KR101073494B1 - Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine and a nozzle - Google Patents

Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine and a nozzle Download PDF

Info

Publication number
KR101073494B1
KR101073494B1 KR1020057000911A KR20057000911A KR101073494B1 KR 101073494 B1 KR101073494 B1 KR 101073494B1 KR 1020057000911 A KR1020057000911 A KR 1020057000911A KR 20057000911 A KR20057000911 A KR 20057000911A KR 101073494 B1 KR101073494 B1 KR 101073494B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alloy
nozzle
component
fuel valve
treatment process
Prior art date
Application number
KR1020057000911A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050051634A (en
Inventor
하로 안드레아스 훼그
Original Assignee
맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드
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 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 filed Critical 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드
Publication of KR20050051634A publication Critical patent/KR20050051634A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101073494B1 publication Critical patent/KR101073494B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15Hot isostatic pressing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B22F7/064Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts using an intermediate powder layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/02Fuel-injection apparatus having means for reducing wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90Selection of particular materials
    • F02M2200/9046Multi-layered materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90Selection of particular materials
    • F02M2200/9053Metals

Abstract

In a mould (13) a corrosion-resistant first alloy (10) is arranged at least in an outer area which is to constitute the outer surface of a nozzle around the nozzle bores (4). A second alloy (11) is used in another area of the nozzle. The materials in the mould are treated by isostatic pressing into a consolidated material. The boundary area between the two alloys (10, 11) is free of cracks.

Description

디젤 엔진의 연료 밸브용 노즐 제조방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 노즐 {Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine, and a nozzle}Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve of a diesel engine, and a nozzle manufactured by the method {a method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine, and a nozzle}

본 발명은 디젤 엔진, 특히 2행정 크로스헤드 엔진의 연료 밸브용 노즐의 제조방법에 관한 것으로서, 내부식성 합금으로 된 제 1 합금의 제 1 성분이 노즐 보어 주위의 노즐의 외측면을 형성하는 외측영역의 몰드에 배치된다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle for fuel valves in diesel engines, particularly two-stroke crosshead engines, wherein the first component of the first alloy of a corrosion resistant alloy forms the outer surface of the nozzle around the nozzle bore. Is placed in the mold.

노즐 전체를 이루는 제 1 합금의 제 1 성분을 충진한 후에 몰드가 HIP(열간 등압 압축 성형: Hot Isostatic Pressing) 처리되어 노즐에서 노즐의 강도와 내부식성에 있어서 상당히 우수한 성능을 나타내는 이러한 방법은 WO95/24865에 이미 설명된 방법이다. 또한, 노즐 보어 주위의 형상이 정밀하게 가공된다면, 연료를 양호하게 분무시킬 수 있게 된다. 이러한 HIP처리(Hot Isostatic Pressing)에서, 미세하게 분말화된 파우더는 고온 고압에서 전체 노즐 블랭크로 강화(consolidation)되며, 제조된 상기 노즐 블랭크는 평형을 이루면서 아주 미세하게 분말화된 합금 구조를 유지하게 된다.This method, in which the mold is subjected to HIP (Hot Isostatic Pressing) after filling the first component of the first alloy as a whole of the nozzle, shows a fairly good performance in nozzle strength and corrosion resistance at the nozzle. This is the method already described at 24865. In addition, if the shape around the nozzle bore is processed precisely, the fuel can be well sprayed. In this Hot Isostatic Pressing, the finely powdered powder is consolidated into the entire nozzle blank at high temperature and high pressure, and the nozzle blanks produced are balanced to maintain a very finely powdered alloy structure. do.

EP 0 982 493 A1은 주 밸브 시트 지나서 밸브 하우징 위로 그리고 슬라이더 가이드를 지나서 위로 연장된 노즐을 구비한 연료 밸브를 설명한다. 연료 밸브의 이러한 부품들은 밸브 시트 등에 필수 불가결한 경도를 제공하는 강으로 형성된다. 상기 노즐의 최하측에는 레이저 용접, 플라즈마 용접 또는 열적 분말 스프레이에 의해 내부식성 코팅이 형성되어, 용융된 재료의 전체 또는 일부는 강(steel)과 결합하게 된다. 결합 영역의 재료는 작업이 끝난 후 또는 경도와 관련하여 내부식성 합금이 떨어져 나가게 하는 성질을 가진다. 이러한 과정에서, 노즐은 내부식성 합금의 접착력을 저하시키는 위험을 발생시키는 강한 주기적 열 부하(thermal load)에 노출된다.EP 0 982 493 A1 describes a fuel valve with a nozzle extending beyond the main valve seat over the valve housing and over the slider guide. These parts of the fuel valve are formed of steel which provides an indispensable hardness for valve seats and the like. At the lowermost side of the nozzle, a corrosion resistant coating is formed by laser welding, plasma welding or thermal powder spray, so that all or part of the molten material is combined with steel. The material of the bonding region has the property of causing the corrosion resistant alloy to come off after work or with respect to hardness. In this process, the nozzles are exposed to strong periodic thermal loads that create a risk of lowering the adhesion of the corrosion resistant alloy.

본 발명의 목적은 수명이 긴 노즐을 제조하는 것이다.It is an object of the present invention to produce nozzles with long lifetimes.

이와 관련하여, 본 발명에 따른 먼저 언급한 노즐 제조방법은, 제 2 합금의 제 2 성분이 몰드의 내측 영역에 배치되고, 배치된 상기 성분은 제 1 합금과 제 2 합금 사이의 경계 영역의 미세한 크랙이 없는 노즐 블랭크에 의해 처리되는 것을 특징으로 한다.In this regard, the above-mentioned nozzle manufacturing method according to the present invention is characterized in that the second component of the second alloy is disposed in the inner region of the mold, and the disposed component is a minute of the boundary region between the first alloy and the second alloy. It is characterized in that it is processed by a crack of nozzle blank.

상기 노즐에 제 2 합금을 사용함으로써, 노즐의 구조에 변화가 발생하고, 재료나 구조의 변화는 수명에 부정적인 영향을 미침에도 불구하고, 노즐의 수명은 향상된다. 두 합금 사이의 경계 영역에는 미세한 크랙이 없기 때문에 노즐의 수명이 향상된다. 등압 압축 성형(isostatic pressing)함으로써 서로 다른 재료가 강화(단일화)되는 것은 고체 재료상에 용융된 재료를 가하는 것으로 알려진 적절한 종류의 경계 영역 없이도 확산-조절된 강화물을 형성한다. EP 0 982 493 A1으로 알려진 종류의 노즐이 사용전에 보다 균일한 경도로 열처리된다고 하더라도, 미세한 크랙은 적용 직후에 얇으면서도 매우 강한 용융-기반 혼합 영역과 강의 열-영향 영역에서 발생한다. 본 발명에 따른 확산-조절된 고형화 작업은 열-영향 영역을 유지한 상태로 어떠한 용융-기반 혼합 영역도 형성하지 않는다. 두 개의 서로 다른 성분 사이의 전이부에 미세한 크랙이 발생하는 것을 방지하면, 노즐에 피로 파괴가 발생할 근본 원인을 제거할 수 있게 되어, 노즐의 수명을 상당히 향상시킬 수 있게 된다. 확산-조절된 고형화 작업으로 인하여, 두 개의 서로 다른 성분 사이의 결합 오류가 발생하는 위험이 감소된다.By using the second alloy in the nozzle, a change occurs in the structure of the nozzle, and a change in the material or the structure negatively affects the life, but the life of the nozzle is improved. Since there are no minute cracks in the boundary region between the two alloys, the nozzle life is improved. The reinforcement (unification) of the different materials by isostatic pressing results in diffusion-controlled reinforcements without the appropriate kind of boundary regions known to apply molten material onto solid materials. Although nozzles of the type known as EP 0 982 493 A1 are heat-treated to a more uniform hardness before use, fine cracks occur in the thin and very strong melt-based mixing zone and steel heat-affecting zone immediately after application. The diffusion-controlled solidification operation according to the invention does not form any melt-based mixing zone while maintaining the heat-affecting zone. By preventing the occurrence of minute cracks in the transition between two different components, it is possible to eliminate the root cause of fatigue breakdown in the nozzle, thereby significantly improving the life of the nozzle. Due to the diffusion-controlled solidification operation, the risk of binding failure between two different components is reduced.

수명을 보다 더 향상시키기 위해, 제 2 합금의 제 2 성분은 완성된 노즐의 내부식성 제 1 합금보다 우수한 피로 강도를 가진다. 노즐에 가해지는 일반적인 열적 부하에 추가하여, 디젤 엔진의 연료 분사를 보다 정밀하게 제어하고 이로 인하여 연료 연소를 향상시키며 오염 물질의 발생을 감소시키기 위하여, 피로 하중의 상당한 증가 현상은, 가해진 것 보다 높은 분사 압력과 빠른 압력 진동의 사용이 연속적으로 발생할 것으로 예상이 되기 때문에, 피로 강도는 노즐의 수명에 있어서 중요한 요소이다.To further improve service life, the second component of the second alloy has better fatigue strength than the corrosion resistant first alloy of the finished nozzle. In addition to the normal thermal load applied to the nozzle, in order to more precisely control the fuel injection of the diesel engine, thereby improving fuel combustion and reducing the generation of pollutants, a significant increase in the fatigue load is higher than that applied. Fatigue strength is an important factor in the life of the nozzle because it is expected that the use of injection pressure and rapid pressure vibration will occur continuously.

적어도 내부식성 합금이 0.6% 이상의 Al을 포함할 때, 산소-제한 확산 장벽이 등압 압축 성형을 행하기 전에 제 1 합금의 제 1 성분과 제 2 합금의 제 2 성분 사이에 사용되는 것이 바람직하다. 산소-제한 확산 장벽은 제 2 합금으로부터 제 1 합금으로 배출된 확산 산소와 상호 작용하며, 합금 성분 또는 바람직하지 않은 Al과 반응한다. 예를 들어, 산소는 제 2 합금에서 용해된 상태로 존재하며, 성분을 가열하는 동안 제 2 합금에서 산화물을 용해하는 시점에서 배출된다. 수 ppm 의 작은 산소량으로 인하여 알루미늄 산화물을 침전을 일으키거나 노즐의 전체 피로강도를 저하시키는 두 합금 사이의 경계 영역에서 다른 바람직하지 않은 침전을 일으킨다.When at least the corrosion resistant alloy comprises at least 0.6% Al, an oxygen-limited diffusion barrier is preferably used between the first component of the first alloy and the second component of the second alloy before the isostatic compression molding. The oxygen-limited diffusion barrier interacts with the diffusion oxygen discharged from the second alloy to the first alloy and reacts with the alloying component or undesirable Al. For example, oxygen is present in the dissolved state in the second alloy and is released at the time of dissolving the oxide in the second alloy while heating the components. The small amount of oxygen of several ppm causes other undesirable precipitation in the boundary region between the two alloys which causes precipitation of aluminum oxide or lowers the overall fatigue strength of the nozzle.

