KR960015220B1 - Making method of pb infiltration sintered alloy with valve seat - Google Patents

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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys

Abstract

The Pb filtration sintered alloy includes (in %) 0.4-0.8% C, 10.0-15.0% Co, 3.0-7.0% Mo, 0.5-2.0% Cr, 0.1-0.5% Si, 0.5-2.0% Ni, 0.1-1.0% Cu, 13.0-23.0% Pb and the balance Fe. The sintered compact is infiltrated with Pb at 440 deg.C for 20 minutes. The Pb infiltration prevents the valve seat from being worn away fast to by its lubricating action.

Description

자동차 밸브시이트용 Pb용침 소결합금 및 그 제조방법Pb-Sintered Sintered Alloy for Automobile Valve Sheet and Manufacturing Method Thereof

제 1 도 및 제 2 도는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 밸브시이트의 광학현미경 조직사진이다.1 and 2 are optical microscopic images of valve seats prepared according to the method of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

a : Co 계 경질입자 b : Pb 용침된 조직부a: Co based hard particle b: Pb Infiltrated tissue part

c : 소르바이트조직 d : Pb 용침부위c: sorbite tissue d: Pb immersion site

본 발명은 자동차의 밸브시이트용 Pb 용침 소결합금 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 소결합금에 Pb 용침을 하여 LPG용 및 가솔린 무연휘발유용 밸브시이트의 내마모성을 향상시킨 자동차밸브시이트용 Pb 용침 소결합금과 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a Pb immersion sintered alloy for automobile valve seats and to a method for manufacturing the same. More specifically, the invention relates to a Pb immersion sintered alloy for automotive valve seats. The present invention relates to a Pb infiltrating sintered alloy and a manufacturing method thereof.

일반적으로 밸브시이트는 밸브페이스와 밀착하여 연소실을 기밀을 유지하는 것으로서, 고온의 산화성 분위기에서 밸브와 직접 접촉하여 밸브에서 받은 높은 하중과 열을 실린더헤드에 전달항으로써 고속, 고하중시 과도한 마모에 의한 가스누출 및 연비저하현상을 막아주는 역할을 하는데, 최근 자동차가 고성능, 고회전화되면서 밸브와 접촉에 따른 밸브시이트의 초기마모현상이 용이하게 발생하고, 더구나 최근에는 공해문제로 인하여 연료가 무연화됨에 따라, 기존의 유연연료의 연소시 발생하여 밸브의 접촉면에 부착됨으로써 충격을 완화하여 윤활제 역할을 하던 Pb 함량이 제거됨으로 인하여 이러한 마모는 더욱 심해져 문제가 되었다.In general, the valve seat is in close contact with the valve face to keep the combustion chamber airtight. The valve seat is in direct contact with the valve in a high temperature oxidizing atmosphere to transfer the high load and heat received from the valve to the cylinder head. It plays a role of preventing gas leakage and fuel efficiency reduction.In recent years, the high performance and high speed of automobiles have led to the early wear of the valve sheet due to contact with the valve, and more recently, the fuel has been smoked due to pollution problems. Accordingly, the wear caused by the combustion of the conventional flexible fuel is attached to the contact surface of the valve to alleviate the impact by removing the Pb content that acted as a lubricant, such wear is more severe problem.

또한, LPG 엔진의 수요증대와 더불어 표준 가솔린엔진에 비해 연소조건이 가혹한 LPG 엔진의 밸브시이트의 마모방지, 특히 건조상태에서의 LPG 연소에 따른 밸브시이트의 초기마모를 방지하는 것은 자동차의 엔진성능과 내구성, 연비향상의 면에서 중요한 요소로 대두되었으며, 이러한 마모방지를 위해 LPG 엔진용밸브시이트 소결합금의 개발과 그의 제조방법의 개발이 시급히 요구되었다.In addition, the increased demand for LPG engines and the prevention of wear of valve seats in LPG engines with severe combustion conditions compared to standard gasoline engines, in particular, preventing the initial wear of valve seats due to LPG combustion in dry conditions, can be attributed to the engine performance of automobiles. It has emerged as an important factor in terms of durability and fuel efficiency, and urgently required the development of valve seat sintered alloy for LPG engine and its manufacturing method to prevent such wear.

