KR100868152B1 - 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재 - Google Patents
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Abstract
가스 연료용 엔진용으로서 적합하고 내마모성이 우수한 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재를 제안한다. C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하는 기지상중에, Fe, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Co, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Ni, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물중 1종 또는 2종 이상을 함유하며, Si : 1 ∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하고, 잔부 불가피적 불순물로 이루어지는 조성으로, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고, 밀도를 6.7g/㎤ 이상, 압환 강도를 350Mpa 이상의 밸브 시트재로 한다. 이것은 가스 연료 엔진의 환경하에서도 우수한 내마모성을 갖고, 개선된 상대 공격성을 갖는다. 더욱이, 고체 윤활제를 함유하여도 좋다.
Description
본 발명은 내연기관용 밸브 시트재에 관한 것으로, 특히 강도, 내마모성이 더욱 향상되고, 상대 공격성이 낮고, 가스 연료 엔진용으로서 적합한 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 관한 것이다.
가솔린이나 경유 등의 액체 연료를 사용하는 내연기관(엔진)에서는, 연료나, 연소 생성물에 의해 밸브와 밸브 시트의 윤활성이 유지되기 때문에, 밸브 시트의 마모가 어느 정도 억제되고 있다. 그러나, LPG나 CNG(압축 천연 가스; Compressed Natural Gas) 등의 가스 연료를 사용하는 엔진에서는, 액체 연료를 사용할 경우와 비교하여, 연소 생성물이 적고, 밸브와 밸브 시트 사이가 금속 접촉으로 되기 쉽고, 밸브 시트의 마모가 증대하는 경향이 있다. 이러한 상황에서, 가스 연료 엔진용으로서 밸브 시트의 내마모성의 향상이 더욱 요망되고 있었다.
밸브 시트의 내마모성 향상의 수단으로서는, 종래부터 밸브 시트의 기지(基地)중에 Fe-W계 경질 입자, Fe-Mo계 경질 입자나 탄화물계 경질 입자 등을 다량으 로 분산시키는 방법이 이용되어 왔다. 그러나, 이들 경질 입자의 분산량을 많게 하면, 상대 공격성이 증대하여 밸브의 마모가 증가한다는 문제가 생긴다.
이러한 문제에 대하여, 예컨대 특허문헌 1에는, 기지 성분으로서 C : 0.5∼1.5중량%, Cr 및/또는 V : 합계 0.5∼10.0중량%, 또는 추가로 Ni, Co, Mo로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 1종의 원소 : 합계 2.0∼20.0중량%, 및 잔부 Fe가 적어도 함유되어 있는 동시에, 코발트계 경질 입자가 26∼50중량% 함유되어 있는 내연기관용 밸브 시트가 제안되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술로 제조된 밸브 시트는 금속간 접촉 마모가 일어나기 쉬운 가혹한 사용 조건의 가스 연료 엔진용으로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 전체 조성이 소정량의 C, Si, Cr, Ni, Mo, W, Co, V를 함유하고 잔부 Fe로 이루어지고, 금속탄화물이 분산된 고속도 공구강상, 금속간 화합물이 분산된 코발트 합금 경질상, Co-Ni-Mo-C를 함유하는 철 합금상 및 코발트 합금 경질상이 다른 상에 확산한 중간 잔부가, 얼룩형상으로 혼재하여 있는 조직을 갖는 내연기관용 밸브 시트재가 제안되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 밸브 시트재의 고온 내마모성이 향상하여, LPG 내연기관용 밸브 시트의 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 전체 조성이 소정량의 Co, Mo, Cr, V, Si, C, Ni를 함유하고 잔부 Fe로 이루어지고, 베이나이트(bainite) 또는 베이나이트와 소르바이트(sorbite), 및 마르텐사이트와 오스테나이트(austenite)의 혼합 조직중에 Mo 규화물로 이루어지는 경질상을 핵으로서 그 주위에 Co가 확산한 확산상이 둘러싸는 경질상이 분산된 금속 조직을 갖는 고부하 엔진용 밸브 시트재가 제안되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 기술에 의하면, 내마모성이 향상하여, CNG 엔진 등의 고부하 엔진용의 밸브 시트재로서 적합하게 된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제 1999-12697 호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 제 2706561 호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허 공개 제 2002-285293 호 공보
최근의 가스 연료용 엔진에 있어서는, 엔진 성능의 향상이 더욱 지향되고 있고, 그에 따른 밸브 시트의 사용 환경도 더욱 가혹해지고 있다. 이 때문에, 사용되는 밸브 시트의 강도나 내마모성의 향상이 더욱 요구되고 있다. 그러나, 전술된 종래 기술에서 제조되는 밸브 시트에서는, 이러한 요구에 대하여 충분히 만족할 수 있는 특성을 확보할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제를 유리하게 해결하여, 가스 연료 엔진용으로서 가혹한 사용 환경하에서도 충분한 강도를 갖고, 더욱이 우수한 내마모성을 유지할 수 있는, 내마모성이 우수한 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 전술한 과제를 달성하기 위해서, 내마모성에 영향을 미치는 각종 요인에 대하여 예의 검토했다. 그 결과, 가스 연료용 엔진에서와 같은 가혹한 사용 환경하에서 강도와 내마모성을 향상시키기 위해서는, 기지상중에 상대 공격성이 낮은 경질 입자를 다량 분산시키는 것이 중요하므로, 안정하게 기지중에 다량의 경질 입자를 분산시키기 위해서는, 6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 갖는 재료로 할 필요가 있다는 것을 알아냈다. 이로써, 경질 입자가 기지상으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있어, 고강도 및 우수한 내마모성을 가혹한 사용 환경하에서 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다는 것을 알아냈다. 본 발명은, 전술한 지견에 근거하여, 더욱 검토하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명의 요지는 하기와 같다.