확산 장벽은 산소의 유해한 확산을 방지하여, 노즐은 높은 피로 강도를 유지하게 된다. 확산 장벽은 합금이 정확히 0.6% 또는 그 이하의 Al을 포함하는 경우에 이용될 수도 있다. 예를 들어, 장벽의 긍정적인 효과는 0.1 내지 0.5%의 Al을 함유하는 알루미늄 합금에서 얻어질 수 있다. 합금이 금속간 화합물의 침전, 탄화물, 산화물 또는 알루미늄 산화물과 같은 바람직하지 않은 침전물을 일으키는 야금 과정의 위험에 노출된다면, 상기 장벽이 사용될 수 있다. 상기 확산 장벽은 하나의 재료에서 다른 재료로의 산소와는 다른 합금 성분을 운반하는 데 있어서 제한적인 효과를 나타낸다. 특히, 탄소와 보론(boron)과 같은 작은 성분은 그 자유 형태로서 함량이 높은 성분의 합금으로부터 상기 함량이 낮은 성분의 합금으로 확산된다. 확산 장벽을 사용함으로써, 다른 합금의 성분과는 무관한 합금 성분을 선택할 수 있게 된다. 예를 들어 높은 경도의 노즐에 있어서 제 2 합금의 제 2 성분의 탄소 성분을 제한함으로써, 제 2 합금의 제 2 성분은 노즐 보어와 같은 복잡한 형상의 노즐의 영역의 크랙을 경화하는 경향을 감소시키는 장점을 나타내게 된다.The diffusion barrier prevents harmful diffusion of oxygen such that the nozzle maintains high fatigue strength. Diffusion barriers may be used where the alloy contains Al exactly 0.6% or less. For example, the positive effect of the barrier can be obtained in aluminum alloys containing 0.1 to 0.5% Al. The barrier can be used if the alloy is exposed to the risk of metallurgical processes causing precipitation of intermetallic compounds, undesirable precipitates such as carbides, oxides or aluminum oxides. The diffusion barrier has a limited effect in transporting alloying components that are different from oxygen from one material to another. In particular, small constituents, such as carbon and boron, in their free form diffuse from the alloy of the higher content to the alloy of the lower content. By using diffusion barriers, it is possible to select alloying components that are independent of the components of other alloys. By limiting the carbon component of the second component of the second alloy, for example in a nozzle of high hardness, the second component of the second alloy reduces the tendency to cure cracks in the area of the nozzle of complex shapes such as nozzle bores. It will show its advantages.

예를 들어, 니켈과 구리는 노즐 재료로 사용되기에 적합한 내부식성 합금과 관련한 소밀하고 안정적인 코팅을 형성하는데 적합하므로, 이러한 확산 장벽은 니켈, 구리, 또는 니켈 합금으로 형성된다. 선택적으로 코발트 코팅이나, 코발트 합금 또는 크롬 코팅이 고려될 수 있다.For example, nickel and copper are suitable for forming a dense and stable coating in connection with a corrosion resistant alloy suitable for use as a nozzle material, so such diffusion barriers are formed of nickel, copper, or nickel alloys. Optionally a cobalt coating, cobalt alloy or chromium coating may be considered.

노즐 제조 공정은 제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 제조된 부재의 내측면상에 또는 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 제조된 외측면상에 확산 장벽을 배치함으로써 단순화될 수 있다. 사전 제조된 부재는 모든 재료가 몰드에 배치되고 등압 압축 성형 공정이 수행되며 상기 재료가 강화될 때까지 확산 장벽의 운반자로서 작용한다. 동시에, 사전 제조된 부재로 인하여, 상기 부재는 몰드의 부재 내부로 또는 그 주위에 충진되는 입자상 시작 성분(particulate starting material)을 지지하는 홀더로서 사용되거나 다른 사전 제조된 부재와 함께 적층되기 때문에 압축되기 전에 몰드는 신속하고 용이하게 충진된다.The nozzle manufacturing process can be simplified by placing a diffusion barrier on the inner face of the member prefabricated with the first component of the first alloy or on the outer face prefabricated with the second component of the second alloy. The prefabricated member acts as a carrier of the diffusion barrier until all the materials are placed in the mold and the isostatic compression molding process is performed and the material is reinforced. At the same time, due to the prefabricated member, the member is compressed because it is used as a holder for supporting a particulate starting material filled into or around the member of the mold or laminated together with other prefabricated members. Before the mold is filled quickly and easily.

후자의 경우, 사전 제조된 부재는 제 1 합금의 제 1 성분으로 이루어지는 것이 바람직하며, 제 2 합금의 입자상 시작 성분(particulate starting material)으로 충진된다. 제조 단계에서, 이러한 사항은 몰드가 신속하게 충진될 수 있는 장점을 제공한다. 동시에, 제 2 합금의 제 2 성분은 분말 야금에 의해 제조되어, 특히 바람직한 피로도를 나타내는 균일 구조를 얻을 수 있게 된다.In the latter case, the prefabricated member preferably consists of the first component of the first alloy and is filled with the particulate starting material of the second alloy. At the manufacturing stage, this provides the advantage that the mold can be filled quickly. At the same time, the second component of the second alloy is produced by powder metallurgy, so that a homogeneous structure exhibiting a particularly preferred fatigue degree can be obtained.

제 1 합금으로 사전 제조된 부재가 사용되면, 그것은 균일 상태로 압축되어 사용되는 몰드의 일부를 형성하는 사발(bowl) 형상이나 관형상의 벽 내부로 분말 야금에 의해 주조되거나 제조되는 것이 바람직하다. 몰드와 같은 사전 제조된 구성요소를 사용하면, 사전 제조된 구성요소는 완성된 블랭크의 일부가 되므로, 제조된 블랭크로부터 몰드를 제거하는 후속 공정을 제거하거나 단순화할 수 있게 된다.If a prefabricated member of the first alloy is used, it is preferably cast or manufactured by powder metallurgy into a bowl-like or tubular wall which forms a part of the mold to be pressed into a uniform state. Using prefabricated components, such as molds, the prefabricated components become part of the finished blank, thus eliminating or simplifying subsequent processes of removing the mold from the manufactured blank.

본 발명에 따른 제조방법의 다른 실시예에서, 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 성형된 코어 부재는 등압 압축 성형 공정이 행해지기 전에 제 1 합금의 분말이 배열되는 몰드 내부에 배치된다. 제 2 합금의 제 2 성분의 적어도 일부분은 미리 성형되기 때문에, 상기 코어 부재는 제 1 합금의 분말을 배치하는 것을 제어하는데 사용된다. 상기 분말은 제 1 합금 및 제 2 합금으로부터 분말을 혼합하는 위험 없이 상기 코어 부재에 바로 인접하게 배치된다. 사전 성형된 코어 부재는 정확하게 원하는 위치에 입자상 시작 성분을 배치할 수 있게 한다.In another embodiment of the manufacturing method according to the invention, the core member preformed with the second component of the second alloy is placed inside a mold in which the powder of the first alloy is arranged before the isostatic compression molding process is performed. Since at least a portion of the second component of the second alloy is preformed, the core member is used to control the placement of the powder of the first alloy. The powder is disposed immediately adjacent to the core member without the risk of mixing the powder from the first alloy and the second alloy. The preformed core member makes it possible to place the particulate starting component in exactly the desired position.

제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 성형된 부재 및/또는 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 성형된 부재는, 예를 들어, 가공 또는 압출 과정이 뒤따르는 CIP(냉간 등압 압축 성형: Cold Isostatic Pressin) 처리나 HIP 처리 공정에 의해, 또는 부재가 바람직한 평형 구조를 가지도록 후속의 가압 공정과 함께 신터링(sintering)함으로써 입자상 시작 성분으로부터 제조될 수 있다. 등압 압축 성형에 의해 그 성질이 향상된 다수의 주철이나 연철재료를 사용하는 것도 가능하다.A member preformed with the first component of the first alloy and / or a member preformed with the second component of the second alloy can be, for example, CIP (Cold Isostatic Pressin: Cold Isostatic Pressin) followed by a machining or extrusion process. Can be prepared from the particulate starting component by a) treatment or HIP treatment process or by sintering with a subsequent pressurization process so that the member has the desired equilibrium structure. It is also possible to use a plurality of cast iron or soft iron materials whose properties are improved by isostatic compression molding.

등압 압축 성형 공정은 적절한 HIP (열간 등압 압축 성형) 처리공정일 수 있는데, 그 결과, 입자가 성장하지 않게 하면서 확산에 의해 재료를 강화하여, 하나 이상의 재료가 용융되지 않고 응집된 재료로 고형화된 미세하게 분말화된 재료로 이루어진다는 사실로부터 미세하게 분말화된 구조를 유지할 수 있게 된다. 이러한 등압 압축 성형 공정은 HIP 처리시보다 상당히 낮은 온도에서 압축이 일어나는 CIP 처리 공정일 수도 있다.The isostatic compression molding process may be a suitable HIP (hot isostatic compression molding) process, which results in the reinforcing of the material by diffusion while preventing the particles from growing, so that one or more materials are solidified into agglomerated material without melting. It is possible to maintain a finely powdered structure from the fact that it is made of a powdered material. This isostatic compression molding process may be a CIP treatment process where compression occurs at a significantly lower temperature than HIP treatment.

다른 특징으로서, 본 발명은 디젤 엔진, 특히 2행정 크로스헤드 엔진의 연료 밸브용 노즐에 관한 것으로, 본 발명은 노즐의 외측면 상에 개방된 다수의 노즐 보어와 연통하는 중앙의 길이방향 채널을 구비하며, 상기 노즐은 노즐 보어 주위의 외측 영역에서 적어도 내부식성 제 1 합금으로 이루어지며, 그 외측 영역과 다른 영역에서는 제 2 합금으로 이루어진다.In another aspect, the present invention relates to a nozzle for a fuel valve of a diesel engine, in particular a two-stroke crosshead engine, the invention having a central longitudinal channel in communication with a plurality of nozzle bores open on an outer side of the nozzle. The nozzle is made of at least a corrosion resistant first alloy in an outer region around the nozzle bore, and in a region different from the outer region of the nozzle bore.