이에 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 거듭 연구 노력한 결과, 일정 조성의 소결합금을 Pb 용침시켰을때 종래의 밸브시이트에 비하여 내마모성이 뛰어날 뿐 아니라 합금의 조직도 우수해짐을 알아내어 본 발명을 완성하게 되었으며, 따라서 본 발명은 LPG용 또는 가솔린 무연휘발유용 밸브시이트의 내마모성을 향상시킨 자동차 밸브시이트용 Pb 용침 소결합금의 조성과 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the inventors of the present invention have repeatedly studied to solve the above problems. As a result, the present invention has been found to be excellent in wear resistance as well as superior in structure of the alloy compared to the conventional valve sheet when Pb infiltrates a small amount of alloy. Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition and method for producing the Pb immersion sintered alloy for automobile valve sheets, which has improved wear resistance of LPG or gasoline lead-free gasoline valve sheets.

본 발명의 Pb 용침 소결합금은 전체 중량%로 0.4∼0.8%의 C,10.0∼15.0%의 Co.3.0∼7.0%의 Mo,0.5∼2.0%의 Cr,0.1∼0.5%의 Si,0.5∼2.0%의 Ni,0.1∼1.0%의 Cu,13.0∼23.0%의 Pb 및 나머지 조성의 Fe로 이루어진다.The Pb immersion sintered alloy of the present invention is 0.4 to 0.8% C, 10.0 to 15.0% Co. 3.0 to 7.0% Mo, 0.5 to 2.0% Cr, 0.1 to 0.5% Si, 0.5 to 2.0 % Ni, 0.1-1.0% Cu, 13.0-23.0% Pb and Fe of the remaining composition.

이러한 조성의 본 발명 소결합금은, 기지층으로서 6.5%의 Co,l.5%의 Ni,1.5%의 Mo 및 나머지가 Fe로 이루어지는 Fe계 합금강분말로 인하여 내열성과 내피로성을 부여하도록 하며, 28%의 Mo, 8.5%의 Cr, 2.5%의 Si 및 나머지가 Co인 Co계 결정입자를 분산내마모재로 사용하여 고온에서 피로마모방지는 물론 내연성이 향상되도록 하고, 또한, Pb 용침을 실시하여 건조한 상태의 LPG 연소조건에 대한 초기마모를 방지해주도록 조성되어 있다. 또한 상기 조성에서 C는 Fe를 주체로 하는 기지층이 퍼얼라이트조직이 되도록 전체중량비로 0.4∼0.8% 첨가되어 경도와 항절력 및 내마모성을 향상시키며, 기지조직의 마르텐사이트화와 조직안정화를 위해 Cu도 전체중량비로 0.1-1.0% 첨가된다.In the present invention, the small-bonded alloy has imparted heat resistance and fatigue resistance due to Fe-based alloy steel powder composed of 6.5% of Co, 1.5% of Ni, 1.5% of Mo, and Fe as a matrix. Co-based crystal grains of% Mo, 8.5% Cr, 2.5% Si, and Co as the remainder are used as dispersion wear-resistant materials to prevent fatigue at high temperatures and to improve flame resistance, and to perform Pb infiltration. It is formulated to prevent early wear to dry LPG combustion conditions. In addition, in the composition, C is added to 0.4 to 0.8% by weight in the total weight ratio so that the matrix mainly composed of Fe becomes a pearlite structure, thereby improving hardness, anti-stress force and wear resistance, and Cu for martensite formation and tissue stabilization of matrix structure. 0.1-1.0% is added in the total weight ratio.

