호에는, 레이저비임을 사용할 때, 0.1mm의 깊이에서 모재 합금에 1.2중량% 이하의 표면경화 합금을 혼합하는 것에 대해 기재되어 있다. 또, 일본국 특개소 62-57770호에는, 플라즈마가스의 공급을 조정하므로써, 모재 합금에 의한 피복 합금의 희석의 제어에 대해 기재되어 있다. 일본국 특개소 61-276774호는, 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지원을 사용하여, 밸브 페이스 위에 니켈 초경 합금의 피복층에 3.0 ∼ 8.0중량%의 철성분을 첨가하는 것을 제안하고 있다.
미국 특허 4,122,817호에는, 내구성, PbO 내식성 및 내산화성이 우수하며, 탄소 1.4∼2.0중량%, 몰리브덴 4.0∼6.0중량%, 실리콘 0.1∼1.0중량%, 니켈 8∼13중량%, 크롬 20∼26중량%, 망간 0∼3.0중량%와 나머지가 코발트인 합금으로 형성된 접촉면이 있는 엔진밸브에 대해 기재되어 있다.
일본국 특개평 2-243042호(1980년)에서는, C : 1.0∼2.5중량%, Si : 0.1∼1.0중량%, Mn : 3∼12중량%, Ni : 15∼25중량%, Cr : 20∼30중량%, Mo : 5∼15중량%, B : 0.005∼0.05중량%, Al : 0.01∼0.1중량%, O : 0.01∼0.05중량% 및 나머지가 Fe와 불가피한 불순물로 조성되며, 엔진밸브의 페이스에 피복되는 재료로 사용하는 철(iron)기 조성의 합금에 대해 제안하고 있다. 이러한 조성의 합금에서는, 상대적으로 저렴한 망간을 첨가하면 소정의 내식성을 부여할 수 있으며, 동시에, 부론을 첨가하면 고온에서의 유동성을 개선하며, 알루미늄을 첨가하면 합금의 미세구조의 균일성을 부여한다.
실험하는 바와 같이, 본 발명에 의한 코발트기 합금으로 형성된 밸브 페이스를 스텔라이트 합금으로 형성된 페이스와 적합하게 비교한다.
본 발명의 목적은, 초내열성 합금이나 인코넬751 등과 같은 니켈-크롬 초내열성 합금으로 구성된 헤드 표면 위에 용접하므로써, 표면경화면을 형성하기에 적합하며, 본 발명에 의한 특정의 코발트기 조성의 합금으로 형성된 밸브 페이스를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 플라즈마비임, 레이저비임 등의 고밀도 에너지비임을 사용하여, 내열성이 우수한 모재 합금의 원래의 페이스면 위에 특정한 조성의 합금을 용접육성하여, 밸브헤드 위에 표면경화면을 형성하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 의해 제조된 표면경화면은, 종래의 스텔라이트 합금 표면과 비교하여 성능이 우수하다.
본 발명에 의한 방법은, 밸브헤드의 표면경화면에서의 높은 균질성을 가능하게 한다.
본 발명의 또다른 목적은, 성능이 저하하는 일이 없이, 밸브헤드의 원래의 표면에 대해 견고하게 부착되는 표면경화면을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다음의 상세한 설명에 의해 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예]
본 발명은, 보디, 헤드 및 주기적으로 밸브시이트와 결합하여 가스를 밀봉하며 니켈-크롬 초내열 합금으로 구성된 접촉면이 있는 내연기관용 엔진밸브를 제공하며, 상기한 접촉면은, 플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임을 이용하여 헤드 표면의 모재 합금 위에 코발트기 합금을 용접하여 형성된다.
모재 합금 표면과 용접된 피복층 표면 사이의 용접강도는 용접된 피복층 표면에 모재 합금의 성분이 충분히 분산되도록 충분히 강도가 높아야 한다. 그러므로, 용접피복층의 성분은 모재 합금의 성분에 의해 희석되어, 성능 저하의 원인이 되는, 용접피복층의 성분이 변화한다.