노즐의 길이가 향상됨으로써, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전술한 방법에 대한 설명과 관련하여 이미 언급한 바와 같이, 상기 노즐은 제 1 합금과 제 2 합금 사이의 경계 영역의 성분에 미세한 크랙이 없는 구조인 것을 특징으로 한다.As the length of the nozzle is improved, as already mentioned in connection with the description of the above-described method according to the first embodiment of the present invention, the nozzle is minutely cracked in the component of the boundary region between the first alloy and the second alloy. Characterized in that there is no structure.

본 발명에 따른 노즐에 의해 달성되는 효과와 장점에 있어서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 방법에 관한 설명을 참조하기 바란다.For the effects and advantages achieved by the nozzle according to the invention, reference is made to the description of the method according to the first embodiment of the invention.

바람직한 실시예로서, 제 2 합금은 전술한 수명 이상의 수명을 달성할 수 있는, 내부식성 제 1 합금 보다 큰 피로 강도를 가진다.As a preferred embodiment, the second alloy has a higher fatigue strength than the corrosion resistant first alloy, which can achieve a lifespan above the aforementioned life.

일실시예에서, 산소-제한 확산 장벽은 제 1 합금과 제 2 합금 사이의 노즐에 설치된다. 확산 장벽으로 인하여, 원하는 특징에 기초한 내부식성 제 1 합금을 분석하는 것과 이러한 합금이 제 2 합금의 성분과 부정적으로 반응하는지 여부를 고려하지 않고도 이러한 합금의 제조 조건을 결정하는 것이 가능하게 된다. 유사하게, 제 2 합금을 분석하는 것은 제 1 합금의 성분을 고려하지 않고도 결정될 수 있게 된다.In one embodiment, an oxygen-limiting diffusion barrier is installed at the nozzle between the first alloy and the second alloy. The diffusion barrier makes it possible to analyze the corrosion resistant first alloy based on the desired characteristics and to determine the conditions for the production of such alloy without considering whether the alloy reacts negatively with the components of the second alloy. Similarly, analyzing the second alloy can be determined without considering the components of the first alloy.

제 2 합금은 분말 야금으로 이루어지는데, 이로 인하여 원하는 부재를 용융함으로써 단독으로 제조된 성분과 비교하여 성능이 향상된다.The second alloy is made of powder metallurgy, whereby the performance is improved as compared to the component produced alone by melting the desired member.

바람직한 실시예에서, 제 1 합금은 니켈계 합금(nickel based alloy)이며, 제 2 합금은 철계 합금(iron-based alloy)이다. 다수의 노즐 보어는 작은 공간에 위치되며 서로 다른 각도로 길이 방향의 중앙 채널에 의해 분할되어 있기 때문에, 노즐 내부에 사용되는 철계 합금은 복잡한 형상을 구비한 노즐의 영역에 높은 강도를 제공한다.In a preferred embodiment, the first alloy is a nickel based alloy and the second alloy is an iron-based alloy. Since many nozzle bores are located in small spaces and are divided by central channels in the longitudinal direction at different angles, the iron-based alloy used inside the nozzle provides high strength to areas of nozzles with complex shapes.

니켈계 합금은 탄소 형성물에 민감하며, 이에 따라 예를 들어 중량 기준으로 0.6% 이하의 제한된 탄소 성분을 가질 뿐이다. 높은 피로 강도를 가진 일반적인 철계합금은 중량 기준으로 수 퍼센트 까지의 높은 탄소 성분을 가진다. 필요하다면, 철계 합금은 니켈계 합금보다 노즐의 작동 온도에서 탄소를 덜 가지도록 선택된다. 철계 합금에서 탄화물로 형성된 합금의 성분은 예를 들어 탄소의 용해 온도가 노즐의 작동온도 이상이며 HIP 처리에 의해 노즐이 제조될 때 HIP 온도 이상이 되도록 선택된다. 용해된 탄화물에 의해 자유 탄소가 방출되는 것이 방지된다. 또한, 강탄화물 형성체가 합금 성분으로서 선택되어, 임의의 자유 탄소를 잡아서 고정시키는 것을 도와주게 된다.Nickel-based alloys are sensitive to carbon formation and thus only have a limited carbon component of, for example, 0.6% or less by weight. Typical iron-based alloys with high fatigue strength have high carbon content of up to several percent by weight. If necessary, the iron-based alloy is selected to have less carbon at the operating temperature of the nozzle than the nickel-based alloy. The component of the alloy formed of carbide in the iron-based alloy is selected such that, for example, the melting temperature of carbon is above the operating temperature of the nozzle and above the HIP temperature when the nozzle is manufactured by HIP treatment. Free carbon is prevented from being released by the dissolved carbides. In addition, a strong carbide former is selected as the alloying component to help catch and fix any free carbon.

상기 노즐은 연료 밸브의 주 밸브 시트를 탑재한 연속적인 스핀들 가이드의 연료 밸브에 위치된 분리 유니트로서 적절하게 지정된다. 이러한 구조에서, 상기 노즐은 주 밸브 시트에서 발생하는 다소 큰 응력에 의해 영향을 받지 않거나 최소한의 영향을 받는다. 노즐 교체시에, 이러한 교체 작업은 연소실로 돌출된 연료 밸브의 일부를 주로 구성하는 작은 부품에 한정된다.The nozzle is suitably designated as a separation unit located in the fuel valve of the continuous spindle guide carrying the main valve seat of the fuel valve. In such a structure, the nozzle is not affected or minimally affected by the rather large stresses occurring in the main valve seat. At the time of nozzle replacement, this replacement operation is limited to small parts which mainly constitute part of the fuel valve protruding into the combustion chamber.

다른 실시예에서, 제 2 합금은 상기 노즐이 응집된 덩어리의 70% 이상을 이루어, 제 2 합금이 제 1 합금보다 저렴하다면 강도면에서 유리하다는 것에 추가하여 비용면에서도 유리하다.In another embodiment, the second alloy is advantageous in terms of cost in addition to being advantageous in strength if the nozzle comprises at least 70% of the aggregated mass, so that the second alloy is less expensive than the first alloy.

본 발명은 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

도 1은 연료 밸브의 하단부에 장착된 노즐을 통하여 바라본 길이 방향의 단면도이다.1 is a cross-sectional view in the longitudinal direction viewed through a nozzle mounted to a lower end of a fuel valve.

도 2 내지 도 7은 노즐을 HIP 처리하는데 사용되는 다양한 분말로 충진된 몰드의 단면도이다.2 through 7 are cross-sectional views of molds filled with various powders used to HIP the nozzles.

도 1은 각 실린더에 하나 이상의 연료 밸브를 구비한 4행정 크로스 헤드 엔진, 바람직하게는, 2행정 크로스 헤드 엔진의 연료 밸브의 노즐(도면 부호 1로 표시)을 도시한다. 2행정 크로스헤드 엔진은 황을 함유한 무거운 연료에서 작동되기 때문에 노즐의 길이면에서 엄격한 조건을 요구한다.1 shows a nozzle (indicated by reference numeral 1) of a fuel valve of a four-stroke crosshead engine, preferably a two-stroke crosshead engine, having one or more fuel valves in each cylinder. Because two-stroke crosshead engines operate on heavy fuels containing sulfur, they require stringent conditions in terms of nozzle length.

상기 노즐은 밸브 하우징(2)의 단부의 중앙 홀을 통하여 돌출되며, 환상면(3)은 파선으로 도시된 실린더 커버 또는 실린더 라이너의 대응 접촉면에 대하여 압축되어, 노즐 보어(4)를 구비한 노즐의 팁은 연소실(A)내부로 돌출될 수 있으며, 연료 밸브가 개방되면 연료를 분사하게 된다. 연료 밸브는, 도시된 밸브 구조와 같이, 슬라이더 가이드(8)의 저단부에 위치된 밸브 시트(7)와 밸브 니들(6)을 구비한 밸브 슬라이더(5)를 구비한다. 상기 밸브 슬라이더는 노즐(1)에서 상향면에 대하여 아래로 압축된다.The nozzle protrudes through the central hole at the end of the valve housing 2, and the annular surface 3 is compressed against the corresponding contact surface of the cylinder cover or cylinder liner, shown in broken lines, to provide a nozzle with a nozzle bore 4. The tip of the may protrude into the combustion chamber (A), and when the fuel valve is opened to inject fuel. The fuel valve is provided with a valve slider 5 with a valve seat 7 and a valve needle 6 located at the lower end of the slider guide 8, as in the valve structure shown. The valve slider is compressed downward with respect to the upward surface at the nozzle 1.

노즐은 노즐 보어(4)가 노즐의 외측면에 이어진 노즐 보어로부터 중앙의 길이방향 채널(9)를 구비한다. 노즐은 내부식성의 제 1 성분으로 구성된 제 1 합금(10) 및 제 2 성분으로 구성된 제 2 합금(11)으로 이루어진다. 제 1 합금은 노즐 홀 주위의 영역에서 적어도 노즐의 최외곽부를 형성하며, 상향 연장되어 밸브 하우징(2)로부터 돌출된 노즐의 전체 부분 너머로 노즐의 외측면을 형성한다.The nozzle has a longitudinal channel 9 centered from the nozzle bore with the nozzle bore 4 running on the outer side of the nozzle. The nozzle consists of a first alloy 10 composed of a corrosion resistant first component and a second alloy 11 composed of a second component. The first alloy forms at least the outermost part of the nozzle in the region around the nozzle hole and extends upward to form the outer surface of the nozzle over the entire portion of the nozzle protruding from the valve housing 2.