또한 본 발명의 Pb 용첨용 소결합금의 제조방법은 다음과 같다.In addition, the production method of the Pb sintered small alloy of the present invention is as follows.

즉, 기지조성이 중량%로 6.5%의 Co, 1.5%의 Ni, 1.5%의 Mo 및 나머지 조성의 Fe로 이루어지는 Fe계 합금강분말달에 대하여, 28%의 Mo,8.5%의 Cr,2.5%의 Si 및 나머지가 Co인 Co계 경질상분말을 15%첨가하고, 전체중량비로 0.1∼1.0%의 Cu 분말,0.4-0.8%의 흑연분말 및 0.6%의 스테아린산 아연을 혼합하여 5∼7Ton/cm2의 성형압력으로 성형한 다음, 상기 성형체를 환원성 분위기(수소 또는 분해 암모니아가스)에서 1150℃로 60분간 가연하여 소결작업을 실시한 다음, 상기 소결체를 Pb 용침기에 넣고 Pb 용침기내를 10-3토르의 진공으로 하고, 상기 소결체를 Pb 욕조에 장입하여 질소가스를 4기압까지 승압시켜 440℃에서 20분간 용침한 후 공냉시킨다.That is, the matrix composition is 28% Mo, 8.5% Cr, 2.5% with respect to Fe-based alloy steel powder consisting of 6.5% Co, 1.5% Ni, 1.5% Mo, and Fe with the remaining composition by weight%. 15% of a Co-based hard phase powder of Si and the remainder of Co is added, and 0.1 to 1.0% of Cu powder, 0.4 to 0.8% of graphite powder, and 0.6% of zinc stearate are mixed in a total weight ratio of 5 to 7 Ton / cm 2. After molding at a molding pressure of, the sintered compact was burned at 1150 ° C. for 60 minutes in a reducing atmosphere (hydrogen or decomposed ammonia gas), and the sintered compact was placed in a Pb incubator and placed in a Pb incubator of 10 −3 Torr. It is set as a vacuum, the sintered compact is charged into a Pb bath, nitrogen gas is boosted to 4 atm, and infiltrated at 440 ° C. for 20 minutes, followed by air cooling.

상기와 같은 방법에 따라 전체중량비로 13.0-23.0%의 Pb가 용침되며, 이러한 용침에 의해 소결조직 이마르텐사이트에서 소르바이트 조직화된다. 전체 소결합금의 조성 중 13.0-23.0%가 Pb가 되도록 용침시키는 과정은, 본 발명의 목적달성에 중요한 요소가 되며, 아래의 조성비를 넘어 23.0%를 초과하여 이용되는 경우는 작업공정상으로도 장시간의 처리를 요하여 불편하고 비경제적이며 초과하는 만큼 상승효과도 기대하기 어렵고, 13.0%보다 적은 약의 조성을 가지는 경우에는 내마모성 향상이라는 목적하는 효과를 나타내기어렵다.According to the method described above, 13.0-23.0% of Pb is infiltrated in the total weight ratio, and by this infiltration, sorbite is organized in the sintered structure of imartensite. The process of infiltration so that 13.0-23.0% of the total amount of the small bond alloy becomes Pb is an important factor in achieving the object of the present invention, and when used in excess of 23.0% beyond the composition ratio below, It is difficult to expect a synergistic effect as it is inconvenient, uneconomical, and exceeds the treatment, and it is difficult to achieve the desired effect of improving wear resistance when the composition of the drug is less than 13.0%.