플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임의 사용은, 모재 합금의 성분과 형성된 피복층의 희석을 일정한 수준에서 제어할 수 있다. 희석은, 용접이 진행되는 동안 10∼30%의 범위에서 제어되어야 한다. 희석이 10% 미만이면 용접강도가 불충분하여 피복층의 내부 결함에 의한 “비고착”의 염려가 있다. 희석이 20%를 초과하면 피복층의 성능이 급격히 감소하거나, 높은 희석에 의한 영향를 받는다.
모재 합금의 성분을 용접된 피복층의 내부에 충분히 분배하거나 혼합하는 표면경화면을 형성하도록, 밸브헤드의 표면 위에 특정한 합금을 용접하기 위해서, 플라즈마비임 등의 고에너지를 이용하여 플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임을 공급한다.
보디, 헤드 및 주기적으로 밸브시이트와 결합하여 가스를 밀봉하도록 헤드 표면과 접촉하는 접촉면이 있으며, 접촉면은 플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임을 이용하여 상기한 헤드 표면 위에서, 상기한 밸브헤드에 합금성분을 용접하여 형성되는 내연기관용 엔진밸브는, 필수적으로, 탄소 : 2.2∼2.6중량%, 실리콘 : 1.1∼1.3중량%, 망간 : 2.6∼3.1중량%, 니켈 : 1.5중량% 이하, 크롬 : 28∼31중량%, 철 : 10∼11중량%, 텅스텐 : 13.5∼15.5중량% 및 나머지가 코발트와 불가피한 불순물로 조성된다.
접촉면의 내마모성을 개선하기 위해서, 헤드 표면에 함유된 코발트기 합금의 희석은 용접시에 25∼35중량%로 조정된다. 내열성 니켈-크롬 모재 합금은 인코넬751을 사용할 수 있다.
밸브 헤드의 표면경화 접촉면을 포함하는 본 발명은 플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임을 이용하는 용접을 실시하므로써 제조할 수 있다. 이러한 제조는, 다음의 사항을 고려하면서 밸브헤드의 원래의 표면 위에 용접하는 특정한 조성의 합금을 사용하므로써 달성할 수 있다.
1. 밸브헤드의 원래의 표면 위에 용접하기 위하여 사용되는 피복 합금의 조성물의 성분과 조성을, 모재 합금과 함께 용접된 합금의 희석을 조정할 수 있도록 선택한다.
2. 용접된 표면은, 용접피복층과 원래의 표면 사이를 용접하는 동안의 교반에 의해 균일화 하여, 내열성의 열화가 없어야 한다.
초내열 합금, 특히, 니켈-크롬의 초내열 합금은, 내연기관용 밸브헤드의 원래의 표면의 재료로 사용된다. 본 발명에 의한 조성의 합금은 고내식성과 함께 상호간 희석된 표면층을 형성하기 위한 니켈-크롬 합금 표면(모재 합금)을 제공한다.
본 발명의 실시예에 의한 밸브 공간은 종래의 각종 합금을 사용하여 형성할 수 있다.
유사하게, 합금이나, 그밖의 원래의 표면 합금의 조성의 다른 1차원소 성분의 조성은 다양한 범위에서 한정될 수 있다.
용접 또는 피복하기 위한 본 발명의 특정한 조성의 합금은, 니켈-크롬계 초내열 합금으로 구성되는 밸브헤드의 원래의 페이스면에 적용한다. 이러한 니켈-크롬계 초내열 합금은 바람직하게는 인코넬751, 더욱 바람직하게는 모넬메탈 합금과 하테로이 합금을 원래의 페이스면에 사용할 수 있다.
인코넬751의 조성은 다음과 같다.
[표 1]
특히 중요한 것은, 특히 인코넬751로 만들어진 밸브헤드 위에 배치된 용접 합금이나, 밸브헤드의 표면 위에 본 발명에 의한 엔진밸브의 표면경화 접촉면의 형성에 사용하기 위한 합금 조성은 성분의 비율이 다음과 같아야 한다.
상기한 코발트기 합금의 조성은, 탄소 : 2.2∼2.6중량%, 실리콘 : 1.1∼1.3중량%, 망간 : 2.6∼3.1중량%, 니켈 : 1,5중량% 이하, 크롬 : 28∼31중량%, 철 : 10~11중량%, 텅스텐 : 13.5∼15.5중량% 및 나머지가 코발트와 불가피한 불순물로 조성된다.