내부식성의 제 1 합금의 제 1 성분은 입자상 시작 성분으로 이루어지거나, 또는 예를 들어 주조의 방법으로 제조된다. 제 1 합금으로 적용가능한 합금은. 예를들면, 일반적인 불순물을 제외하고 중량 % 로 계산하여, 15 내지 30%의 Cr, 0.02 내지 0.55%의 C를 포함하며, 그리고 선택적으로 0 내지 15%의 W, 0 내지 8%의 Al, 0 내지 5%의 Ti, 0 내지 20%의 Co, 0 내지 2%의 Hf, 0 내지 5%의 Nb 및/또는 Ta, 0 내지 35%의 Mo, 0 내지 10%의 Si, 0 내지 1.5%의 Y, 0 내지 20%의 Fe 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 니켈계 합금이다. 이러한 합금은 불가피한 불순물을 함유하며, 그 나머지는 니켈이다. 이러한 합금의 일반적인 예는 23%의 Cr, 7%의 W, 5.6%의 Al, 1%의 Si, 0.5%의 C, 0.4%의 Y의 구성을 가진다. 이와 같이 HIP처리된 합금은 약 ± 450 MPa의 피로 강도(σA)를 가진다.The first component of the corrosion resistant first alloy consists of a particulate starting component, or is produced, for example, by the method of casting. Alloy applicable as the first alloy. For example, 15 to 30% Cr, 0.02 to 0.55% C, and optionally 0 to 15% W, 0 to 8% Al, 0, calculated as weight percent excluding common impurities To 5% Ti, 0 to 20% Co, 0 to 2% Hf, 0 to 5% Nb and / or Ta, 0 to 35% Mo, 0 to 10% Si, 0 to 1.5% It is a nickel-based alloy containing any one or more of Y and 0 to 20% of Fe. Such alloys contain inevitable impurities, the remainder being nickel. Typical examples of such alloys have a composition of 23% Cr, 7% W, 5.6% Al, 1% Si, 0.5% C, 0.4% Y. This HIP treated alloy has a fatigue strength σ A of about ± 450 MPa.

니켈계 합금은, 중량 %로 계산하고 일반적인 불순물을 제외하면, 35 내지 60%의 Cr, 0.02 내지 0.55%의 C를 포함하며, 선택적으로 0에서 1.0% 이하의 Si, 0 내지 5.0%의 Mn, 0 내지 5.0%의 Mo 및/또는 W, 0에서 0.5% 이하의 B, 0 내지 8.0%의 Al, 0 내지 1.5%의 Ti, 0 내지 0.2%의 Zr, 0 내지 3.0%의 Nb, 0 내지 최대 2%의 Hf, 0 내지 1%의 N, 0 내지 최대 1.5%의 Y, 최대 5.0% 의 Co와 Fe의 집합 성분 중 하나 또는 그 이상을 포함한다. 이러한 합금은 불가피하게 불순물을 함유하며, 그 나머지는 Ni 이다. 이러한 소재는 높은 피로 강도와 연료로부터의 고온 부식이나 침식 모두에 상당히 높은 저항성을 가진다.Nickel-based alloys include 35 to 60% Cr, 0.02 to 0.55% C, optionally 0 to 1.0% Si, 0 to 5.0% Mn, calculated in weight percent and excluding common impurities 0-5.0% Mo and / or W, 0-0.5% or less B, 0-8.0% Al, 0-1.5% Ti, 0-0.2% Zr, 0-3.0% Nb, 0-max One or more of 2% Hf, 0-1% N, 0-1.5% Y, up to 5.0% Co and Fe. Such alloys inevitably contain impurities, with the remainder being Ni. These materials have high resistance to both high fatigue strength and high temperature corrosion or erosion from fuel.

내부식성의 제 1 합금 소재로서 사용되는 합금의 예는 아래 표 1과 같다. Examples of the alloy used as the corrosion-resistant first alloy material is shown in Table 1 below.                 

표 1TABLE 1

합금alloy 불순물이 발생하지 않는 대략적 성분(중량 %)Approximate component (% by weight) free of impurities 열팽창 계수(10-6/℃)Thermal expansion coefficient (10 -6 / ℃) 인코넬 625 (Inconel 625)Inconel 625 0.1% C, 22%Cr, 9%Mo, 3.5%Nb, 0.4%Al, 0.4%Ti, 나머지 Ni0.1% C, 22% Cr, 9% Mo, 3.5% Nb, 0.4% Al, 0.4% Ti, Remnant Ni 13.913.9 인코넬 617 (Inconel 617)Inconel 617 0.07%C, 22%Cr, 12.5%Co, 9%Mo, 1.2%Al, 0.6%Ti, 나머지 Ni0.07% C, 22% Cr, 12.5% Co, 9% Mo, 1.2% Al, 0.6% Ti, Remnant Ni 13.813.8 인코넬 725 (Inconel 725)Inconel 725 0.03%C, 21%Cr, 8%Mo, 3.5%Nb, 1.4%Ti, 9%Fe, 나머지 Ni0.03% C, 21% Cr, 8% Mo, 3.5% Nb, 1.4% Ti, 9% Fe, Remnant Ni 14.114.1 인코넬 657 (Inconel 657)Inconel 657 0.1%C, 50%Cr, 1.5%Nb, 나머지 Ni0.1% C, 50% Cr, 1.5% Nb, Remnant Ni 13.413.4 호스텔리 B2 (Hosterly B2)Hostelly B2 0.01%C, 28%Mo, 1%Cr, 2%Fe, 1%Co, 나머지 Ni0.01% C, 28% Mo, 1% Cr, 2% Fe, 1% Co, Rest Ni 11.611.6 하스텔로이 G30 (Hastelloy G30)Hastelloy G30 0.03%C, 30%Cr, 15%Fe, 5%Co, 5.5%Mo, 1.5%Nb, 2%Cu, 2.5%W, 나머지 Ni0.03% C, 30% Cr, 15% Fe, 5% Co, 5.5% Mo, 1.5% Nb, 2% Cu, 2.5% W, Rest Ni 15.215.2

열팽창계수는 섭씨 20도 내지 500도로 가열할 때의 평균 선형 열팽창계수로서 언급되는데, 환언하면, 섭씨 500도에 관련된다. 제 1 합금은 제 2 합금으로서 거의 동일한 열팽창계수를 가지는 것이 바람직하다. 선택적으로, 제 1 합금은 제 2 합금보다 높은 열팽창계수를 가져서, HIP 온도로부터 20도까지 냉각하는 경우와 관련하여 노즐의 중앙부에는 압축 응력이 발생한다.The coefficient of thermal expansion is referred to as the average linear coefficient of thermal expansion when heated to 20 degrees Celsius to 500 degrees Celsius, in other words, to 500 degrees Celsius. It is preferable that the first alloy has almost the same coefficient of thermal expansion as the second alloy. Optionally, the first alloy has a higher coefficient of thermal expansion than the second alloy such that compressive stress occurs in the central portion of the nozzle in connection with cooling to 20 degrees from the HIP temperature.

셀시트 50-P(Celsit 50-P)와 같은 코발트계 합금이 사용될 수도 있는데, HIP 처리 조건에서, 이러한 합금은 ±150MPa 근방의 피로 강도(σA)를 가지는데 이런 이유로 이러한 합금은 선호되지 않는다.Cobalt-based alloys, such as Celsit 50-P, may also be used; under HIP treatment conditions, these alloys have a fatigue strength (σ A ) around ± 150 MPa, which is why such alloys are not preferred. .

제 2 합금용 합금 성분으로서, 0.4%의 C, 1.0%의 Si, 0.4%의 Mn, 5.2%의 Cr, 1%의 V, 1.3%의 Mo, 나머지 성분으로 Fe를 포함하는 AISI H13 공구강, 또는 0.45%의 C, 0.4%의 Si, 0.4%의 Mn, 4.5%의 Co, 4.5%의 Cr, 0.5%의 Mo, 2%의 V, 4.5%의 W, 나머지 성분으로 Fe를 포함하는 AISI H19 공구강, 또는 0.5%의 C, 4.5%의 Cr, 1%의 V, 2.75%의 Mo, 2%의 W, 0.4%의 Si, 0.5%의 Mn, 나머지 성분으로 Fe를 포함하는 미국 스루셔블 리서치사의 공구강 CPM1V와, 0.8%의 C, 7.5%의 Cr, 2.5%의 V, 1.3%의 Mo, 0.9%의 Si, 0.4%의 Mn, 나머지 성분으로 Fe를 포함하는 공구강 CPM3V 이 선호된다.As an alloy component for the second alloy, AISI H13 tool steel comprising 0.4% C, 1.0% Si, 0.4% Mn, 5.2% Cr, 1% V, 1.3% Mo, Fe as the remaining components, or AISI H19 tool steel containing 0.45% C, 0.4% Si, 0.4% Mn, 4.5% Co, 4.5% Cr, 0.5% Mo, 2% V, 4.5% W, Fe as remainder Or tool steels of the USA thru research, including 0.5% C, 4.5% Cr, 1% V, 2.75% Mo, 2% W, 0.4% Si, 0.5% Mn, Fe as the remaining components Preferred are CPM1V, 0.8% C, 7.5% Cr, 2.5% V, 1.3% Mo, 0.9% Si, 0.4% Mn, and Fe steel with Fe as the remaining components.

공구강은 매우 정밀한 구조를 가진 정밀하게 분말화된 등방성의 분말인 분말 야금에 의해 제조되어, 추가된 합금 성분의 높은 비율에도 불구하고 탄화물 네트워크를 형성하는 것은 회피된다. 냉간 온도에서 가압-원자화 용융된 합금에 의해, 탄화물은 극히 작게 되며 균일하게 소산된다.Tool steels are produced by powder metallurgy, which is a finely powdered isotropic powder with a very precise structure, so that a carbide network is avoided despite the high proportion of added alloying components. With the press-atomic molten alloy at cold temperature, the carbides are extremely small and are uniformly dissipated.

제 1 합금용 합금 소재의 예가 아래 표 2에 표시되며, 표 2에서 열팽창계수는 표 1과 동일한 방식으로 언급된다.Examples of alloying materials for the first alloy are shown in Table 2 below, in which the coefficient of thermal expansion is mentioned in the same manner as in Table 1.

표 2Table 2

합금alloy 불순물이 발생하지 않는 대략적 성분(중량 %)Approximate component (% by weight) free of impurities 열팽창 계수(10-6/℃)Thermal expansion coefficient (10 -6 / ℃) AISI H11AISI H11 0.4%C, 5%Cr, 1.3%Mo, 0.5%V, 나머지 Fe0.4% C, 5% Cr, 1.3% Mo, 0.5% V, Remnant Fe 13.113.1 AISI H21AISI H21 0.3%C, 3.5%Cr, 9.5%W, 0.5%V, 나머지 Fe0.3% C, 3.5% Cr, 9.5% W, 0.5% V, rest Fe 12.812.8 AISI A8AISI A8 0.5%C, 5%Cr, 1.4%Mo, 1.2%W, 나머지 Fe0.5% C, 5% Cr, 1.4% Mo, 1.2% W, Remnant Fe 12.112.1 AISI M2AISI M2 0.9%C, 4.3%Cr, 5%Mo, 6%W, 2%V, 나머지 Fe0.9% C, 4.3% Cr, 5% Mo, 6% W, 2% V, rest Fe 12.312.3 AISI O1AISI O1 0.9%C, 0.5%Cr, 0.5%W, 나머지 Fe0.9% C, 0.5% Cr, 0.5% W, rest Fe 13.313.3

특정의 공구강에 있어서, 피로강도는 노즐 블랭크에 주어지는 열처리에 의해 조절된다. 노즐 블랭크를 등압 압축 성형한 후에, 노즐 블랭크의 외부 형상과 내부 형상이 완성된다. 이러한 방법은 길이 방향의 중앙 채널과 노즐 보어가 블랭크로 가공되는 것을 의미하며, 블랭크의 외측면은 터닝 가공되거나 그 최종 형상으로 그라운딩될 수 있다.For certain tool steels, the fatigue strength is controlled by the heat treatment given to the nozzle blank. After isostatic compression molding the nozzle blank, the outer shape and the inner shape of the nozzle blank are completed. This means that the longitudinal center channel and the nozzle bore are machined into blanks, wherein the outer surface of the blank can be turned or ground to its final shape.