상기의 Fe계 합금분말, 즉 기지상에서 Co는 기지강화 및 내크리프, 피로강도를 향상시키며, Ni은 기지의 강화와 치수안정을 도모하고 경질합금상으로부터 기지중으로 약간 확산되는 Cr 및 Si와 함께 원소의 확산범위를 마르텐사이트화하여 경도와 내마모성을 향상시키고, 상기의 범위를 벗어나 1%미만으로 사용되는경우에는 상기 효과가 미흡한 반면 2.0% 이상인 경우에는 기지는 마르텐사이트 범위가 확대되어 피삭성을저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 또한 탄소와 결합되어 탄화물을 형성하여 기지를 강화시키는 Mo은 1.5%가 최적의 효과를 이룰 수 있다.In the above Fe-based alloy powder, that is, Co improves matrix strengthening, creep resistance, and fatigue strength, and Ni promotes strengthening and dimensional stability of the matrix, and Ni and Cr together with Si and Si slightly diffused from the hard alloy matrix into the matrix. When the diffusion range of martensite is improved, hardness and wear resistance are improved, and when it is used in the range below 1%, the above effect is insufficient. It is not preferable because it is made. In addition, Mo, which combines with carbon to form carbide to strengthen the matrix, can achieve an optimal effect of 1.5%.

또한 28% Mo와 8.5% Cr, 2.5% Si 및 나머지는 Co로 이루어지는 Co계 경질상 성분조성중, 상기 Mo은 M2C형의 탄화물과 Co와의 복탄화물을 형성하여 강도를 증가시키므로 그 함량을 28%로 설정하는 것이 바람직하며, 상기 Cr은 탄소와 결합되어 탄화물을 헝성하여 내마모성을 향상시키고 조직을 안정화시켜 내열성을 증가시키며 사용중 안정하고 견고한 산화피막을 형성하여 내식성향상에도 기여하고, 또한 경화능을 증가시키기 때문에 주위의 기지로 확산하게 되면 보통의 냉각속도에도 마르텐사이트(Martensie)를 형성하게 되는바, Cr의 함량이 상기 범위를 넘어 5% 이하일 경우에는 그 효과가 불충분한 반면 16% 이상일 경우에는 주위기지로의 확산이 활발히 진행되어, 이른바 키르켄텔(kirkendall)효과가 발생하게 되고 마르텐사이트의 형성범위가 넓어져 가공성을 저하시키게 되므로 그 함량을 8.5%로 설정하였다.In addition, in the composition of Co-based hard phase composed of 28% Mo, 8.5% Cr, 2.5% Si, and the remainder Co, the Mo increases the strength by forming a double carbide with M 2 C-type carbide and Co, thereby increasing its strength. It is preferable to set it in%, and Cr is combined with carbon to form carbides to improve abrasion resistance, to stabilize tissues, to increase heat resistance, and to form a stable and stable oxide film during use, contributing to improvement of corrosion resistance, and also hardening ability. If it diffuses to the surrounding base, Martensite is formed even at the normal cooling rate. If the Cr content is less than 5% above the above range, the effect is insufficient. Diffusion to surrounding bases is actively progressed, resulting in the so-called kirkendall effect, and the martensite formation range widening, reducing workability. Kige because its content was set at 8.5%.

그리고, 상기 Si는 C와 화합하여 탄화물을 형성함에 따라 내마모성을 향상시키나, 과다 첨가시에는 산화되어 내식성을 저하시키므로 그 함유량을 2.5%로 설정하였고, 마지막으로 상기 Co는 Si 및 Cr이 소결중에 기지에 확산되는 것을 억제하기 위해 기지의 마르텐사이트화를 방지하고 융점을 저하시켜 분무분말의 제조를 용이하게 하도록 나머지 잔량을 함유량으로 설정하였다.In addition, Si improves abrasion resistance as it forms carbides with C, but when added, the Si is oxidized to reduce corrosion resistance, so that the content is set to 2.5%. Finally, Co is known that Si and Cr are known during sintering. The remaining amount was set to content so as to prevent the diffusion of the matrix into known martensite and to lower the melting point to facilitate the preparation of the spray powder.