본 발명에 의한 내열 합금 성분의 페이스에 대한 엔진밸브의 접촉면의 형성에 사용되는 합금 조성에 있어서 각 성분을 한정하는 이유는 다음과 같다.
탄소는 형성된 접촉면에 있어서의 필요한 정도의 경도와 내마모성을 확보하기 위하여 첨가된다. 탄소의 함유량이 2.2중량% 이하이면, 용접 형성된 접촉면에서의 필요한 정도의 경도와 내마모성을 확보하기 어렵다. 또, 그 함유량이 2.6중량%를 초과하면, 형성된 접촉면의 경도가 과도하며, 또, 인성이 감소된다. 그러므로, 그 범위는 2.2∼2.6중량%가 바람직하다.
실리콘은 용접시에 합금의 용융성과 산화성을 감소시키기 위하여 첨가된다. 실리콘의 함유량이 1.1중량% 미만이면 내산화성이 충분하지 않아 형성된 접촉면에 핀홀 등의 결함을 발생할 염려가 있다. 또, 그 함유량이 1.3중량%를 초과하면, 용융 유동성이 상승하지 않으며, PbO+PbSO4에 대한 저항성이 감소한다.
니켈은 형성된 접촉면의 PbO에 대한 저항성과 PbO+PbSO4에 대한 저항성을 개선하기 위해 첨가한다. 니켈의 함유량이 0.1중량% 미만이면 내식성이 충분하지 않으며, 그 함유량이 1.3중량%를 초과하면 고가인 니켈의 비용이 증가한다.
크롬은 내식성, 특히 내산성을 부여하기 위해서 첨가한다. 크롬의 함유량이 28중량% 미만이면 필요한 정도의 충분한 내산성을 확보할 수 없으며, 또, 그 함유량이 31중량%를 초과하면 내열충격성이 감소하여 밸브를 제조하는 과정에서 용접하는 동안 크랙 등과 같은 결함을 발생할 염려가 있다.
철은 형성된 접촉면에 내열충격성을 부여하기 위해 첨가한다. 철의 함유량이 10.0중량% 미만이면 내열충격성이 불충분하다. 또, 그 함유량이 11중량%를 초과하면 고온에서의 경도와 내마모성이 감소한다.
텅스텐은 탄소를 미세하게 분할하므로써, 접속면의 경도와 고온강도를 필요한 정도로 확립하기 위하여 첨가된다. 텅스텐의 함유량이 13.5중량% 이하이면, 고온에서의 경도와 강도가 저하하며, 그 함유량이 15.5중량%를 초과하면 접촉면의 용접성과 작업성이 감소된다.
본 발명에 의한 표면경화 접촉면은, 용접부를 보호하는 불활성가스를 사용하면서, 이미 알려진 플라즈마비임이나 레이저비임 등온 포함하는 고밀도 에너지비임을 사용하여 형성할 수 있다. 본 발명에 의한 특정한 조성의 합금은, 밸브헤드의 표면의 성능을 저하시키는 일이 없이 표면경화면의 조성을 변화시키도록, 초내열 니켈-크롬 합금 등의 모재 합금에 의해 희석된다.
이러한 용접작업은 표면경화 엔진밸브의 높은 생산성을 얻기 위하여 종래와 같이 자동화 할 수 있다.
접촉면 위에 용접하는 종래의 합금은, 미국의 헤이즈 스텔라이트로부터 사용할 수 있는 Co-Cr-W계 합금인 스텔라이트 합금에 대응하는 조성의 합금이며, 경도, 내마모성 및 내산성이 우수하며, 백열온도에서의 성능의 저하를 방지할 수 있다.
내연기관의 내마멸성을 필요로 하는 부분에 시용한다. 본 발명에 의하여, 고밀도 에너지비임을 사용하여 원래의 표면 위에 특정한 조성의 합금을 용접하므로써, 제조되는 스텔라이트 합금은, 이러한 스텔라이트 합금과 유사하다. 그러므로, 본 발명에 의한 표면경화면이 내마모성과 내산성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의해 형성된 표면경화 접촉면은, 상호작용 밸브소재 야금술, 용접선 야금술 및 용접상태에 의해 야금성분의 필요한 조성으로 구성된다는 것을 이 분야의 숙련된 기술자이면 알 수 있다.