형상 가공이 마무리될 때, 노즐 블랭크는 적절한 경도로 제 2 합금이 경화되는 열처리를 겪게 된다. 예를 들어, 이러한 경화처리는 10 내지 40분의 침지 시간동안 섭씨 1000도 내지 1100도의 온도 범위에서 수행된다. 그러면, 최종적인 열처리는 하나 또는 그 이상의 템퍼링 처리의 형태로 수행되며, 이러한 템퍼링 가공은 완성된 노즐의 피로강도를 결정한다는 점에서 중요하다. 예를 들어, 템퍼링 가공은 섭씨 450도 내지 600도의 온도 범위에서 2시간동안 침지되어 수행된다. 2시간의 2회 또는 3회 간격으로 이중 또는 삼중으로 템퍼링 가공하는 것이 바람직하다. 전술한 공구강은 완성된 노즐에서 ±500-900MPa 근방의 피로 강도(σA)를 가진다. 피로 강도(σA)는 최소 ±750 MPa 이다. 동시에 상기 공구강은 높은 내마모성과 경도를 가지는 것이 바람직하다.When the shape machining is finished, the nozzle blank undergoes a heat treatment in which the second alloy hardens to the appropriate hardness. For example, this curing is carried out in a temperature range of 1000 degrees Celsius to 1100 degrees Celsius for an immersion time of 10 to 40 minutes. The final heat treatment is then carried out in the form of one or more tempering treatments, which is important in that it determines the fatigue strength of the finished nozzle. For example, tempering is performed by immersion for 2 hours in the temperature range of 450 degrees Celsius to 600 degrees Celsius. It is preferable to temporally double or triple at two or three time intervals of two hours. The tool steel described above has a fatigue strength σ A around ± 500-900 MPa in the finished nozzle. Fatigue strength σ A is at least ± 750 MPa. At the same time, the tool steel preferably has high wear resistance and hardness.

제 1 합금 및 제 2 합금에 있어서, 분말은 0 내지 1000 마이크로미터의 범위의 크기를 가지는 것이 바람직하다.In the first alloy and the second alloy, the powder preferably has a size in the range of 0 to 1000 micrometers.

상기 노즐 블랭크가 어떻게 등압 압축 성형되어 처리되는지가 아래에 예시된다.How the nozzle blank is treated by isostatic pressing is illustrated below.

도 2는 몰드(13)에 삽입된 사전 형성된 코어 부재(12)를 도시하는데, 상기 부재는 저부 패널(14), 측벽(15), 커버(16), 충진 노즐(17)로 구성된다. 상기 코어 부재는 제 2 합금으로 이루어지며, 우선 서로 신터링된 후 소위 그린 블랭크로 냉간 압축되어 형성된다. 상기 코어 부재는 고속 분말 압축 또는 CIP 또는 HIP 처리에 의해 이루어진다. 상기 코어 부재는 일반적인 공구강을 위한 방법에 의해 형성되며, ESR(Electro Slag Refined) 리캐스팅일 수도 있다. 상기 코어 부재는 몰드(13)내부로 위로 돌출하는 본체부보다 약간 큰 직경을 가지는 헤드부(18)를 가진다. 상기 본체부는 완성된 노즐의 중앙 채널(9) 주위의 영역 너머로 연장된다. 상기 본체부는 상기 노즐 보어로부터 일정 거리까지 연장되거나, 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐 내부로 연장되어 중앙 채널 전체를 감싸게 된다. 후자의 경우, 상기 노즐 보어는 중앙 채널 주위의 영역의 제 2 합금을 통하여 그리고 노즐의 최외곽의 제 1 합금을 통하여 통과한다.2 shows a preformed core member 12 inserted into a mold 13, which consists of a bottom panel 14, a side wall 15, a cover 16, and a filling nozzle 17. The core member is made of a second alloy and is first sintered with each other and then formed by cold compression with a so-called green blank. The core member is made by high speed powder compaction or CIP or HIP treatment. The core member is formed by a method for general tool steel, and may be ESR (Electro Slag Refined) recasting. The core member has a head portion 18 having a diameter slightly larger than the body portion projecting upward into the mold 13. The body portion extends beyond the area around the central channel 9 of the finished nozzle. The body portion extends to a predetermined distance from the nozzle bore or, as shown in FIG. 1, extends inside the nozzle to cover the entire central channel. In the latter case, the nozzle bore passes through the second alloy in the region around the central channel and through the outermost first alloy of the nozzle.

측벽(15)은 헤드부(18) 주위의 아래에서 결합되며 그 위로 갈수록 작은 직경을 가져서 좁아진다. 본체부에서, 측벽은 내부식성의 제 1 합금의 바람직한 두께에 상응하는 거리에 놓인다. 원형의 저부 패널(14)은 측벽(15)의 저부 림으로 전체 원주를 따라 용접된다. 유사하게, 상기 커버(16)는 측벽의 상부 림에 용접되며, 충진 노즐은 상기 커버의 상부면에 용접된다.The side wall 15 is joined below the head portion 18 and has a smaller diameter and becomes narrower toward the top. In the body portion, the side walls are at a distance corresponding to the desired thickness of the corrosion resistant first alloy. The circular bottom panel 14 is welded along the entire circumference with the bottom rim of the side wall 15. Similarly, the cover 16 is welded to the upper rim of the side wall and the filling nozzle is welded to the top surface of the cover.

제 1 합금(10)의 정밀하게 분말화된 분말은 상기 코어 부재(12) 주위의 캐비티 내부로 충진 노즐(17)을 통하여 충진되며, 분말이 구비된 몰드는 진동되어, 필요하다면, 상기 몰드는 비워지게 되어 충진 노즐에서 압축되는 방식으로 폐쇄된다.The finely powdered powder of the first alloy 10 is filled into the cavity around the core member 12 through the filling nozzle 17, and the mold with powder is vibrated, if necessary, the mold It is emptied and closed in such a way that it is compressed at the filling nozzle.

그 다음에, 몰드가 노(furnace)에 놓이게 되고, 노의 챔버는 아르곤과 같은 불활성 가스로 약 200바아의 압력까지 펌핑되어 섭씨 1000도 내지 1300도, 특히 1500도의 온도 범위로 가열된다. 동시에, 이러한 가열 과정에 의해, 노의 챔버 내부의 압력은 약 900 바 내지 1100 바까지 상승한다. 이러한 온도와 압력은 4 내지 8시간 동안 유지되며 그 동안 몰드 내부의 성분은 소밀하게 강화되어 구멍이 없는 물체가 된다.The mold is then placed in a furnace and the chamber of the furnace is pumped to a pressure of about 200 bar with an inert gas such as argon and heated to a temperature range of 1000 to 1300 degrees Celsius, in particular 1500 degrees Celsius. At the same time, by this heating process, the pressure inside the chamber of the furnace rises to about 900 bar to 1100 bar. This temperature and pressure are maintained for 4 to 8 hours during which the components inside the mold are tightly reinforced to become holes-free objects.

냉각후에, 상기 몰드는 HIP처리된 블랭크로부터 제거된다. 예를 들면, 사용되는 몰드는 강이나 유리 소재로 이루어진다. 유리의 경우, 전술한 용접은 유리를 가열하여 용융하는 것이다.After cooling, the mold is removed from the HIP treated blank. For example, the mold used consists of steel or glass material. In the case of glass, the above-mentioned welding is to heat and melt glass.

어닐링된 노즐 블랭크는 예를 들어 터어닝이나 보오링 공정에 의해 마무리 가공되며, 이러한 블랭크는 응력이 완화되고, 경화되며 템퍼링된다. 고온에서 HIP 처리되는 결과, 열처리가 HIP 온도보다 낮은 온도에서 수행된다면, 노즐의 열처리는 재료에서 입자가 성장하지 않고도 수행된다. 이러한 특징은 보다 큰 입자로 인해 보다 낮은 피로 응력이 발생하므로 유리한 점이 된다.The annealed nozzle blanks are finished, for example, by turning or boring processes, which blanks are relaxed, hardened and tempered. As a result of the HIP treatment at high temperature, if the heat treatment is performed at a temperature lower than the HIP temperature, the heat treatment of the nozzle is performed without growing particles in the material. This feature is advantageous because larger particles generate lower fatigue stresses.

본 발명에 따른 노즐의 수명은 두 물질 사이의 전이 영역에 미세한 크랙이 없기 때문에 길어지게 된다. 미세한 크랙은 단일의 수정 입자의 크랙 또는 여러 수정 입자를 통하여 연장되는 크랙이다. 일반적으로, 크랙은 0.05mm 내지 0.5mm의 크기를 가진다. 크랙의 크기가 0.05mm 이하는 무시할 만하다. 미세한 크랙이 노즐에 발생하면, 노즐에는 크랙이 발생하게 된다. 그 이유는 전술한 열 영향 구역 또는 결합 오류에 의해 야기되는 크랙은 몇 개의 입자에만 영향을 주는 것이 아니라 큰 구간에 걸쳐서 영향을 주기 때문이다. 미세한 크랙의 존재는 노즐에서의 두합금 사이의 몇몇 응력 노출 경계영역을 검사함으로써 확인된다. 가장 노출된 영 역에 미세한 크랙이 없다면, 노즐 전체에서 경계 영역에 미세한 크랙이 없는 것으로 판단될 수 있다.The lifetime of the nozzle according to the invention is long because there are no minute cracks in the transition region between the two materials. Fine cracks are cracks of a single crystal particle or cracks extending through several crystal particles. Generally, the cracks have a size of 0.05 mm to 0.5 mm. Cracks of 0.05 mm or less are negligible. If minute cracks occur in the nozzle, cracks occur in the nozzle. The reason is that the cracks caused by the above-described heat affected zones or bonding errors do not affect only a few particles, but over large sections. The presence of fine cracks is confirmed by examining several stress exposed boundary areas between the two alloys at the nozzle. If there are no minute cracks in the most exposed areas, it can be determined that there are no minute cracks in the boundary region throughout the nozzle.