한편, 상기 원소들로 이루어진 Co계 경질상은 성형성과 피삭성 및 내마모성을 고려하여 상기 기지상에 대하여 중량%로 15%로 첨가하고, 기지에 첨가되어 경도와 항절력 및 내마모성을 향상시키는 탄소(C)는 Fe를 주체로 하는 기지가 퍼얼라이트조직이 되도록 0.4∼0.8%로 첨가하며, 기지조직의 마르텐사이트화와 조직안정화를 위해 Cu는 0.l-1.0% 첨가한다. 상기의 중량비는 본 발명자들이 거듭되는 실험을 거쳐 최적의 결과치로 얻어낸 것이다.On the other hand, the Co-based hard phase composed of the elements are added in 15% by weight relative to the base phase in consideration of formability, machinability and abrasion resistance, and added to the base to improve the hardness, strength and wear resistance (C) Is added in the amount of 0.4 to 0.8% so that the matrix mainly composed of Fe becomes a pearlite structure, and Cu is added in an amount of 0.1 to 1.0% for martensite and structure stabilization of the matrix structure. The above weight ratio is obtained by the inventors through the repeated experiments to the optimum results.

한편 상기 제조방법상 첨가되는 스테아린산아연은 성형시 분말들의 젖음성(wettability)을 향상시키기 위한 것으로, 이는 합금분말을 성형한 다음 소결시에 분해되어 없어진다.Meanwhile, zinc stearate added in the above manufacturing method is for improving wettability of powders during molding, which is decomposed upon sintering after forming an alloy powder.

상기의 제조방법에서 소결온도는 1150℃로 정한 이유는 소결온도가 1200℃ 이상일 경우 액상소결로 인하여 Co 경질상의 분해 및 확산이 급속히 촉진되어 Co 경질상의 분해 및 확산이 급속히 촉진되어 Co 경질상의 기능이 상실될 우려가 있고, 또한 1100℃ 이하에서는 낮은 소결온도로 인해 분말들의 확산이 제대로 이루어지지 않고 기지조직과 경질상 사이에 간극이 많아져 밀도가 저하되는 문제점이 있였던 것을 절충한 것이다. 소결하는 시간 역시 1시간 정도 소결하여야 가장 우수한 조직의 소결합금이 얻어졌으며, 1시간 이하로 소결할 경우에는 밀도가 저하되고 1시간 이상은 확산이 과다하게 되어 바람직하지 않다.The reason why the sintering temperature is set to 1150 ° C. in the above manufacturing method is that when the sintering temperature is more than 1200 ° C., the decomposition and diffusion of the Co hard phase are rapidly promoted due to the liquid phase sintering, and the decomposition and diffusion of the Co hard phase are rapidly promoted, thereby the function of the Co hard phase is improved. There is a fear that the loss, and also 1100 ℃ or less due to the low sintering temperature is not a good diffusion of the powder and the gap between the matrix and the hard phase has a problem that there is a problem that the density is lowered. The sintering time also sintered for about 1 hour to obtain the smallest alloy of the finest structure, when the sintering for less than 1 hour the density is lowered and the diffusion is more than 1 hour is not preferable.

또 소결체를 Pb 용침기에 넣고 용침기 내부를 10-3토르로 진공화하는 이유는 산소 분위기 상태에서는 소결체외 표면에 산화층이 형성되어 용침이 어려워지기 때문이며, 소결체를 용침기 욕조에 장입 후 질소가스를 4기압까지 승압시키는 것은 진공후의 불활성가스상태에서 산소를 완전히 제거하여 용침이 원활히 되도록 하기 위한 것으로서 4기압이 최적합하기 때문이다.The reason why the sintered compact is put in a Pb injector and the inside of the infiltrator is evacuated to 10 -3 Torr is because an oxide layer is formed on the outer surface of the sintered body in an oxygen atmosphere, making it difficult to infiltrate. The pressure is increased to 4 atm because the 4 atm is optimal for removing the oxygen completely in the inert gas state after vacuum to facilitate infiltration.