그러므로, 용접작업 중에 공급되는 에너지의 증가는, 원래의 밸브헤드에 함유된 성분의 용접금속에 대한 야금학적 희석을 촉진한다. 반대로, 용접작업 중에 공급되는 에너지의 감소는, 밸브헤드에 의해 만들어지는 촉진이 감소되며, 필요한 성분이 있는 접촉면을 제공하기 위해서 용접금속의 용접선이나 다른 1차원소 성분의 조성으로 하기 위한 보정이 필요하다.
본 발명에 의해 만들어진 표면경화면은 또, 비교예에 의해 더욱 분명하게 알 수 있다.
[비교예]
원래의 페이스면에 공급되는 본 발명에 의한 용접시에 사용되는 특정한 성분은, 플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임을 사용하여 함께 용융하여 내마모성이 우수한 페이스면을 형성하기 위해서, 인코넬751 등의 초내열성 니켈-크롬 합금을 만든다. 밸브헤드의 페이스면 위에 용접, 육성되는 조성은 다음과 같이 산정된다. 제조된 표면에 함유된 성분의 조성은 (1 - 희석/100) × (특정 성분의 함유량) + 희석/100 × 원래의 표면 합금의 함유량)에 접근한다.
스텔라이트F(이하, “STL F”로 약칭한다)의 분말 합금은, SUH 36에 STL F가 15%희석된 조성의 피복층을 형성하도록, 플라즈마비임이나 레이저비임 등과 같은 고밀도 에너지비임을 사용하여 오스테나이트계 SHU 36으로 구성되는 엔진밸브의 페이스면 위에 용접, 육성된다. 용접된 표면의 조성은 표 2에 표시된 바와 같다. 표 2에는, SUH 36의 성분, SUH 36의 15% 희석, STL F의 성분, STL F의 85% 희석 및 용접된 경화면의 성분을 표시하고 있다.
그러므로, SUH 36과 STL F의 조합(표면경화면을 형성하기에 적합한 조성)은, 충분한 성분을 나타내며, 실제적으로 유용하게 사용된다.
[표 2]
본 발명에 의해 만들어진 용접, 육성된 표면 합금의 조성은, 표 2의 제6열에 표시되어 있다. 형성된 표면 합금에 대해 각각 비커스경도시험(하중 5kg)을 실시하였다. 1000℃에서 100시간동안 대기 중에서의 산화실험을 한 후, 각각의 STL F 합금의 산화에 의한 증가량(제1도에서의 최우측열), STL F에 대한 SUH 36 합금의 15% 희석(제1도에서의 중앙열 ) 및 본 발명에 의해 형성된 조성(30% 희석된 인코넬 합금)(제1도에서의 최좌측열)을 측정하였다.
상기한 3종류의 표면 합금의 PbO와 PbSO4에 대한 내구성을 측정하였다. 상기한 표면 합금의 각각의 시험편을 920℃의 온도에서 1시간동안 PbO에 노출시키는 실험을 하였으며, 900℃의 온도에서 1시간동안 PbO +PbSO4에 노출시키는 실험을 하였다. 시험편의 크기는 직경이 5nm, 길이가 20nm이며, 실험결과를 제2도에 표시한다.
상기한 3개의 표면 합금을 800℃의 고온분위기와 대기 중에서 비커스경도를 측정하였으며, 그 결과를 제3도에 표시한다. 측정온도가 상승하면, 비커스경도가 감소하는 것을 알 수 있다.
본 발명은 또, 다음의 실시예에 의해, 본 발명에 의한 밸브 페이스 합금의 형성을 표시함을 알 수 있으며, 본 발명의 한정을 의미하는 것은 아니다.
[실험]
[밸브의 준비]
인코넬751를 사용하여 형성한 헤드 표면이 설치된 헤드의 직경이 23.5nm인 밸브를 준비하였다. 표 3에 표시된 바와 같은 본 발명의 조성으로 된 표면경화 코발트기 합금을, 인코넬751로 만든 표면 위에 플라즈마용접으로 코발트기 합금을 용접하므로써 표면경화 접촉면을 형성하였다. 모재 합금 751을 본 발명에 의한 코발트기 합금에 희석시킨다.