편의를 위하여, 다른 실시예에 대한 하기의 설명에서 전술한 바와 동일한 기능을 가지는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.For convenience, the same reference numerals are used for parts having the same functions as described above in the following description of other embodiments.

도 3은 동일한 몰드에서 많은 노즐을 제조하는데 적합한 몰드(13)의 형상을 도시한다. 측벽(15)은 헤드부(18)의 외경에 대응하는 내경의 원통형상이다. 제 1 합금의 두께는 분말로 파이프를 충진하기 전에 본체부 주위에 원통형 충진 파이프(21)를 배치함으로써 제어된다. 도면에 도시된 것보다 크게 측벽(15)을 형성함으로써, 제 1 코어 부재(12)와 이에 연관된 확산 장벽(24)과 충진 파이프(21)는 커버(16)를 설치하기 전에 측벽 내부에 배치되어, 분말은 그 상측 에지에 충진 파이프의 내부로 충진된다. 파이프(21)를 구비한 그 다음의 코어 부재, 장벽(24) 분말은 첫 번째 것의 상부에 배치될 수 있으며, 측벽(15)이 충진될 때까지 몰드 전체는 커버(16)를 설치함으로써 폐쇄된다. 그 다음 HIP 처리가 전술한 바와 같이 행해진다.3 shows the shape of a mold 13 suitable for producing many nozzles in the same mold. The side wall 15 is cylindrical in shape with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the head portion 18. The thickness of the first alloy is controlled by placing the cylindrical fill pipe 21 around the body portion before filling the pipe with powder. By forming the side wall 15 larger than shown in the figure, the first core member 12 and its associated diffusion barrier 24 and the filling pipe 21 are disposed inside the side wall prior to installing the cover 16. The powder is filled into the inside of the filling pipe at its upper edge. The next core member, barrier 24 powder with pipe 21 can be placed on top of the first one, and the entire mold is closed by installing a cover 16 until the side wall 15 is filled. . HIP processing is then performed as described above.

확산 장벽(24)은 본체부(19)의 외측면 및 헤드부(19)의 상향면에 배치된다. 상기 장벽은 전해질 증착이나 플레이팅과 같은 다른 표면 처리 방법에 의해 사전 성형된 코어 부재에 코팅된다. 예를 들어, 상기 장벽은 니켈, 구리, 코발트 또는 니켈-인으로 구성된다. 선택적으로, 상기 코팅은 스프레이에 의하거나, 니켈, 코발트 또는 구리와 같은 순수한 금속으로 된 소정의 물질을 본체부(19) 주위에 얇게 호일링(foil)함으로써 이루어진다. 상기 장벽은 5 내지 400 마이크로미터, 바람직하게는 10 내지 100 마이크로미터의 두께 범위를 가진다.The diffusion barrier 24 is disposed on the outer surface of the body portion 19 and the upward surface of the head portion 19. The barrier is coated on the preformed core member by other surface treatment methods such as electrolyte deposition or plating. For example, the barrier consists of nickel, copper, cobalt or nickel-phosphorus. Optionally, the coating is achieved by spraying or by foiling a thin material around the body portion 19 of a predetermined material of pure metal such as nickel, cobalt or copper. The barrier has a thickness in the range of 5 to 400 micrometers, preferably 10 to 100 micrometers.

도 4는 측벽(15)이 원통형이며 헤드부(18)의 어깨의 저부 림에 용접된 다른 구조를 도시한다. 이러한 구조로 인하여 몰드는 덜 비싸게 된다. HIP 처리후에 노즐을 정밀하게 가공하는 것과 관련하여, 열-영향 영역을 구비한 용접부가 터어닝에 의해 제거된다. 사전 성형된 코어부재는 예를 들어 선행의 HIP 처리 또는 CIP(Cold Isostatic Pressing) 처리에 의해 이루어지지만 어떠한 용접도 재료에 가해지지 않는다.4 shows another structure in which the side wall 15 is cylindrical and welded to the bottom rim of the shoulder of the head portion 18. This structure makes the mold less expensive. In connection with the precise machining of the nozzle after the HIP treatment, the weld with the heat-affecting zone is removed by turning. The preformed core member is for example made by a prior HIP treatment or CIP (Cold Isostatic Pressing) treatment, but no welding is applied to the material.

도 5는 제 1 합금의 원통형 관형상의 벽(22)이 본체부(19) 주위에 배치된 구조를 도시한다. 파이프의 내경은 본체부의 외경보다 커서, 확산 장벽(24)은 조립시에 손상되지 않는다. 벽(22)은 분말 야금에 의해 제조되지만, 일반적인 파이프, 특히 이음매 없는 파이프로 제조된다. 제 1 합금의 분말이 벽 내부에 충진된 후에, 벽(22)이 코어 부재 상에 남아 노즐 블랭크의 일부가 되는 경우를 제외하고는 전술한 바와 같은 HIP 처리가 행해진다.FIG. 5 shows a structure in which a cylindrical tubular wall 22 of the first alloy is disposed around the body portion 19. The inner diameter of the pipe is larger than the outer diameter of the body portion, so that the diffusion barrier 24 is not damaged during assembly. The wall 22 is made by powder metallurgy, but is made of ordinary pipes, in particular seamless pipes. After the powder of the first alloy is filled inside the wall, the HIP treatment as described above is performed except that the wall 22 remains on the core member to become part of the nozzle blank.

도 6은 제1 합금의 벽(22)이 사발 형상이고, 확산 장벽(24)이 제공되어 있는 구조를 도시한다. 커버(16)를 장착한 후에, 상기 몰드는 제 2 합금의 분말로 충진되며, 벽(22)이 노즐 블랭크의 HIP처리된 내부에 남아 있는 경우를 제외하고는 전술한 바와 같은 방식으로 HIP 처리가 수행된다.FIG. 6 shows a structure in which the walls 22 of the first alloy are bowl-shaped and provided with a diffusion barrier 24. After mounting the cover 16, the mold is filled with powder of the second alloy and the HIP treatment is performed in the same manner as described above except that the wall 22 remains inside the HIPed interior of the nozzle blank. Is performed.

벽(22) 형태의 내부식성 제 1 합금과 제 2 합금(11) 및 확산 장벽(23)는 둘중 하나 또는 다른 부재 상에 위치된 장벽으로써 2개의 사전 제조된 부재로 제조되며, 상기 부재들은 도 6에 도시된 바와 같이, 서로를 향해 삽입되며, 커버(16)가 장착되어 상기 몰드는 비워져서 폐쇄되며, 전술한 바와 같이 HIP 처리가 수행된다. 이 경우, 상기 부재들이 이미 전술한 바와 같이 사전 제조되므로 HIP처리는 입자상 시작 성분을 실제 강화하는 단계를 포함하지 않지만, HIP 처리로 인하여 상기 부재는 인터페이스에서 확산 결합에 의해 접착성 블랭크로 고형화된다.The corrosion resistant first alloy and the second alloy 11 and the diffusion barrier 23 in the form of a wall 22 are made of two prefabricated members with a barrier located on one or the other member, the members being shown in FIG. As shown in Fig. 6, inserted toward each other, the cover 16 is mounted so that the mold is emptied and closed, and the HIP process is performed as described above. In this case, the HIP treatment does not involve the step of actually strengthening the particulate starting component since the members are already manufactured as already described above, but due to the HIP treatment the member is solidified into an adhesive blank by diffusion bonding at the interface.

도 7은 제 1 및 제 2 합금 사이의 인터페이스에서 연장된 패널 파티션(23)에 의해 몰드가 내부적으로 분할된 실시예를 도시한다. 상기 패널 파티션(23)은 제 1 합금이나 제 2 합금으로 형성된다. 상기 패널 파티션(23)은 제 3의 물질로 이루어진 산소-제한 확산 장벽일 수도 있다. 패널 파티션은 상대적으로 두껍기 때문에, 제 2 합금으로부터의 성분은 제 1 합금으로 확산될 수 없다.7 shows an embodiment in which the mold is internally divided by a panel partition 23 extending at the interface between the first and second alloys. The panel partition 23 is formed of a first alloy or a second alloy. The panel partition 23 may be an oxygen-limited diffusion barrier made of a third material. Since the panel partition is relatively thick, components from the second alloy cannot diffuse into the first alloy.

저부 패널에는 충진 분말용 충진 노즐(17)이 장착된다. 우선 하나의 분말이 충진 노즐을 통하여 충진되면, 공기가 배출되어서 노즐은 폐쇄된다. 그러면, 상기 몰드는 상하가 뒤집어져서 제 2 분말이 제 2 노즐을 통하여 충진되고, 이에 따라 공기가 제 2 챔버로부터 배출된다. 그러면, 전술한 바와 같은 HIP 처리 과정이 수행된다.The bottom panel is equipped with a filling nozzle 17 for filling powder. First, when one powder is filled through the filling nozzle, air is discharged and the nozzle is closed. Then, the mold is turned upside down so that the second powder is filled through the second nozzle, and the air is discharged from the second chamber. Then, the HIP process as described above is performed.

상기 노즐은 도 1에 도시된 것 이상의 구조를 구비할 수 있다. 밸브 슬라이더는 연료 채널(9)에서 노즐 보어(4)를 차단하는 제 2 차단 부재를 구비한다. 제 2 차단 부재는 공구강으로 이루어진 길이 방향의 채널의 내측면을 따라 활주하므로 공구강으로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 것은 두 공구강이 서로 양호하게 작동한다는 사실에 기인한다. 주 밸브를 노즐에 안착시키는 것도 가능하며, 그 결과, 밸브 시트 아래의 연료 채널은 최소 부피가 된다. 또한, 노즐 보어가 노즐의 일측뿐만 아니라 노즐의 양측이나 타측으로도 배향되며, 노즐의 전체 주변부를 따라 소산하게 된다.The nozzle may have a structure more than that shown in FIG. 1. The valve slider has a second blocking member for blocking the nozzle bore 4 in the fuel channel 9. The second blocking member is preferably made of tool steel as it slides along the inner surface of the longitudinal channel of tool steel. This is due to the fact that the two tool steels work well together. It is also possible to seat the main valve on the nozzle, so that the fuel channel under the valve seat is at a minimum volume. In addition, the nozzle bore is oriented not only on one side of the nozzle, but also on both sides or the other side of the nozzle, and dissipates along the entire periphery of the nozzle.

제 2 합금의 사전 성형된 코어 부재 및/또는 제 1 합금의 사전 성형된 그릇 이나 파이프 형상의 벽은 주형이나 연철재료와 같은 입자상 시작 성분으로부터 선행하여 제조된다. HIP처리 과정 동안에 온도를 제어하여 제 2 합금의 제 2 성분이 경화되고 템퍼링되거나 HIP 처리 과정동안 어닐링되거나 이와 직접 관련되어 후속 열처리 단계를 생략할 수 있다.The preformed core member of the second alloy and / or the preformed bowl or pipe-shaped wall of the first alloy is produced prior to particulate starting components such as molds or soft iron materials. The temperature is controlled during the HIP treatment to allow the second component of the second alloy to cure and temper or to be annealed or directly related to the HIP treatment to omit subsequent heat treatment steps.

다양한 실시예의 상세한 설명이 새로운 실시예와 결합될 수 있다. 다양한 분말 크기의 제 1 합금 또는 제 2 합금을 혼합하는 것이 가능하며, 복수개의 다른 금속 합금의 분말이 전술한 바와 같은 형태로 이루어져서 사용된다. 또한, 절연 효과를 얻기 위하여 세라믹 소재의 분말을 추가로 혼합하는 것이 가능하다. 예를 들어, 세라믹 소재의 분말은 노즐의 팁으로부터 짧은 거리의 레이어에 배치된다. 세라믹 분말은 제 1 내부식성 합금의 분말에 의해 덮이게 된다. 단계적으로 혼합된 다양한 분말도 사용될 수 있다. HIP 처리 과정 전에 몰드를 충진함에 있어서, 예를 들어 도 2의 본체부(19) 위에 놓인 분말와 같은 제 1 합금의 분말에 세라믹 소재의 재료의 스크린을 설치하는 것이 가능하다. 제 1 합금의 분말은 상기 스크린의 상부에 배치되어, 노즐의 최외곽은 내부식성 성분으로 이루어진다.Detailed descriptions of various embodiments may be combined with new embodiments. It is possible to mix the first alloy or the second alloy of various powder sizes, and powders of a plurality of different metal alloys are used in the form as described above. In addition, it is possible to further mix the powder of the ceramic material in order to obtain the insulation effect. For example, the powder of ceramic material is placed in a layer of short distance from the tip of the nozzle. The ceramic powder is covered by the powder of the first corrosion resistant alloy. Various powders mixed in stages may also be used. In filling the mold prior to the HIP process, it is possible to install a screen of ceramic material on a powder of a first alloy, such as, for example, a powder placed on the body 19 of FIG. 2. The powder of the first alloy is disposed on top of the screen so that the outermost part of the nozzle consists of a corrosion resistant component.

Claims (23)

내부식성 제 1 합금의 제 1 성분은 노즐 보어 주위의 노즐의 외측면을 이루는 외측 영역의 몰드에 배치되는 디젤 엔진의 연료 밸브용 노즐 제조방법에 있어서,In a method of manufacturing a nozzle for a fuel valve of a diesel engine, the first component of the corrosion resistant first alloy is disposed in a mold in an outer region forming an outer surface of the nozzle around the nozzle bore. 제 2 합금의 제 2 성분은 내측 영역의 몰드에 배치되며, 배치된 상기 성분들은, 제 1 합금과 제 2 합금 사이의 경계 영역에서 크랙 없이 노즐 블랭크로 강화되도록 등압 압축 성형되어 처리되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.A second component of the second alloy is disposed in the mold of the inner region, wherein the disposed components are subjected to isostatic compression molding to be reinforced with nozzle blanks without cracking at the boundary region between the first alloy and the second alloy. Nozzle manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 합금의 제 2 성분은 완성된 노즐의 내부식성 제 1 합금보다 높은 피로 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.And the second component of the second alloy has a higher fatigue strength than the corrosion resistant first alloy of the finished nozzle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 산소-제한 확산 장벽은 등압 압축 성형 단계 전에 상기 제 1 합금의 제 1 성분과 상기 제 2 합금의 제 2 성분 사이에 사용되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.And an oxygen-limited diffusion barrier is used between the first component of the first alloy and the second component of the second alloy before the isostatic compression molding step. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 확산 장벽은 니켈, 구리, 또는 니켈 합금으로 이루어지는 것을 특징으 로 하는 노즐 제조방법.The diffusion barrier is a nozzle manufacturing method, characterized in that made of nickel, copper, or nickel alloy. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 확산 장벽은 제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 제조된 부재의 내측면상에 배치되거나 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 제조된 부재의 외측면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법. The diffusion barrier is disposed on the inner side of the member prefabricated with the first component of the first alloy or on the outer side of the member prefabricated with the second component of the second alloy. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 등압 압축 성형은 HIP (Hot Isostatic Pressing: 열간 등압 압축 성형) 처리인 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.The isostatic compression molding is a nozzle manufacturing method characterized in that the hot isostatic pressing (HIP) process. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,7. The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 제조된 부재는 제 2 합금의 입자상 시작 성분(particulate starting material)으로 충진되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.And a member prefabricated with the first component of the first alloy is filled with a particulate starting material of the second alloy. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 제조된 부재는, 분말 야금술에 의해, 등압 압축 성형에 사용되는 몰드의 부품을 형성하는 벽으로 주조되거나 제조되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.A member prefabricated with the first component of the first alloy is cast or produced by powder metallurgy into a wall forming a part of a mold used for isostatic compression molding. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 제조된 부재는 입자상 시작 성분으로 제조되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.And a member prefabricated with the first component of the first alloy is made from a particulate starting component. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,7. The method according to any one of claims 1 to 6, 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 성형된 코어 부재가 제 1 합금의 입자상 시작 성분이 등압 압축 성형이 행해지기 전에 배치되는 몰드에 놓이는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.And a core member preformed with a second component of the second alloy is placed in a mold in which the particulate starting component of the first alloy is placed before isostatic compression molding is performed. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 성형된 상기 코어 부재는 입자상 시작 성분으로 제조되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.And wherein said core member preformed with a second component of said second alloy is made from a particulate starting component. 노즐의 외측면에서 개방되는 다수의 노즐 보어와 연통하는 중앙의 길이방향 채널을 구비하며, 상기 노즐 보어 주위의 외측 영역에서는 내부식성 제 1 합금으로 이루어지고 상기 외측 영역과 다른 영역에서는 제 2 합금으로 이루어지며, 제 1 항의 노즐 제조방법으로 형성되는 디젤엔진의 연료 밸브용 노즐에 있어서,A central longitudinal channel in communication with a plurality of nozzle bores that open on the outer side of the nozzle, the outer region around the nozzle bore being made of a first corrosion resistant first alloy and a region other than the outer region of the second alloy In the nozzle for the fuel valve of the diesel engine is made by the nozzle manufacturing method of claim 1, 제 1 합금과 제 2 합금 사이의 경계 영역의 성분은 크랙이 없는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.The fuel valve nozzle, characterized in that the component of the boundary region between the first alloy and the second alloy has a crack-free structure. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제 2 합금은 내부식성의 상기 제 1 합금보다 높은 피로 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.And the second alloy has a higher fatigue strength than the corrosion-resistant first alloy. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제 1 합금과 상기 제 2 합금 사이의 노즐에는 산소-제한 확산 장벽이 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.A nozzle for a fuel valve, characterized in that the nozzle between the first alloy and the second alloy is provided with an oxygen-limited diffusion barrier. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제 2 합금은 분말 야금술에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.And the second alloy is made by powder metallurgy. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 12 to 15, 상기 제 1 합금은 니켈계 합금이며 상기 제 2 합금은 철계 합금인 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.And the first alloy is a nickel-based alloy and the second alloy is an iron-based alloy. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 12 to 15, 상기 노즐은 연료 밸브의 주 밸브 시트를 탑재한 스핀들 가이드의 전방의 연료 밸브에 배치된 별개의 유니트인 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.And the nozzle is a separate unit disposed in a fuel valve in front of the spindle guide on which the main valve seat of the fuel valve is mounted. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 제 2 합금은 노즐의 총질량의 70% 이상을 이루는 것을 특징으로 하는 연료밸브용 노즐.And the second alloy is 70% or more of the total mass of the nozzle. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 12 to 15, 상기 제 2 합금의 피로 강도(σA)는 ±750MPa 이상인 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.The fatigue strength σ A of the second alloy is ± 750 MPa or more. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 12 to 15, 상기 노즐은 상기 제 1 합금으로 덮인 절연 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.And the nozzle comprises an insulating ceramic material covered with the first alloy. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 노즐은 연료 밸브의 주 밸브 시트를 탑재한 스핀들 가이드의 연료 밸브에 배치된 별개의 유니트인 것을 특징으로 하는 연료 밸브용 노즐.And the nozzle is a separate unit disposed in the fuel valve of the spindle guide on which the main valve seat of the fuel valve is mounted. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1 합금의 제 1 성분으로 사전 제조된 부재는, The member pre-made with the first component of the first alloy, a) 분말 압축 공정,a) powder compaction process, b) 가공 공정이 뒤따르는 분말 압축 공정,b) powder compaction process followed by processing process, c) 압출 공정이 뒤따르는 분말 압축 공정,c) powder compaction process followed by extrusion process, d) CIP 처리 공정, d) CIP treatment process, e) 가공 공정이 뒤따르는 CIP 처리 공정, e) CIP treatment process followed by machining process, f) 압출 공정이 뒤따르는 CIP 처리 공정,f) CIP treatment process followed by extrusion process, g) HIP 처리 공정,g) HIP treatment process, h) 가공 공정이 뒤따르는 HIP 처리 공정,h) HIP treatment process followed by processing process, i) 압출 공정이 뒤따르는 HIP 처리 공정, 또는i) HIP treatment process followed by extrusion process, or j) 후속 압축 공정이 있는 신터링 공정j) sintering process with subsequent compression process 중 하나의 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.Nozzle manufacturing method characterized in that it is produced by one of the processes. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제 2 합금의 제 2 성분으로 사전 제조된 부재는, The member prefabricated with the second component of the second alloy is a) 분말 압축 공정,a) powder compaction process, b) 가공 공정이 뒤따르는 분말 압축 공정,b) powder compaction process followed by processing process, c) 압출 공정이 뒤따르는 분말 압축 공정,c) powder compaction process followed by extrusion process, d) CIP 처리 공정, d) CIP treatment process, e) 가공 공정이 뒤따르는 CIP 처리 공정, e) CIP treatment process followed by machining process, f) 압출 공정이 뒤따르는 CIP 처리 공정,f) CIP treatment process followed by extrusion process, g) HIP 처리 공정,g) HIP treatment process, h) 가공 공정이 뒤따르는 HIP 처리 공정,h) HIP treatment process followed by processing process, i) 압출 공정이 뒤따르는 HIP 처리 공정, 또는i) HIP treatment process followed by extrusion process, or j) 후속 압축 공정이 있는 신터링 공정j) sintering process with subsequent compression process 중 하나의 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 노즐 제조방법.Nozzle manufacturing method characterized in that it is produced by one of the processes.
KR1020057000911A 2002-10-07 2003-10-03 Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine and a nozzle KR101073494B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200201497 2002-10-07
DKPA200201497 2002-10-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050051634A KR20050051634A (en) 2005-06-01
KR101073494B1 true KR101073494B1 (en) 2011-10-17