또한 용첨온도가 시간이 440℃와 20분인 이유는, 소결 후 마르텐사이트화된 소결체의 조직에 템퍼링효과를 부여하고 Pb 용침이라는 효과를 동시에 확보하기 위하여 상기 온도에서 용침시켜 최적의 경도인 HRC30을 얻기 위한 것이다.In addition, the fusion temperature is 440 ℃ and 20 minutes, the reason is that after sintering to give the tempering effect on the structure of the martensitic sintered body and to ensure the effect of Pb infiltration at the same time by infiltration at the optimum hardness H R C30 To get.

본 발명의 제조방법에 의한 소결합금은 그 전체적인 조성비율이 상술한 바의 조성비, 즉 0.4∼0.8%의 C, 10.0∼15.0%의 Co, 3.0∼7.0%의 Mo, 0.5∼2.0%의 Cr, 0.1-0.5%의 Si, 0.5∼2.0%의 Ni, 0.l∼1.0%의 Cu, 13.0-23.0%의 Pb 및 나머지 조성의 Fe가 된다. 본 발명의 소결합금은 종레, 분말성형후 소결하거나 또는 소결시 Cu 등을 이용하여 용침하던 것을 Pb 용침한 것으로, 자동차의 밸브시이트, 즉 LPG용또는 가솔련 무연용 밸브시이트의 내마모성을 향상시킴은 몰론 소결체 자체의 조직개선도 이루게 된다.The small binder alloy according to the manufacturing method of the present invention has a composition ratio as described above, that is, 0.4 to 0.8% C, 10.0 to 15.0% Co, 3.0 to 7.0% Mo, 0.5 to 2.0% Cr, 0.1-0.5% of Si, 0.5-2.0% of Ni, 0.1-1.0% of Cu, 13.0-23.0% of Pb, and Fe of the remaining composition. In the present invention, the small-bonded alloy is a Pb-impregnated material that has been sintered by a bell, powder molding or sintered using Cu or the like during sintering, and improves abrasion resistance of a valve seat of an automobile, that is, an LPG or a gas-free lead-free valve sheet. The structure improvement of the sintered compact itself is also achieved.

이하 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

[실시예]EXAMPLE

6.5%의 Co, 1.5%의 Ni, 1.5%의 Mo 및 나머지 조성의 철로 이루어지는 Fe계 합금분말 및 평균입도-100메시(mesh)의 흑연분말을 상기 합금분말에 대하여 0.9%, Cu 분말을 0.3% 첨가한 기지조직에 28%의 Mo, 8.5%의 Cr,2.5%의 Si 및 나머지가 Co로 이루어지는 Co계 경질상을 15% 첨가하여 혼합한 다음,이 혼합물에 325메시의 스테아린산 아연분말 0.6%를 첨가하여 혼합한 뒤에 6Ton/cm2의 성형압력으로 금형에 넣어 성형하고 나서, 이 시편을 분해암모니아가스 분위기의 소결로에서 1150℃의 온도로 60분간 소결후 냉각시켰다. 이렇게 얻어진 소결체를 Pb 용침기에 넣고 진공펌프를 이용하여 Pb 용침내를 10-3토르의 진공으로 한 다음, 소결체를 Pb 욕조에 장입하여 질소가스를 4기압까지 승압시켜 440℃에서 20분간 용침하였다. 이 경우 용침시간을 20분정도로 용침하면 기지조직은 소르바이트화되면서 Co계 경질상과 기공사이로 Pb이 용침되므로, 소결후 Pb 용침전의 전체경도는 HRB90이었으나 Pb 용침후에는 HRC30 정도가 되었다. Pb 용침 후 기지조직과 Pb 용침상태는 제 1, 2도에 도시되어 있다.Fe-based alloy powder consisting of 6.5% of Co, 1.5% of Ni, 1.5% of Mo, and iron of the remaining composition, and graphite powder having an average particle size of -100 mesh with 0.9% of the alloy powder and 0.3% of Cu powder. 15% of Co-based hard phase consisting of 28% of Mo, 8.5% of Cr, 2.5% of Si and the rest of Co was added to the added matrix, and 0.6% of 325 mesh zinc stearate powder was added to the mixture. After adding and mixing, the sample was put into a mold at a molding pressure of 6 Ton / cm 2 , and then molded. The specimen was sintered at a temperature of 1150 ° C. for 60 minutes in a decomposing ammonia gas atmosphere and then cooled. The sintered body thus obtained was placed in a Pb infiltrator, and the vacuum in the Pb infiltrate was vacuumed to 10 -3 Torr. Then, the sintered body was charged into a Pb bath, and the nitrogen gas was boosted to 4 atm, and infiltrated at 440 ° C for 20 minutes. In this case, infiltration the infiltration time about 20 minutes base organization sorbitan byte screen as Co-based hard phase and because Pb is infiltrated to between the pores, the entire hardness of the precipitation for the Pb after sintering yieoteuna H R B90 degree H R C30 after Pb infiltration Became. The matrix tissue and Pb infiltration state after Pb infiltration are shown in FIGS.