① 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재로서, 상기 기지상이, 질량%로 C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고, 상기 경질 입자로서, Fe, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Co, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Ni, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물중 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고, 6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
② ①에 있어서, 상기 기지상이, 질량%로 C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 또는 추가로 Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종을 합계 1∼20% 함유하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
③ ① 또는 ②에 있어서, 상기 경질 입자가, Fe, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Co, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Ni, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물중 1종 또는 2종 이상을 함유하는 경질 입자이며, 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하고, 잔부 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 철계 소결 합금 밸브 시트재.
④ ③에 있어서, 상기 경질 입자가, 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, 또는 Cr : 25% 이하 및/또는 Co : 10∼40%를 더 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Fe계 경질 입자, 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, 또는 Cr : 5∼25%를 더 함유하고, 잔부가 Co 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Co계 경질 입자, 및 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, 또는 Cr : 5∼25% 및/또는 Co : 10% 이하를 더 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Ni계 경질 입자중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
⑤ ① 내지 ④중 어느 하나에 있어서, 고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
⑥ ① 내지 ⑤중 어느 하나에 있어서, 압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
본 발명에 의하면, 가스 연료용 엔진에 있어서와 같은 가혹한 사용 환경하에 서도, 우수한 강도와 함께, 우수한 내마모성을 확보할 수 있는 밸브 시트를 용이하게 더구나 안정적으로 제조할 수 있고, 산업상 각별한 효과를 나타낸다.
본 발명의 밸브 시트재는 철계 소결 합금의 기지상(基地相)중에 경질 입자를 분산시켜 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재이다. 이하, 조성에 대한 질량%는 단지 %로 기재한다.
본 발명의 밸브 시트재에서는, 기지상이, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖는다.
우선, 기지상의 조성 한정 이유에 대해서 설명한다.
C : 0.3 ∼1.5%
C는, 소결시의 확산을 촉진시키기 위해서 첨가되지만, 기지중에 고용하여 기지상의 강도를 증가시키는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서, 0.3% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 1.5%를 초과하여 함유하면, 기지에 시멘타이트(cementite)가 생성하기 쉬워지는 동시에, 소결시에 액체 상태가 발생하기 쉬워져, 기지상의 조직의 안정성이 저하하고, 제품의 치수 변화가 커진다. 이 때문에, 본 발명에서는 기지상의 C 함유량은 0.3∼1.5%의 범위로 한정했다.
Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 : 합계 1∼20%
Ni, Co, Mo, Cr, V는 어느 것이나, 기지의 내마모성을 향상시키는 원소이며, 본 발명에서는 합계 1% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 합계 20%를 초과하여 함유해도, 효과가 포화하여 함유량에 적당한 효과를 기대할 수 없게 되어 경제적으 로 불리하게 된다. 또한, Ni, Co, Mo는 Cr, V에 비하여, 고온 강도나 인성의 향상에 대한 효과가 커서, Ni, Co, Mo중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 이 때문에, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 바람직하게는 Ni, Co, Mo중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 또는 추가로 Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종을 합계 1∼20%로 한정하는 것이 바람직하다.
기지상에 있어서의 전술한 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.
본 발명의 밸브 시트재는, 전술한 기지상 조성을 갖는 기지상중에, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 분산시킨 철계 소결 합금으로 구성된다.
경질 입자는, 내마모성을 확보하기 위해서 기지상중에 분산시키지만, 경질 입자의 경도가 500HV0.1 미만에서는, 소망의 내마모성을 확보할 수 없다. 한편, 1200HV0.1을 초과하여 높아지면, 상대 공격성이 증가한다. 이 때문에, 경질 입자의 경도는 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 범위로 한정했다. 기지상중에 분산시키는 경질 입자는, 내마모성, 자기 윤활성, 상대 공격성의 관점에서, 경질 입자 전체에 대한 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하여 이루어지는 조성을 갖고, Fe, Mo, Si를 주성분으로 하는 금속간 화합물, Co, Mo, Si을 주성분으로 하는 금속간 화합물, Ni, Mo, Si을 주성분으로 하는 금속간 화합물중 1종 또는 2종 이상을 함유하는 경질 입자로 한다.
구체적으로는, 본 발명에서 기지상중에 분산시키는 경질 입자로서는, 경질 입자 전체에 대한 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, 또는 Cr : 25% 이하 및/또는 Co : 10∼40%를 더 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Fe계 경질 입자, 경질 입자 전체에 대한 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, 또는 Cr : 5∼25%를 더 함유하고, 잔부가 Co 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Co계 경질 입자, 및 경질 입자 전체에 대한 질량%로 Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, 또는 Cr : 5∼25% 및/또는 Co : 10% 이하를 더 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Ni계 경질 입자중 어느 하나 또는 그들의 복합으로 하는 것이 바람직하다.
기지상중에 분산시키는 경질 입자가, 밸브 시트재 전체에 대한 질량%로 10% 미만에서는, 목적으로 하는 내마모성을 확보할 수 없게 된다. 한편, 60%를 초과하여 다량으로 함유하면, 제조 비용이 상승하여 경제적으로 불리하게 되며, 성형성이 열화하고, 상대 공격성이 증가하는 동시에, 기지와의 결합력이 저하한다. 이 때문에, 본 발명에서는 경질 입자는 밸브 시트재 전체에 대한 질량%로 10∼60%의 범위로 한정했다.
또한, 본 발명의 밸브 시트재는, 절삭성 개선을 목적으로서, 고체 윤활제를, 밸브 시트재 전체에 대한 질량%로 0.2∼5% 함유해도 좋다. 고체 윤활제를 기지상중에 분산시킴으로써, 칼날을 보호할 수 있다. 더욱이 분산된 고체 윤활제가 절삭의 기점이 되어, 절삭성이 더욱 개선된다. 고체 윤활제로서는, MnS, MoS2 등의 황 화물, CaF2 등의 불화물, MgSiO2 등의 산화물을 예시할 수 있다. 고체 윤활제가 0.2% 미만에서는, 전술한 효과가 확인되지 않는다. 한편, 5%를 초과하여 다량으로 함유해도, 강도의 저하가 생긴다. 이 때문에, 고체 윤활제는 질량%로 0.2∼5%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.5∼3%이다.
더욱이, 본 발명의 밸브 시트재는, 6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 갖는 것을 특징으로 한다. 또, 여기에서 말하는 「압환 강도」는 JIS Z 2507의 규정에 준거해서 구해진 값으로 한다.
밀도가 6.7g/㎤ 미만에서는, 경질 입자와 기지의 결합력이 부족하고, 더욱이 내마모성이 저하하여, 가스 연료 엔진의 가혹한 환경하에서의 소망의 내마모성을 확보할 수 없어진다. 이 때문에, 밀도를 6.7g/㎤ 이상으로 한정했다. 또, 바람직하게는 6.8g/㎤ 이상이다.
또한, 본 발명에서는, 경질 입자와 기지의 결합력을 향상시켜, 가스 연료 엔진의 가혹한 환경하에서의 소망의 내마모성을 확보하기 위해서, 압환 강도를 350MPa 이상으로 한다. 압환 강도가 350MPa 미만에서는, 경질 입자와 기지의 결합력이 부족하고, 내마모성이 부족한 동시에, 밸브 시트(제품) 가공시에 균열이나 손상 등이 발생하기 쉬워진다. 또, 바람직하게는 450MPa 이상이다.
전술한 본 발명의 밸브 시트재는, 상기의 밀도, 압환 강도를 안정하게 확보하기 위해서, 압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 밸브 시트재의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 원료 분말로서, 전술한 기지상 조성이 되도록, 순철 분말에, 합금 원소 분말로서의, 흑연 분말과 추가로 Ni 분말, Mo 분말, Co 분말중 1종 이상, 또는 추가로 Cr 분말, V 분말중 1종 이상을, 상기의 기지상 조성이 되도록 배합하고, 또한 전술한 경도 및 전술한 조성을 갖는 경질 입자 분말을 상기의 함유량이 되도록 배합하고, 또는 고체 윤활제 분말을 상기의 함유량이 되도록 더 배합하고, 바람직하게는 윤활제로서 스테아린산(stearic acid) 아연 등을 더 배합하고, 혼합, 혼련해서 혼합 분말로 한다. 또, 본 발명에서는, 상기의 기지상 조성이 되도록, 상기와 같이 순철 분말에 그들 합금 원소의 분말을 소정량 배합하여도, 그들 원소를 함유한 저합금강 분말, 합금 철 분말을 소정량 배합하여도, 또는 양쪽을 병용하여도, 어느 것도 좋다.
이어서, 이들 혼합 분말을, 소정 치수의 밸브 시트 형상의 금형에 충전하고, 압축 성형하여 임시 소결하는 1차 압축 성형-소결 공정을 실시하고, 1차 소결체로 한다. 이어서, 1차 소결체를 더욱 재압축 성형하고, 계속해서 소결하는 2차 압축 성형-소결 공정을 실시해서 소결체(밸브 시트재)로 하는, 압축 성형-소결 공정을 2회 반복하는 공정으로 하는 것이 바람직하다. 상기 공정에 의해, 소망의 밀도, 압환 강도를 갖는 소결체(밸브 시트재)를 얻을 수 있다.
또한, 압축 성형은, 기계적인 프레스, 유압 프레스 등의 프레스 성형에 의해 실행하는 것이 바람직하다. 또한, 소결은 환원 분위기중 또는 진공중에서, 바람직하게는 1000∼1200℃의 온도 범위로 가열되는 처리로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 압축 성형-소결 공정을 2회 반복하는 공정 대신에, 단조-소결 공정으로 하여도 좋다.
또, 얻어지는 소결체의 빈 구멍에 Pb, Cu, Zn 등의 저융점 금속을 용침(溶浸)시켜도 좋다. 저융점 금속을 빈 구멍에 용침시킴으로써, 내마모성과 상대재 공격성을 더욱 개선할 수 있다.
얻어진 소결체(밸브 시트재)는 필요에 따라 절삭 가공되어서, 제품인 밸브 시트로 된다.
이하, 실시예에 근거하고, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
(실시예)
순철 분말과 합금 원소 분말을 표 1에 나타내는 기지상 조성이 되도록, 또한 표 2에 나타내는 종류, 경도의 경질 입자를 표 1의 함유량이 되도록, 또는 추가로 표 1에 나타내는 종류의 고체 윤활제를 표 1에 나타내는 함유량이 되도록, 각각 배합하고, 윤활제로서의 스테아린산 아연을 더 배합하고, V형 혼합기에서 혼합·혼련하여 혼합 분말로 했다. 또, 윤활제로서의 스테아린산 아연의 배합량은 순철 분말, 합금 원소 분말, 경질 입자 및 고체 윤활제의 합계량 100중량부에 대한 중량부로 1.0중량부로 했다.
또한, 일부의 밸브 시트재에서는, 순철 분말과 합금 원소 분말의 일부 대신에, 저합금 분말 A(Cr : 3.0질량%, Mo : 0.2질량%, V : 0.3질량%, 밸런스 : Fe), 저합금 분말 B(Cr : 1.0질량%, Mo : 0.3질량%, 밸런스 : Fe)를 사용했다.
이어서, 혼합 분말을 금형에 충전하고, 기계적인 프레스기로 압축 성형하고, 27φ㎜×22φ㎜×7.0㎜의 밸브 시트 형상의 성형체로 한 후, 임시 소결하여, 1차 소결체로 했다. 또한 얻어진 1차 소결체를 유압 프레스로 마무리하여 치수(27φ㎜×22φ㎜×6.5㎜)의 밸브 시트 형상에 재압축 성형한 후, 재소결을 실시하여, 소결체로 하는 압축 성형-소결 공정을 2회 반복했다(2P2S). 또, 일부의 시트재에서는 1회 압축 성형-소결 공정(1P1S)후, 단조하고, 소결하는 단조-소결 공정(FS)을 실시했다. 또한, 소결은 환원 분위기중에서 1160℃로 가열하는, 열처리(소결 처리)로 했다.
얻어진 소결체를 밸브 시트재로서 사용하여, 밸브 시트를 완성시켰다. 얻어진 밸브 시트에 대해서, 밀도, 압환 강도를 측정하는 동시에, 내마모성을 조사했다.
밀도는, 아르키메데스법을 이용하고, 또한 압환 강도는 JIS Z 2507의 규정에 준거해서 구했다. 또한, 내마모성은 다음과 같은 시험에 의해 평가했다.
얻어진 밸브 시트를, 2000CC, 직렬 4기통, 4사이클 천연 가스 엔진에 장착하고, 운전 조건을 6000rpm/WOT[전개(全開) 운전]로 하여 시험 시간 24시간으로 실행했다. 또, 상대 밸브재는 내열강 SUH35를 모재로 하여 밸브 페이스부에 트리발로이(TRIBALOY)를 성금(盛金)한 것으로 했다. 내마모성은 배기측에 있어서의 밸브 시트와 밸브의 마모후 침전량을 측정하여 평가했다.
얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
본 발명예는 어느것이나, 가스 연료 엔진에 있어서의 가혹한 환경에 노출되는 배기측에서도, 밸브 시트 및 상대재인 밸브의 마모량이 적고, 내마모성, 상대 공격성이 개선되고 있는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 범위를 벗어난 비교예는, 밸브 시트의 마모가 많거나, 또는 더욱 밸브의 마모가 많아지고, 내마모성이 열화하고, 상대 공격성이 크다는 것을 알 수 있다.
Claims (12)
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- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하며, 압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,상기 기지상이, 상기 C에 더하여 추가로, 질량%로 Ni, Co, Mo중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 또는 추가로 Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종을 합계 1∼20% 함유하며,고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,상기 경질 입자가, 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 25% 이하 및 Co : 10∼40% 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Fe계 경질 입자, 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 5∼25%를 함유하고, 잔부가 Co 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Co계 경질 입자, 및 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 5∼25% 및 Co : 10% 이하 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Ni계 경질 입자중 어느 하나이며,고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,상기 기지상이, 상기 C에 더하여 추가로, 질량%로 Ni, Co, Mo중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 또는 추가로 Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종을 합계 1∼20% 함유하며,압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,상기 경질 입자가, 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 25% 이하 및 Co : 10∼40% 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Fe계 경질 입자, 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 5∼25%를 함유하고, 잔부가 Co 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Co계 경질 입자, 및 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 5∼25% 및 Co : 10% 이하 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Ni계 경질 입자중 어느 하나이며,압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,상기 기지상이, 상기 C에 더하여 추가로, 질량%로 Ni, Co, Mo중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 또는 추가로 Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종을 합계 1∼20% 함유하며,고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하며, 압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
- 철계 소결 합금의 기지상중에, 경질 입자를 분산시켜서 이루어지는 내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재에 있어서,상기 기지상이, 질량%로, C : 0.3∼1.5%와, Ni, Co, Mo, Cr, V중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 합계 1∼20%를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 기지상 조성을 갖고,상기 경질 입자로서, 질량%로, Si : 1∼15%, Mo : 20∼60%를 함유하고, Cr, Ni, Co, Fe중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 10∼70%를 함유하며, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 비커스 경도로 500HV0.1∼1200HV0.1의 경도를 갖는 경질 입자를 질량%로 10∼60% 함유하고,6.7g/㎤ 이상의 밀도와, 350MPa 이상의 압환 강도를 가지며,상기 경질 입자가, 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 25% 이하 및 Co : 10∼40% 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Fe계 경질 입자, 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 5∼25%를 함유하고, 잔부가 Co 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Co계 경질 입자, 및 상기 Si, Mo에 더하여 추가로, 질량%로 Cr : 5∼25% 및 Co : 10% 이하 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 Ni계 경질 입자중 어느 하나이며,고체 윤활제를 질량%로 0.2∼5% 함유하며, 압축 성형-소결을 2회 반복하는 공정을 거쳐서, 또는 단조 성형-소결을 실행하는 공정을 거쳐서 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 하는내연기관용 철계 소결 합금제 밸브 시트재.
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