Family

ID=32049922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057000911A KR101073494B1 (en) 2002-10-07 2003-10-03 Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine and a nozzle

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1549449B1 (en)
JP (2) JP4529159B2 (en)
KR (1) KR101073494B1 (en)
CN (1) CN100579690C (en)
AT (1) ATE416056T1 (en)
AU (1) AU2003269842A1 (en)
DE (1) DE60325077D1 (en)
ES (1) ES2318153T3 (en)
NO (1) NO337143B1 (en)
RU (1) RU2313422C2 (en)
WO (1) WO2004030850A1 (en)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7762235B2 (en) 2004-03-04 2010-07-27 Continental Automotive Systems Us, Inc. Acoustic noise reduction of a gaseous fuel injector
DE102006004645B4 (en) * 2006-01-31 2012-09-06 Man Diesel & Turbo Se fuel injector
US20080006713A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Parish James R Fuel injector having an internally mounted cross-flow nozzle for enhanced compressed natural gas jet spray
EP2000550A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-10 Wärtsilä Schweiz AG Material based on a CrNi alloy, semi-finished product, components for a combustion engine and method for manufacturing the material and the semi-finished product
KR100810437B1 (en) * 2007-10-23 2008-03-04 이명배 Manufacturing method of material for fuel injection nozzle using HIP processing
KR100810436B1 (en) * 2007-10-23 2008-03-04 이명배 Manufacturing method of material for fuel injection nozzle using HIP processing
EP2107304A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Swirl atomization nozzle for atomizing fluid liquids and method for manufacturing same, nozzle fitting for a burner with a swirl atomization nozzle
WO2010083831A1 (en) 2009-01-23 2010-07-29 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland A movable wall member in form of an exhaust valve spindle or a piston for an internal combustion engine, and a method of manufacturing such a member
EP2450557B1 (en) * 2009-06-30 2016-11-30 Nippon Piston Ring Co., Ltd. Fuel injection nozzle for internal combustion engine, nozzle blank and manufacturing method thereof
CN101694199B (en) * 2009-08-20 2011-05-11 余姚市舒春机械有限公司 Nozzle of low-speed diesel engine
ES2661363T3 (en) * 2009-10-30 2018-03-28 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland Nozzle for a fuel valve in a diesel engine
DE102009060844A1 (en) * 2009-12-29 2011-06-30 Friedrichs, Arno, 95326 Method for producing a channeled fuel injection element and fuel injection element
DK2365206T3 (en) 2010-03-05 2014-05-19 Wärtsilä Switzerland Ltd Nozzle for a fuel injection device for internal combustion engines and method for making a nozzle
EP2390027B1 (en) * 2010-05-24 2017-04-12 Winterthur Gas & Diesel Ltd. A method of manufacturing a nozzle for a fuel injector
AU2011274313B2 (en) * 2010-06-30 2015-05-07 Orbital Australia Pty Ltd Fuel injection assembly
EP2487361A1 (en) * 2011-02-14 2012-08-15 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Nozzle needle for a fuel injector and fuel injector
DK2679323T3 (en) * 2012-06-25 2014-10-27 Sandvik Intellectual Property Process for making a metal body with a metal cladding
US20160361766A1 (en) * 2013-12-20 2016-12-15 Sandvik Intellectual Property Ab Method for manufacturing a fuel nozzle blank with a metallic cladding
KR20160101996A (en) 2013-12-20 2016-08-26 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 A method for manufacturing a cladded component
CN106457399A (en) 2014-04-02 2017-02-22 山特维克知识产权股份有限公司 A method for manufacture a metallic component by pre-manufactured bodies
WO2015181328A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Nuovo Pignone Srl Method of manufacturing a component of a turbomachine, component of turbomachine and turbomachine
DK3075472T3 (en) 2015-03-31 2017-07-10 O M T Officine Mecc Torino S P A PROCEDURE FOR MANUFACTURING A SPRAY FOR INJURY ENGINE INJECTION DEVICES
KR20170017484A (en) 2015-08-07 2017-02-15 주식회사 신원미크론 Spray nozzle for diesel engine
RU2621445C1 (en) * 2015-12-08 2017-06-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Device for feeding fuel to internal combustion engine cylinder
US11298774B2 (en) * 2016-04-01 2022-04-12 Electric Power Research Institute, Inc. Method to eliminate dissimilar metal welds
CN105935776A (en) * 2016-06-24 2016-09-14 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 Composite manufacturing method for titanium alloy lug
KR101873696B1 (en) * 2017-11-01 2018-07-02 이수철 Fuel gas injection nozzle of engine using different material
JP2019100208A (en) * 2017-11-29 2019-06-24 株式会社デンソー Fuel injection valve
BR102018068426A2 (en) * 2018-09-12 2020-03-24 Mahle Metal Leve S.A. RELIEF VALVE FOR A TURBOCOMPRESSOR AND PROCESS FOR RELIEF VALVE MANUFACTURING
RU189433U1 (en) * 2019-01-14 2019-05-22 Керогойл Зрт. GENERATION MODULE OF ULTRASVERCHITTING WORKING AGENT
CN112112725A (en) * 2020-09-28 2020-12-22 华中科技大学 Combustion chamber system suitable for high-power-density diesel engine
CN113818978A (en) * 2021-09-14 2021-12-21 南京中远海运船舶设备配件有限公司 Composite forming fuel nozzle
CN114012095A (en) * 2021-11-15 2022-02-08 上海东震冶金工程技术有限公司 Transitional bonding material for flame cleaning burner enhanced life-prolonging process and application thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995024286A1 (en) * 1994-03-10 1995-09-14 Man B & W Diesel A/S A method of manufacturing a nozzle for a fuel valve, and a nozzle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53154917U (en) * 1977-05-11 1978-12-05
JPH0733526B2 (en) * 1988-12-09 1995-04-12 住友金属工業株式会社 Clad metal tube manufacturing method
JPH02194107A (en) * 1989-01-21 1990-07-31 Sumitomo Heavy Ind Ltd Manufacture of combined alloy cylinder
JPH03120303A (en) * 1989-09-30 1991-05-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd Manufacture of bimetallic cylinder with hip treatment
JPH04337009A (en) * 1991-05-15 1992-11-25 Kobe Steel Ltd Production of composite different-diameter tubular body
JP3325034B2 (en) * 1991-12-03 2002-09-17 オイレス工業株式会社 Sintered sliding member comprising multiple layers and method for producing the same
SE503422C2 (en) * 1994-01-19 1996-06-10 Soederfors Powder Ab Process when making a composite product of stainless steel
JPH09126089A (en) * 1995-11-02 1997-05-13 Nissan Motor Co Ltd Structure of fuel injection valve
JP3405636B2 (en) * 1996-06-24 2003-05-12 新日本製鐵株式会社 Manufacturing method of wear-resistant composite pipe
JP3010178B2 (en) * 1997-02-19 2000-02-14 マコトロイ工業株式会社 Composite round bar with oil hole
DE59907093D1 (en) * 1998-08-27 2003-10-30 Waertsilae Nsd Schweiz Ag Method of manufacturing a fuel injector and fuel injector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995024286A1 (en) * 1994-03-10 1995-09-14 Man B & W Diesel A/S A method of manufacturing a nozzle for a fuel valve, and a nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050051634A (en) 2005-06-01
EP1549449A1 (en) 2005-07-06
WO2004030850A1 (en) 2004-04-15
CN1691995A (en) 2005-11-02
DE60325077D1 (en) 2009-01-15
NO20052218L (en) 2005-06-15
ES2318153T3 (en) 2009-05-01
JP2010144251A (en) 2010-07-01
EP1549449B1 (en) 2008-12-03
JP2006502334A (en) 2006-01-19
RU2313422C2 (en) 2007-12-27
RU2005114359A (en) 2006-02-10
ATE416056T1 (en) 2008-12-15
JP5680859B2 (en) 2015-03-04
JP4529159B2 (en) 2010-08-25
AU2003269842A1 (en) 2004-04-23
NO337143B1 (en) 2016-02-01
CN100579690C (en) 2010-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101073494B1 (en) Method of manufacturing a nozzle for a fuel valve in a diesel engine and a nozzle
KR100994140B1 (en) A nozzle for a fuel valve in a diesel engine, and a method of manufacturing a nozzle
KR101129406B1 (en) A movable wall member in form of an exhaust valve spindle or a piston for an internal combustion engine, and a method of manufacturing such a member
EP2036655B1 (en) Method for manufacturing cast iron member, cast iron member, and engine for vehicle
US6173702B1 (en) Movable wall member in the form of an exhaust valve spindle or a piston in an internal combustion engine
CN100526506C (en) Composite material of metal / ceramic metal, manufacturing method and application
JP3835694B2 (en) Manufacturing method of valve seat
EP2494183B1 (en) A nozzle for a fuel valve in a diesel engine
KR920002009B1 (en) Continuous casting moulds with a wear-resistant layers and proces for making
EP2494158B1 (en) An exhaust valve spindle for an internal combustion engine, and a method of manufacturing
EP1132490B1 (en) Piston with a metal matrix composite
EP2318668B1 (en) Cylinder head with valve seat and method for the production thereof
US9616498B2 (en) Method for manufacturing a valve spindle
US20070193546A1 (en) Valve Seat Rings Made Of Basic Co Or Co/Mo Alloys, And Production Thereof
KR100267709B1 (en) A metal composition for engine valve seat, a method for manufacturing it, and an apparatus therefor
AU2009329829A1 (en) Method of manufacturing components
JPH11300459A (en) Sleeve for die casting machine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
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: 20140926

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150924

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160929

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 9