여기서, 제 1 도는 Fe-Co-Ni-Mo의 합금분말과 Co계 경질상, Cu 분말 및 C의 조성을 갖는 시편을 소결한 다음 Pb 용침후의 광학현미경(배율×400) 조직사진을 나타낸 것으로서, a는 분말내마모재인 Co계 경질입자를, b는 Pb용침된 조직부, c는 소르바이트 기지조직을 각각 나타낸 것이고, 제 2 도는 상기 시편을 소결 및 Pb 용침한 다음 부식전의 광학현미경(배율×200) 조직사진을 나타낸 것으로서, d는 기공부위에 Pb 용침되어 Pb가 가득찬 조직을 나타낸다.Here, FIG. 1 shows an optical microscope (magnification × 400) structure photograph after sintering a specimen having an alloy powder of Fe—Co—Ni—Mo, a Co-based hard phase, a Cu powder, and a composition of C, followed by Pb immersion. a is a hard wear material Co-based hard particles, b is a Pb immersed tissue portion, c is a sorbite matrix, respectively, Figure 2 is the optical microscope before sintering and Pb immersed the specimen, and before corrosion (magnification × 200 ) Shows a tissue photograph, where d represents a Pb-filled tissue infiltrated into the pore area.

상기와 같이 제조된 본 발명에 따른 Pb 용침 밸브시이트와 종래의 밸브시이트, 즉 중량%로 1.5%의 Cr, 3∼7%의 Mo, 1.5%의 Ni, 0.2∼0.8의 V, 1.0%의 C 및 나머지 조성의 Fe로 이루어진 밸브시이트를 내구마모시험기를 사용하여 내구성 시험을 실시하였다.Pb immersion valve sheet and conventional valve sheet according to the present invention prepared as described above, that is, 1.5% Cr, 3-7% Mo, 1.5% Ni, 0.2-0.8 V, 1.0% C by weight% And the valve sheet consisting of Fe of the remaining composition was subjected to a durability test using a wear resistance tester.

그 시험조건 및 시험결과는 각각 표 1,2와 같다.The test conditions and test results are shown in Table 1,2, respectively.

[표 1]TABLE 1

[표 2]TABLE 2

상기 표 2에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 밸브시이트가 종래 밸브시이트보다 마모폭 및 밸브클리어런스 면에서 약 50% 정도 감소되었음을 알 수 있는 바, 본 발명의 소결합금의 내마모성이 매우 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the valve seat according to the present invention is reduced by about 50% in terms of wear width and valve clearance compared to the conventional valve seat, and it can be seen that the wear resistance of the sintered alloy of the present invention is very excellent. .