헤드 표면의 모재 합금은 본 발명에 의해 형성된 표면경화면에 25∼35중량%의 범위로 희석된다. 따라서, 표면경화면의 조성을 표 3에 표시한다.
25%와 35%로 희석되어 형성된 표면의 조성이 산정되며, 표 3의 제6열과 제8열에 표시되어 있다.
본 발명에 의한 용접 합금의 본래의 조성이 표 3의 제5열과 제6열에 표시되어 있다. 그러므로. 표 2에 표시된 바와 같이, STL F의 15% 희석에 상당하다는 것을 알 수 있다.
[표 3]
이들 실험의 결과로부터, 본 발명에 의해 형성된 표면경화면이 설치된 밸브가 종래의 STL F 페이스면과 비교하여 내산화성 및 내마모성이 필적한다는 것을 알 수 있다. 또, 용접이 진행되는 동안, 본래의 표면 위에 용접된 합금은 표면의 모재 합금에 희석되며, 동시에, 본래의 표면 합금이 용접 합금과 희석되어, 본래의 표면과 용접 표면 사이의 접착성이 향상되며, 양 쪽은 안정된 상태로 된다. 또, 조성된 합금은 종래의 페이스면과 비교하여 10∼20중량% 가볍다. 그러므로, 고밀도 에너지비임 용접방법에 의해 밸브헤드의 우수한 페이스면을 얻을 수 있음을 이해할 수 있다.
본 발명에 의한 엔진밸브의 표면경화 접촉면을 플라즈마아아크분말용접하였으며, 유사한 용접을 하기 위하여 레이저분말용접방법 등과 같은 다른 불활성가스보호 레이저분말용접방법을 사용할 수도 있다.
밸브헤드의 표면에 용접된 합금은 표면 합금과 균일성 합금이 희석되도록 용접이 진행되는 동안 균일화를 실시할 수 있다. 본 발명에 의해 형성된 표면경화면은 헤드의 표면과 높은 접착성으로 피복층에 희석된다.
내연기관에 사용하는, 성능이 우수한 표면경화 접촉면을 얻기 위하여, 플라즈마비임과 같은 고밀도 에너지비임을 사용하여 불활성가스의 보호상태에서, 엔진밸브의 표면경화 접촉면을 제조하기 위한 용접을 실시할 수 있다.
또, 형성된 접촉면의 고내식성 및 고경도는 본발명에 의해 달성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 보디, 헤드표면을 갖는 헤드 및 상기한 헤드표면 위에 배치된 접촉면을 보유하며, 초내열성 니켈-크롬 합금으로 구성된 내연기관용 엔진밸브에 있어서, 상기한 접촉면은 초내열성 코발트기 합금으로 희석된 것이고, 용접형성시 상기 헤드표면내의 상기 코발트기 합금의 희석도는 25 내지 35중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 초내열성 니켈-크롬 합금은 탄소 : 0.05중량%, 실리콘 : 0.2중량%, 망간 : 0.2중량%, 니켈 : 71.0중량%, 크롬 : 16.0중량%, 알루미늄 : 1.2중량%, 티타늄 : 2.5중량%, 니오븀 : 1.0중량% 및, 철 : 7.85중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 초내열성 니켈-크롬 합금은 니켈 : 70.00중량% 이상, 크롬 : 14.00 내지 17.00중량%, 철 : 5.00 내지 9.00중량%, 티타늄 : 2.00 내지 2.60중량%, 니오븀 : 1.0중량%, 망간 : 1.00중량% 이하, 알루미늄 : 0.90 내지 1.50중량%, 구리 : 0.50중량% 이하, 실리콘 : 0.50중량% 이하, 인 : 0.030중량% 이하, 황 : 0.015중량% 이하 및, 탄소 : 0.10중량% 이하로 조성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
  4. 보디, 헤드표면을 갖는 헤드 및 상기한 헤드표면 위에 배치된 접촉면을 보유하며, 상기한 접촉면은 탄소 : 2.2 내지 2.6중량%, 실리콘 : 1.1 내지 1.3중량%, 망간 : 2.6 내지 3.1중량%, 니켈 : 1.5중량% 이하, 크롬 : 28 내지 31중량%, 철 : 10 내지 11중량%, 텅스텐 : 13.5 내지 15.5중량% 및 나머지는 코발트와 불가피 불순물로 조성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
  5. 제4항에 있어서, 용접형성시 접촉면의 희석도는 25 내지 35중량%로 조정된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
  6. 제4항에 있어서, 상기한 밸브는 탄소 : 0.05중량%, 실리콘 : 0.2중량%, 망간 : 0.2중량%, 니켈 : 71.0중량%, 크롬 : 16.0중량%, 알루미늄 : 1.2중량%, 티타늄 : 2.5중량%, 니오븀 : 1.0중량% 및, 철 : 7.85중량%로 이루어지는 초내열성 니켈-크롬 합금으로 조성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
  7. 제4항에 있어서, 상기한 밸브는, 켈 : 70.00중량% 이상, 크롬 : 14.00 내지 17.00중량%, 철 : 5.00 내지 9.00중량%, 티타늄 : 2.00 내지 2.60중량%, 니오븀 : 1.0중량%, 망간 : 1.00중량% 이하, 알루미늄 : 0.90 내지 1.50중량%, 구리 : 0.50중량% 이하, 실리콘 : 0.50중량% 이하, 인 : 0.030중량% 이하, 황 : 0.015중량% 이하 및, 탄소 : 0.10중량% 이하로 이루어지는 초내열성 니켈-크롬 합금으로 조성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 엔진밸브.