본 발명의 소결합금은 밸브시이트의 표면연삭과정 또는 초기마모과정에서 기지상 보다 단단한 Co계 경질입자가 밸브시이트면에 돌출하게 되어 Co계 경질입자가 밸브시이트면에 돌출하게 되어 Co계 경질입자가 밸브면과 접촉하게 되고, Pb 용침을 실시함에 따라 Pb가 윤활역할을 하여 밸브시이트가 초기에 급속하게 마모되는 것을 방지해줌과 더불어 Co계 경질상이 기지조직보다 금속인 밸브면에 대한 응착정도가 낮아 기지조직을 응착마모로부터 보호해주는 효과가 있다. 본 발명의 소결합금은 Pb 용치므로 인하여 자동차용 밸브시이트, 특히 LPG 엔진용 밸브시이트의 마모를 방지하고 그 조직도 개선시키는 유용한 것이다.In the small alloy of the present invention, Co-based hard particles protrude on the valve seat surface while harder Co-based hard particles protrude on the valve seat surface during surface grinding or initial abrasion of the valve seat. As it comes into contact with the surface and Pb is infiltrated, Pb acts as a lubrication role to prevent the valve seat from rapidly being worn out at the early stage. It has the effect of protecting the tissue from adhesive wear. The sintered alloy of the present invention is useful because it prevents abrasion and improves the structure of automotive valve seats, especially valve seats for LPG engines, because of the Pb solution.

Claims (2)

전체 중량%로 0.4∼0.8%의 C,10.0∼15.0%의 Co,3.0∼7.0%의 Mo, 0.5∼2.0%의 Cr, 0.1∼0.5%의 Si, 0.5∼2.0%의 Ni, 0.1∼1.0/의 Cu, 13.0-23.0%의 Pb 및 나머지 조성의 Fe로 이루어지는 자동차 밸브시이트용 Pb용침 소결합금.0.4-0.8% C, 10.0-15.0% Co, 3.0-7.0% Mo, 0.5-2.0% Cr, 0.1-0.5% Si, 0.5-2.0% Ni, 0.1-1.0 / Pb immersion hard-bonding alloy for automobile valve seat consisting of Cu, 13.0-23.0% Pb, and Fe of the remaining composition. 중량%로 6.5%의 Co, 1.5%의 Ni, 1.5%의 Mo 및 나머지 조성의 철로 이루어지는 Fe계 합금강분말에 대하여, 28%의 Mo, 8.5%의 Cr, 2.5%의 Si 및 나머지가 Co인 Co계 경질상분맡을 15% 첨가하고, 전체중량비로 0.1∼1.0%의 Cu분말, 0.4-0.8%의 흑연분말 및 0.6%의 스테아린산 아연을 혼합하여 5∼7 Ton/cm2의 성형압력으로 성형한 다음, 상기 성형체를 환원성분위기(수소 또는 분해 암모니아가스)에서 1150℃로 60분간 가열하여 소결작업을 실시한 다음, 상기 소결체를 Pb 용침기에 넣고 Pb 용침기 내를 10-3토르의 진공으로 하고, 상기 소결체를 Pb 욕조에 장입하여 질소가스를 4기압까지 승압시켜 440℃에서 20분간 용침한 후 공냉시키는 것으로 이루어지는 자동차 밸브시이트용 Pb 용침 소결합금의 제조방법.28% Mo, 8.5% Cr, 2.5% Si, and Co Co for Fe-based alloy steel powder consisting of 6.5% Co by weight, 1.5% Ni, 1.5% Mo, and the rest of the iron 15% of the hard phase powder is added, and 0.1 to 1.0% of Cu powder, 0.4 to 0.8% of graphite powder and 0.6% of zinc stearate are mixed to form a molding pressure of 5 to 7 Ton / cm 2 . The sintered compact was heated at 1150 ° C. for 60 minutes in a reducing component atmosphere (hydrogen or decomposed ammonia gas), and the sintered compact was placed in a Pb immersion apparatus, and the inside of the Pb immersion apparatus was vacuum at 10 −3 torr. The method of manufacturing a Pb immersion sintered alloy for automobile valve seat, which comprises charging a Pb bath to boost nitrogen gas to 4 atm, infiltrate at 440 ° C. for 20 minutes, and then air-cool.
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