KR1019950026759A 1995-08-26 1995-08-26 내연기관용 엔진밸브 KR100254939B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950026759A KR100254939B1 (ko) 1995-08-26 1995-08-26 내연기관용 엔진밸브

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950026759A KR100254939B1 (ko) 1995-08-26 1995-08-26 내연기관용 엔진밸브

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970009966A KR970009966A (ko) 1997-03-27
KR100254939B1 true KR100254939B1 (ko) 2000-05-01

Family

ID=19424629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950026759A KR100254939B1 (ko) 1995-08-26 1995-08-26 내연기관용 엔진밸브

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100254939B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020084491A (ko) * 2001-05-02 2002-11-09 현대자동차주식회사 차량 엔진용 밸브

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020084491A (ko) * 2001-05-02 2002-11-09 현대자동차주식회사 차량 엔진용 밸브

Also Published As

Publication number Publication date
KR970009966A (ko) 1997-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0659895B1 (en) Internal combustion valve having an iron based hard-facing alloy contact surface
US7682471B2 (en) Austenitic iron-based alloy
CN100381590C (zh) 耐蚀耐磨合金
JP5742447B2 (ja) 高硬度肉盛合金粉末
CA1295096C (en) Hardsurfaced power-generating turbine components and method of hardsurfacing metal substrates using a buttering layer
EP0793733B1 (en) Method of manufacturing a cylinder member and nickel-based facing alloys
JPH0343327B2 (ko)
US5611306A (en) Internal combustion engine valve
CA2491754C (en) Wear-resistant, corrosion-resistant cobalt-based alloys
CN104511702A (zh) 用于焊接超级合金的焊接材料
US5495837A (en) Engine valve having improved high-temperature wear resistance
JPH0638998B2 (ja) Fe基肉盛合金粉末
KR100254939B1 (ko) 내연기관용 엔진밸브
JPH02185940A (ja) 酸化雰囲気中での接合が可能な液相拡散接合用合金箔
JPS5943541B2 (ja) 弁の製造方法
CN1080769C (zh) 缸体构件及镍基表面加硬用硬合金
US11732331B2 (en) Ni-based alloy, and Ni-based alloy product and methods for producing the same
RU2183688C1 (ru) Износостойкий сплав на основе железа
JP3855257B2 (ja) 肉盛用Cr−Ni−Nb−Fe基合金
JPH0292495A (ja) エンジンバルブ用耐摩耗性肉盛材
TW202419190A (zh) 用於異種材焊接的填充金屬
JPH07238814A (ja) 内燃機関用エンジンバルブ
JPH03226546A (ja) 吸気用肉盛エンジンバルブ
JPH02117797A (ja) バルブ肉盛用合金粉末
JPS62284909A (ja) エンジンバルブおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20030121

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee