JPH02274382A - エンジンバルブの肉盛溶接方法 - Google Patents
エンジンバルブの肉盛溶接方法Info
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- JPH02274382A JPH02274382A JP1092629A JP9262989A JPH02274382A JP H02274382 A JPH02274382 A JP H02274382A JP 1092629 A JP1092629 A JP 1092629A JP 9262989 A JP9262989 A JP 9262989A JP H02274382 A JPH02274382 A JP H02274382A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はチタンまたはチタン合金材料（以下チタン材料
という）からなるエンジンバルブの例えばフェース面並
びに軸端部の硬化肉盛溶接方法に関するものである。
という）からなるエンジンバルブの例えばフェース面並
びに軸端部の硬化肉盛溶接方法に関するものである。
（従来の技術）
自動車等のエンジンの吸気・排気パルプのフェース面は
肉盛処理を施すことにより、高温雰囲気下での耐摩耗性
を向上させることが必要とされている。このため従来か
ら耐熱鋼素材、例えばＪＩＳ４３１１規定によるマルテ
ンサイト系５ＵＨ３等をエンジンパルプ素材として用い
、そのフェース面上にＣｏ基のステライト合金を硬化肉
盛している。
肉盛処理を施すことにより、高温雰囲気下での耐摩耗性
を向上させることが必要とされている。このため従来か
ら耐熱鋼素材、例えばＪＩＳ４３１１規定によるマルテ
ンサイト系５ＵＨ３等をエンジンパルプ素材として用い
、そのフェース面上にＣｏ基のステライト合金を硬化肉
盛している。
ステライト合金は高い硬度を有し、耐熱衝撃性に優れる
ことから良く用いられている。
ことから良く用いられている。
他方、エンジンバルブ素材の軽量化を目的として、チタ
ン合金の検討が行われるようになってきた。
ン合金の検討が行われるようになってきた。
従来かかる素材の硬化肉盛溶接法として特開昭６１−２
３５７４号公報に記載されているようなチタン基合金材
料からなるエンジンバルブフェース面にチタンと金属炭
化物とから構成される硬化肉盛溶接法が提案されている
。
３５７４号公報に記載されているようなチタン基合金材
料からなるエンジンバルブフェース面にチタンと金属炭
化物とから構成される硬化肉盛溶接法が提案されている
。
この提案ではＴｉ粉末と高硬度の金属炭化物との混合粉
末を用い、かつ前記炭化物をＴｉ肉盛層中に粒子状分散
せしめることにより肉盛部の高硬度化をはかることを特
徴とするものであって、混合粉末を総て溶融させること
によって肉盛材質部の高硬度化をはかるものではない。
末を用い、かつ前記炭化物をＴｉ肉盛層中に粒子状分散
せしめることにより肉盛部の高硬度化をはかることを特
徴とするものであって、混合粉末を総て溶融させること
によって肉盛材質部の高硬度化をはかるものではない。
また、特開昭６２−２７０２７７号公報に各種硬化元素
および硬化ガスについての記載がなされているがチタン
合金材料表面からの肉盛厚さを得ることを目的とした本
発明の肉盛溶接材料の成分組成と異なるものである。
および硬化ガスについての記載がなされているがチタン
合金材料表面からの肉盛厚さを得ることを目的とした本
発明の肉盛溶接材料の成分組成と異なるものである。
一方、該素材上に従来のステライト合金だけを肉盛材料
とした硬化肉盛溶接を行うと化合物が著しく生成し、脆
い接合部を形成するため実用上の問題があった。
とした硬化肉盛溶接を行うと化合物が著しく生成し、脆
い接合部を形成するため実用上の問題があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明はチタン材料からなるエンジンバルブの例えばフ
ェース面及び軸端部の肉盛接合部に脆い化合物層の生成
がなく耐熱衝撃性の優れた厚肉硬化肉盛ビードを得るこ
とのできる肉盛溶接方法の提供を目的とするものである
。
ェース面及び軸端部の肉盛接合部に脆い化合物層の生成
がなく耐熱衝撃性の優れた厚肉硬化肉盛ビードを得るこ
とのできる肉盛溶接方法の提供を目的とするものである
。
（課題を解決するための手段）
本発明者等は種々検討を重ねた結果、チタン材料からな
る素材表面上に、チタン材料とＣＯ、チタン材料とＣｏ
及びＣｏ基合金、またはチタン材料とＣ。
る素材表面上に、チタン材料とＣＯ、チタン材料とＣｏ
及びＣｏ基合金、またはチタン材料とＣ。
基合金からなる粉末のいずれかを用いてプラズマ肉盛溶
接した後、時効処理することにより従来の耐熱鋼による
エンジンバルブのステライト合金肉盛によるものと同等
の接合性能、硬さおよび肉盛厚さがチタン材料に対して
も得られるとの知見を得た。
接した後、時効処理することにより従来の耐熱鋼による
エンジンバルブのステライト合金肉盛によるものと同等
の接合性能、硬さおよび肉盛厚さがチタン材料に対して
も得られるとの知見を得た。
本発明の要旨はチタン材料からなるエンジンバルブのフ
ェース面及び軸端部上に硬化肉盛材料としてチタン材料
と１ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下のＣｏからなる粉末によ
り肉盛した後、時効処理することを特徴とするエンジン
バルブの肉盛溶接方法、チタン材料を２５ｗｔ％以上含
有し、１ｗｔ％以上５０ｔｖｔ％以下のＣＯ及び１ｗｔ
％以上５０ｗｔ％以下のＣｏ基合金からなる粉末により
肉盛した後、時効処理することを特徴とするエンジンバ
ルブの肉盛溶接方法、及びチタン材料と１ｗｔ％以上５
０ｗｔ％以下のＣｏ基合金からなる粉末により肉盛した
後、時効処理することを特徴とするエンジンバルブの肉
盛溶接方法、また上記肉盛用粉末は予め、二種以上の粉
末により混合製造されたものであるエンジンバルブの肉
盛溶接方法、または肉盛用混粉束は予め溶融合金化して
製造されたものであるエンジンバルブの肉盛溶接方法に
ある。
ェース面及び軸端部上に硬化肉盛材料としてチタン材料
と１ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下のＣｏからなる粉末によ
り肉盛した後、時効処理することを特徴とするエンジン
バルブの肉盛溶接方法、チタン材料を２５ｗｔ％以上含
有し、１ｗｔ％以上５０ｔｖｔ％以下のＣＯ及び１ｗｔ
％以上５０ｗｔ％以下のＣｏ基合金からなる粉末により
肉盛した後、時効処理することを特徴とするエンジンバ
ルブの肉盛溶接方法、及びチタン材料と１ｗｔ％以上５
０ｗｔ％以下のＣｏ基合金からなる粉末により肉盛した
後、時効処理することを特徴とするエンジンバルブの肉
盛溶接方法、また上記肉盛用粉末は予め、二種以上の粉
末により混合製造されたものであるエンジンバルブの肉
盛溶接方法、または肉盛用混粉束は予め溶融合金化して
製造されたものであるエンジンバルブの肉盛溶接方法に
ある。
以下、本発明の詳細な説明する。
（作 用）
本発明でエンジンバルブ素材を構成するチタン材料とし
ては、チタンもしくはチタン合金が用いられ得るもので
あるが、一般にはチタン合金が好適である。チタン合金
としては、代表的なＴｉ −６Ａｆ−４Ｖ合金をはじめ
Ｔｉ−６Ａｌ ２Ｓｎ ４Ｚｒ−２ＭＯ合金および
Ｔｉ−５Ａβ−２，５Ｓｎ合金等がエンジンバルブ素材
として適当である。
ては、チタンもしくはチタン合金が用いられ得るもので
あるが、一般にはチタン合金が好適である。チタン合金
としては、代表的なＴｉ −６Ａｆ−４Ｖ合金をはじめ
Ｔｉ−６Ａｌ ２Ｓｎ ４Ｚｒ−２ＭＯ合金および
Ｔｉ−５Ａβ−２，５Ｓｎ合金等がエンジンバルブ素材
として適当である。
肉盛用粉末材料として用いられるＣｏ基合金としては、
ステライト合金（商品名）がある。代表的な呼称と主な
成分はステライトｋｌ（３０Ｃｒ−２，５Ｃｌ５１−ｌ
Ｍｎ ｌＭｏ−３Ｆｅ−３Ｎｉ−１２，５Ｗ−Ｂａｎ
、 Ｇｏ） 、ステライトＮ（Ｌ ６ （２８Ｃｒ
−１，ＩＣ−Ｉ Ｓｉ −Ｉ Ｍｎ −Ｉ Ｍｏ −３
Ｆｅ −３Ｎｉ −４Ｗ−ＢａＩ！、Ｇｏ）。
ステライト合金（商品名）がある。代表的な呼称と主な
成分はステライトｋｌ（３０Ｃｒ−２，５Ｃｌ５１−ｌ
Ｍｎ ｌＭｏ−３Ｆｅ−３Ｎｉ−１２，５Ｗ−Ｂａｎ
、 Ｇｏ） 、ステライトＮ（Ｌ ６ （２８Ｃｒ
−１，ＩＣ−Ｉ Ｓｉ −Ｉ Ｍｎ −Ｉ Ｍｏ −３
Ｆｅ −３Ｎｉ −４Ｗ−ＢａＩ！、Ｇｏ）。
ステライトｋｌ ２ （２９Ｃｒ−１，４Ｇ−１，４Ｓ
ｉ−ＩＭｎ −ｌＭｏ−３Ｆｅ−３Ｎｉ −８Ｗ−Ｂａ
ｄ！、 Ｃｏ） 、ステライトＮａ２１ （２７Ｃｒ
−０，２５Ｃ−２Ｓｉ−ＩＭｎ−５，５Ｍｏ ２Ｆｅ
−２，８Ｎｉ−Ｂａｆ、 Ｃｏ）等である。
ｉ−ＩＭｎ −ｌＭｏ−３Ｆｅ−３Ｎｉ −８Ｗ−Ｂａ
ｄ！、 Ｃｏ） 、ステライトＮａ２１ （２７Ｃｒ
−０，２５Ｃ−２Ｓｉ−ＩＭｎ−５，５Ｍｏ ２Ｆｅ
−２，８Ｎｉ−Ｂａｆ、 Ｃｏ）等である。
他のＣｏ基合金としては、ＣｏＣｒＡｆＹ合金（例えば
、２９Ｃｒ−６＾１２− Ｉ Ｙ−Ｂａｄ、 Ｃｏ）お
よびＣｏＮｔＣｒＡｆＹ合金（例えば、３２Ｎｉ −２
１Ｃｒ−８Ａｆｆｉ −０、５Ｙ−Ｂａｄ！、 Ｃｏ）
などのＭＣｒＡｊｌ！Ｘ合金が挙げられる。
、２９Ｃｒ−６＾１２− Ｉ Ｙ−Ｂａｄ、 Ｃｏ）お
よびＣｏＮｔＣｒＡｆＹ合金（例えば、３２Ｎｉ −２
１Ｃｒ−８Ａｆｆｉ −０、５Ｙ−Ｂａｄ！、 Ｃｏ）
などのＭＣｒＡｊｌ！Ｘ合金が挙げられる。
本発明者らはチタン材料にステライト合金を肉盛したと
きに生ずる結合部の劣化は化合物相の生成に起因するも
のと考え、劣化を抑制し得る材料について種々検討した
ところ、肉盛材料としてチタン材料粉末にＣｏ粉、Ｃｏ
基台金粉の混合成分系による肉盛は結合部に劣化が生じ
ないこと、チタン材料粉末の量が肉盛厚さの制御に有効
であること、Ｃｏ粉の添加が肉盛溶接ビート端部のヌレ
性に効果的であること、更にチタン材料粉末を用いれば
Ｃ。
きに生ずる結合部の劣化は化合物相の生成に起因するも
のと考え、劣化を抑制し得る材料について種々検討した
ところ、肉盛材料としてチタン材料粉末にＣｏ粉、Ｃｏ
基台金粉の混合成分系による肉盛は結合部に劣化が生じ
ないこと、チタン材料粉末の量が肉盛厚さの制御に有効
であること、Ｃｏ粉の添加が肉盛溶接ビート端部のヌレ
性に効果的であること、更にチタン材料粉末を用いれば
Ｃ。
基合金として代表的なステライト合金粉の添加が可能と
なり、しかも肉盛後の時効処理により硬化が顕在化する
ことから従来のステライト合金による肉盛と同等の硬度
と肉盛厚さが得られるという知見を得た。
なり、しかも肉盛後の時効処理により硬化が顕在化する
ことから従来のステライト合金による肉盛と同等の硬度
と肉盛厚さが得られるという知見を得た。
次に本発明の重盗用粉末材料は複数成分からなるが、特
にチタン合金粉では純Ｔｉ粉末と６ＡＺ−４Ｖ粉末の素
粉未混合による方法がある。素粉未混合によるＴｉ合金
成分粉は溶融Ｔｉ合金粉に比して細粒であることから、
肉盛材としての溶融効率を上げるべく混合粉末系で構成
される肉盛材料に極めて適している。チタン材料とＣｏ
または／およびＣ。
にチタン合金粉では純Ｔｉ粉末と６ＡＺ−４Ｖ粉末の素
粉未混合による方法がある。素粉未混合によるＴｉ合金
成分粉は溶融Ｔｉ合金粉に比して細粒であることから、
肉盛材としての溶融効率を上げるべく混合粉末系で構成
される肉盛材料に極めて適している。チタン材料とＣｏ
または／およびＣ。
基合金からなり適正な成分設計による成分組成の肉盛用
粉末を得る方法として例えばＶ型ミキサー等により複数
の粉末を混合し所定の成分比率を得る方法があるが、長
時間の肉盛溶接を行うと混合粉末の粒径、形状２粒度分
布、比重等の影響により初期の混合比率に変動をきたす
恐れがある。従って長時間安定して成分比率を維持する
ためには、予め所定の成分比率で合金化してお゛くこと
が極めて有効である。
粉末を得る方法として例えばＶ型ミキサー等により複数
の粉末を混合し所定の成分比率を得る方法があるが、長
時間の肉盛溶接を行うと混合粉末の粒径、形状２粒度分
布、比重等の影響により初期の混合比率に変動をきたす
恐れがある。従って長時間安定して成分比率を維持する
ためには、予め所定の成分比率で合金化してお゛くこと
が極めて有効である。
合金化方法としては例えば、肉盛材料に必要な成分を予
め高清浄な雰囲気で溶解し、凝固させ、得られた溶解材
を高速回転させながらプラズマアーク等を熱源として溶
解材を溶融しつつ遠心力効果により飛散させることによ
り肉盛用の粉末を得る方法がある。また、上記の溶解材
の代わりに、冷間静水圧を利用して肉盛材料に必要な成
分を固形化処理した後、焼結処理を施して得た焼結体を
溶融飛散させてもよい。
め高清浄な雰囲気で溶解し、凝固させ、得られた溶解材
を高速回転させながらプラズマアーク等を熱源として溶
解材を溶融しつつ遠心力効果により飛散させることによ
り肉盛用の粉末を得る方法がある。また、上記の溶解材
の代わりに、冷間静水圧を利用して肉盛材料に必要な成
分を固形化処理した後、焼結処理を施して得た焼結体を
溶融飛散させてもよい。
本発明による肉盛用粉末の各成分は顕著な肉盛特性を有
している。すなわちチタン材料にＣｏ粉を一定比率で混
合させた成分で肉盛溶接を行った所、肉盛部の厚さと硬
さ及び肉盛溶接ビート端部のヌレ性（広がり性）に密接
な相関があることを見いだした。両者の関係においてチ
タン材料台存置が増加するに従い肉盛厚さが増加し、又
Ｃｏ含有量が多くなるに従い硬度は高くなり、かっ肉盛
溶接ビート端部のヌレ性（広がり性）が良くなることを
確かめた。
している。すなわちチタン材料にＣｏ粉を一定比率で混
合させた成分で肉盛溶接を行った所、肉盛部の厚さと硬
さ及び肉盛溶接ビート端部のヌレ性（広がり性）に密接
な相関があることを見いだした。両者の関係においてチ
タン材料台存置が増加するに従い肉盛厚さが増加し、又
Ｃｏ含有量が多くなるに従い硬度は高くなり、かっ肉盛
溶接ビート端部のヌレ性（広がり性）が良くなることを
確かめた。
第１図に本発明に係わる粉末の混合成分比率と硬さ、肉
盛厚さの関係を示すグラフを提示する。
盛厚さの関係を示すグラフを提示する。
所定の硬度と肉盛厚さを得る範囲としてチタン材料粉に
対するＣｏ粉の添加量は１＆４ｔ％以上、９゜ｗｔ％ｔ
％が適当である。下限１ｗｔ％以上になると時効処理に
よる硬度上昇効果が顕在化し、上限９゜ｗｔ％を超える
と肉盛厚さが不足する。
対するＣｏ粉の添加量は１＆４ｔ％以上、９゜ｗｔ％ｔ
％が適当である。下限１ｗｔ％以上になると時効処理に
よる硬度上昇効果が顕在化し、上限９゜ｗｔ％を超える
と肉盛厚さが不足する。
次にチタン材料粉とＣｏ粉さらにＣｏ基台金粉による混
合粉末で肉盛溶接を行った所、Ｃｏ基合金粉含有比率の
増加に従い高硬度の肉盛部材質が得られることを確かめ
た。
合粉末で肉盛溶接を行った所、Ｃｏ基合金粉含有比率の
増加に従い高硬度の肉盛部材質が得られることを確かめ
た。
本発明でチタン材料粉添加量の下限を２５ｗｔ％とした
のは、これを下回ると所定の肉盛厚さが得られないため
である。 Ｃｏ基台金粉の下限値を１ｗｔ％としたのは
、それ以上で時効処理による硬度上昇効果が顕在化する
ためである。５０ｗｔ％を超えると肉盛部にワレが生じ
る。Ｃｏ粉はＣｏ基台金粉の添加量を考慮して５０ｗｔ
％を上限とした。
のは、これを下回ると所定の肉盛厚さが得られないため
である。 Ｃｏ基台金粉の下限値を１ｗｔ％としたのは
、それ以上で時効処理による硬度上昇効果が顕在化する
ためである。５０ｗｔ％を超えると肉盛部にワレが生じ
る。Ｃｏ粉はＣｏ基台金粉の添加量を考慮して５０ｗｔ
％を上限とした。
第２図に本発明に係わる粉末混合成分比率と硬さの関係
を示すグラフの一例を提示する。
を示すグラフの一例を提示する。
更にチタン材料粉とＣｏ基台金粉による混合粉末で肉盛
溶接を行いＣｏ基合金粉混合量の増加に従いチタン材料
粉量を減少させた肉盛部材質は前述と同様にＣｏ基合金
粉量の含有比率の増加に従い高硬度の肉盛材質が得られ
ることを発見した。
溶接を行いＣｏ基合金粉混合量の増加に従いチタン材料
粉量を減少させた肉盛部材質は前述と同様にＣｏ基合金
粉量の含有比率の増加に従い高硬度の肉盛材質が得られ
ることを発見した。
本発明でＣｏ基台金粉添加量の下限を１ｗｔ％、上限を
５０ｗｔ％としたのは前述と同様１ｗｔ％以上の添加に
より時効処理による硬度上昇効果が顕在化するためであ
り、上限５０ｗｔ％を超えると肉盛部にワレが生じるた
めである。
５０ｗｔ％としたのは前述と同様１ｗｔ％以上の添加に
より時効処理による硬度上昇効果が顕在化するためであ
り、上限５０ｗｔ％を超えると肉盛部にワレが生じるた
めである。
第３図に本発明に係わる粉末混合成分比率と硬さの関係
を示すグラフの一例を提示する。
を示すグラフの一例を提示する。
図示しないがチタン材料粉の代わりに純Ｔｉと６Ａｆ−
４Ｖの素粉束による混合粉を用いた場合も同様の傾向で
ある。
４Ｖの素粉束による混合粉を用いた場合も同様の傾向で
ある。
第４図に本発明に係わる時効処理温度と硬さの関係を示
すグラフを提示する。
すグラフを提示する。
本発明の肉盛成分はいずれも肉盛後の時効処理により肉
盛部の顕著な硬度上昇化が図れることを確かめた。
盛部の顕著な硬度上昇化が図れることを確かめた。
時効処理温度４５０″Ｃ１時効処理時間２時間で顕著な
硬度上昇を示した。
硬度上昇を示した。
本発明方法では、上記の混合成分をエンジンバルブフェ
ース面または軸端部に肉盛した後、時効処理を施す。
ース面または軸端部に肉盛した後、時効処理を施す。
また、肉盛溶接法としてプラズマアーク肉盛法の他に各
種の方法が考えられるが、例えばＴＩＧ肉盛法、レーザ
肉盛法、電子ビーム肉盛法等がありこれらはいずれも本
発明の肉盛溶接方法として適用できる。
種の方法が考えられるが、例えばＴＩＧ肉盛法、レーザ
肉盛法、電子ビーム肉盛法等がありこれらはいずれも本
発明の肉盛溶接方法として適用できる。
第５図（ａ）にエンジンバルブの概要を示す。
同図において、２はバルブフェースであり、特に図中の
３の部分はエンジンの吸気口もしくは排気口の弁座に着
座するために摩耗しやす（、耐摩耗性を要し、この部分
を硬化肉盛溶接して保護せねばならない、５はバルブ軸
端硬化肉盛部であり同様に耐摩耗性を要し、この部分の
保護が必要である。
３の部分はエンジンの吸気口もしくは排気口の弁座に着
座するために摩耗しやす（、耐摩耗性を要し、この部分
を硬化肉盛溶接して保護せねばならない、５はバルブ軸
端硬化肉盛部であり同様に耐摩耗性を要し、この部分の
保護が必要である。
なお第５図（ハ）はバルブフェース部分の拡大断面図で
あり、同図において４は表面硬化肉盛溶接部である。
あり、同図において４は表面硬化肉盛溶接部である。
以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例１）
本発明に基づく効果を確認するためにチタン合金素材に
よるエンジンバルブのフェース面端部円周上にチタン材
料粉とＣｏ粉の混合成分系粉末を用いて下記の条件でプ
ラズマ肉盛溶接および時効処理を実施し硬化肉盛部を得
ることができた。
よるエンジンバルブのフェース面端部円周上にチタン材
料粉とＣｏ粉の混合成分系粉末を用いて下記の条件でプ
ラズマ肉盛溶接および時効処理を実施し硬化肉盛部を得
ることができた。
（１）チタ／材料：Ｔｉ−６Ａｊ！−４Ｖ合金（２）肉
盛粉末材料： Ｔｉ−６Ａｊ！ −４Ｖ合金粉９０ｗｔ
％、 Ｃｏ粉１０ｗｔ％ （３）肉盛溶接条件：溶接電流５０Ａ 溶接速度５００ ｍｍ／ｓｉｎ シールドガス純Ａｒ（３０１ ／論ｉｎ ） （４）肉盛厚さ二〇、８血 （５）時効処理条件：温度４５０“Ｃ１保定時間＝２時
間 （６） 肉盛部硬度：平均ビッカース硬度Ｈｖ６００
（実施例２） 次に同じく本発明の効果を確認するために前述と同形状
のチタン合金素材によるエンジンバルブを用いてチタン
材料粉とＣｏ粉およびステライト合金の混合成分系粉末
を用いて下記の条件でプラズマ肉盛溶接および時効処理
を実施し硬化肉盛部を得ることができた。
盛粉末材料： Ｔｉ−６Ａｊ！ −４Ｖ合金粉９０ｗｔ
％、 Ｃｏ粉１０ｗｔ％ （３）肉盛溶接条件：溶接電流５０Ａ 溶接速度５００ ｍｍ／ｓｉｎ シールドガス純Ａｒ（３０１ ／論ｉｎ ） （４）肉盛厚さ二〇、８血 （５）時効処理条件：温度４５０“Ｃ１保定時間＝２時
間 （６） 肉盛部硬度：平均ビッカース硬度Ｈｖ６００
（実施例２） 次に同じく本発明の効果を確認するために前述と同形状
のチタン合金素材によるエンジンバルブを用いてチタン
材料粉とＣｏ粉およびステライト合金の混合成分系粉末
を用いて下記の条件でプラズマ肉盛溶接および時効処理
を実施し硬化肉盛部を得ることができた。
（１）チタン材料：Ｔｉ−６八β−４Ｖ合金（２）肉盛
粉末材料：Ｔｉ−６Ａｊ！ ４Ｖ合金粉８０饅ｔ％、
Ｃｏ粉１０軛ｔ％。
粉末材料：Ｔｉ−６Ａｊ！ ４Ｖ合金粉８０饅ｔ％、
Ｃｏ粉１０軛ｔ％。
ステライト合金粉１０ｗｔ％
（３）肉盛溶接条件：溶接電流５０Ａ
溶接速度５００ ｎｍ／ｎ＋ｉｎ
シールドガス純Ａｒ（３０ｆ
７ｍ１ｎ）
（４）肉盛厚さ：０．８ｎｎ
（５）時効処理条件：温度４５０°Ｃ１保定時間２時間
（６）肉盛部硬度：平均ビッカース硬度Ｈシロ００（実
施例３） 次に同じく本発明の効果を確認するために前述と同形状
のチタン材料によるエンジンバルブを用いてチタン材料
粉とステライト合金粉の混合成分系粉末を用いて下記の
条件でプラズマ肉盛溶接および時効処理を実施し硬化肉
盛部を得ることができた。
施例３） 次に同じく本発明の効果を確認するために前述と同形状
のチタン材料によるエンジンバルブを用いてチタン材料
粉とステライト合金粉の混合成分系粉末を用いて下記の
条件でプラズマ肉盛溶接および時効処理を実施し硬化肉
盛部を得ることができた。
（１）チタン材料： Ｔｉ−６ＡＩ！、−４Ｖ合金（２
）肉盛粉末材料： Ｔｉ−６Ａｌ −４Ｖ合金粉８０ｗ
ｔ％、ステライト合 金粉２０ｗｔ％ （３）肉盛熔接条件：溶接電流５０Ａ 溶接速度５００鵬／ ｍ ｉ ｎ シールドガス純Ａｒ（３０ｊ２ ／ａｋｉｎ） （４）肉盛厚さ：０．８ｍｍ （５）時効処理条件：温度４５０°Ｃ１保定時間２時間 （６）肉盛部硬度：平均ビッカース硬度Ｈｖ６００（実
施例４） 次に同じく本発明の効果をバルブ軸端部において確認す
るために前述と同形状のチタン材料によるエンジンバル
ブを用いてチタン材料粉とステライト合金粉の混合成分
系粉末を用いて下記の条件でプラズマ肉盛溶接および時
効処理を実施し軸端部上に硬化肉盛部を得ることが出来
た。
）肉盛粉末材料： Ｔｉ−６Ａｌ −４Ｖ合金粉８０ｗ
ｔ％、ステライト合 金粉２０ｗｔ％ （３）肉盛熔接条件：溶接電流５０Ａ 溶接速度５００鵬／ ｍ ｉ ｎ シールドガス純Ａｒ（３０ｊ２ ／ａｋｉｎ） （４）肉盛厚さ：０．８ｍｍ （５）時効処理条件：温度４５０°Ｃ１保定時間２時間 （６）肉盛部硬度：平均ビッカース硬度Ｈｖ６００（実
施例４） 次に同じく本発明の効果をバルブ軸端部において確認す
るために前述と同形状のチタン材料によるエンジンバル
ブを用いてチタン材料粉とステライト合金粉の混合成分
系粉末を用いて下記の条件でプラズマ肉盛溶接および時
効処理を実施し軸端部上に硬化肉盛部を得ることが出来
た。
（１）チタン材料：Ｔｉ−６１Ｊ−４Ｖ合金（２）軸端
部形状ニアｍｏ＋φ （３）肉盛粉末材料：Ｔｉ−６Ａｊ−４Ｖ合金粉８０ｗ
ｔ％、ステライト合金粉 ２０ｗｔ％ （４）肉盛溶接条件：溶接電流５０Ａ シールドガス純八ｒ（３０１ ７ｍ１ｎ） （５）肉盛厚さ：２ｍｍ （６）時効処理条件：温度４５０°Ｃ１保定時間２時間 （７）肉盛部硬度：平均ビッカース硬度１１ｖ６００第
１表に実施例のステライト合金粉肉盛材料の組成を示す
。
部形状ニアｍｏ＋φ （３）肉盛粉末材料：Ｔｉ−６Ａｊ−４Ｖ合金粉８０ｗ
ｔ％、ステライト合金粉 ２０ｗｔ％ （４）肉盛溶接条件：溶接電流５０Ａ シールドガス純八ｒ（３０１ ７ｍ１ｎ） （５）肉盛厚さ：２ｍｍ （６）時効処理条件：温度４５０°Ｃ１保定時間２時間 （７）肉盛部硬度：平均ビッカース硬度１１ｖ６００第
１表に実施例のステライト合金粉肉盛材料の組成を示す
。
次に得られたエンジンバルブについて熱衝撃試験を行っ
た。試験条件としてはバーナーにて硬化肉盛部を５００
°Ｃに加熱後、ただちに水冷する繰返し実験を行い素材
と肉盛部の剥離状況を調査した。１００回の繰返し試験
で前記いずれの実施例においても剥離は見られず、接合
部の耐熱衝撃性に優れたエンジンバルブのフェース面上
および軸端部上の硬化肉盛を得ることができた。
た。試験条件としてはバーナーにて硬化肉盛部を５００
°Ｃに加熱後、ただちに水冷する繰返し実験を行い素材
と肉盛部の剥離状況を調査した。１００回の繰返し試験
で前記いずれの実施例においても剥離は見られず、接合
部の耐熱衝撃性に優れたエンジンバルブのフェース面上
および軸端部上の硬化肉盛を得ることができた。
（発明の効果）
以上の実施例からも明らかなように本発明を用いればチ
タン材料によるエンジンバルブのフェース面上および軸
端部上にチタン材料、 Ｃｏ、 Ｃｏ基合金からなる混
合成分系粉末の肉盛溶接材料により脆い化合物が生成せ
ず、耐熱衝撃性と耐摩耗性の優れた厚肉表面硬化肉盛溶
接が可能となり工業的にその効果は極めて大きいもので
ある。
タン材料によるエンジンバルブのフェース面上および軸
端部上にチタン材料、 Ｃｏ、 Ｃｏ基合金からなる混
合成分系粉末の肉盛溶接材料により脆い化合物が生成せ
ず、耐熱衝撃性と耐摩耗性の優れた厚肉表面硬化肉盛溶
接が可能となり工業的にその効果は極めて大きいもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図はチタン材料とＣｏの混合比率が及ぼす肉盛厚さ
と硬さの関係を示すグラフ、第２図はチタン材料とＣｏ
及びステライト合金の混合比率が及ぼす硬さの関係を示
すグラフ、第３図はチタン材料とステライト合金の混合
比率が及ぼす硬さの関係を示すグラフ、第４図は時効処
理温度と硬さの関係を示すグラフ、第５図（ａ）は本発
明のエンジンバルブのフェース面上ならびに軸端部上に
硬化肉盛溶接を施した概略説明図、第５図（ｂ）はフェ
ース部分〔第５図（ａ）の円内〕の拡大断面図である。 ｌ・・・エンジンバルブ、２・・・バルブフェース、３
・・・硬化肉盛溶接部、 ４・・・バルブフェース表面硬化 肉盛溶接部、 ５・・・バルブ軸端部表面硬化肉盛溶接部 （ｗｔ″／、） （（１’） 時効処理後 （４５０°（＝ｔ２時間） （ｂ） 内盛まま 第１図 噸−−Ｃｏ粉（ａ／ａ） （α）時効（哩恢（４５０’ＣＸ ２時層）Ｃｂ）肉盛
まよ 内蚤話 ３５０で ４５０’Ｃ５″５０て Ｌ−一一÷時共処理展度 第５図 （ｃＬ） （ｂ） バルブ＃燭剛表面硬イヒ弯盛烙綾罰
と硬さの関係を示すグラフ、第２図はチタン材料とＣｏ
及びステライト合金の混合比率が及ぼす硬さの関係を示
すグラフ、第３図はチタン材料とステライト合金の混合
比率が及ぼす硬さの関係を示すグラフ、第４図は時効処
理温度と硬さの関係を示すグラフ、第５図（ａ）は本発
明のエンジンバルブのフェース面上ならびに軸端部上に
硬化肉盛溶接を施した概略説明図、第５図（ｂ）はフェ
ース部分〔第５図（ａ）の円内〕の拡大断面図である。 ｌ・・・エンジンバルブ、２・・・バルブフェース、３
・・・硬化肉盛溶接部、 ４・・・バルブフェース表面硬化 肉盛溶接部、 ５・・・バルブ軸端部表面硬化肉盛溶接部 （ｗｔ″／、） （（１’） 時効処理後 （４５０°（＝ｔ２時間） （ｂ） 内盛まま 第１図 噸−−Ｃｏ粉（ａ／ａ） （α）時効（哩恢（４５０’ＣＸ ２時層）Ｃｂ）肉盛
まよ 内蚤話 ３５０で ４５０’Ｃ５″５０て Ｌ−一一÷時共処理展度 第５図 （ｃＬ） （ｂ） バルブ＃燭剛表面硬イヒ弯盛烙綾罰
Claims (5)
- （１）チタン材料からなるエンジンバルブに、チタン材
料と１ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下のＣｏからなる粉末に
より肉盛を施した後、時効処理することを特徴とするエ
ンジンバルブの肉盛溶接方法。 - （２）チタン材料からなるエンジンバルブに、チタン材
料を２５ｗｔ％以上含有し、１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以
下のＣｏ及び１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下のＣｏ基合金
からなる粉末により肉盛を施した後、時効処理すること
を特徴とするエンジンバルブの肉盛溶接方法。 - （３）チタン材料からなるエンジンバルブに、チタン材
料と１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下のＣｏ基合金からなる
粉末により肉盛を施した後、時効処理することを特徴と
するエンジンバルブの肉盛溶接方法。 - （４）肉盛用粉末は予め、二種以上の粉末により混合製
造されたものである請求項１〜３のいずれかに記載のエ
ンジンバルブの肉盛溶接方法。 - （５）肉盛用粉末は予め、溶融合金化して製造されたも
のである請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンバル
ブの肉盛溶接方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1092629A JPH02274382A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | エンジンバルブの肉盛溶接方法 |
| US07/507,854 US5226977A (en) | 1989-04-12 | 1990-04-12 | Method of hardfacing an engine valve of a titanium material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1092629A JPH02274382A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | エンジンバルブの肉盛溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02274382A true JPH02274382A (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=14059737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1092629A Pending JPH02274382A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | エンジンバルブの肉盛溶接方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5226977A (ja) |
| JP (1) | JPH02274382A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080092383A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Process for the production of components for combustion engines or turbines |
| JP5676808B1 (ja) * | 2014-06-25 | 2015-02-25 | 電源開発株式会社 | 溶接用Ｃｏ基合金、溶加材及び肉盛金属部材 |
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|---|---|---|---|---|
| ZA952222B (en) * | 1994-03-17 | 1995-12-14 | Sherritt Inc | Low friction cobalt based coatings for titanium |
| JPH0893416A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Fuji Oozx Inc | 内燃機関用タペット及びその製造方法 |
| JPH08303216A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Fuji Oozx Inc | 内燃機関用タペットの製造方法 |
| JPH10148106A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Fuji Oozx Inc | アルミニウム製内燃機関用タペット及びその製法 |
| US8698038B2 (en) * | 2008-09-18 | 2014-04-15 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for the automated application of hardfacing material to rolling cutters of earth-boring drill bits |
| US8450637B2 (en) * | 2008-10-23 | 2013-05-28 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus for automated application of hardfacing material to drill bits |
| US9439277B2 (en) * | 2008-10-23 | 2016-09-06 | Baker Hughes Incorporated | Robotically applied hardfacing with pre-heat |
| WO2010053710A2 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-14 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for robotic welding of drill bits |
| RU2011131690A (ru) * | 2008-12-31 | 2013-02-10 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Способ и устройство для автоматизированного нанесения материала твердосплавного покрытия на шарошки буровых долот, гибридные буровые долота, имеющие режущие элементы со стальными зубьями с твердосплавным покрытием |
| US8347908B2 (en) * | 2009-08-27 | 2013-01-08 | Honeywell International Inc. | Lightweight titanium aluminide valves and methods for the manufacture thereof |
| DE102016200739A1 (de) * | 2016-01-20 | 2017-07-20 | Mahle International Gmbh | Metallisches Hohlventil für eine Brennkraftmaschine eines Nutzkraftfahrzeugs |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830361B2 (ja) * | 1979-02-26 | 1983-06-29 | 日本ピストンリング株式会社 | 内燃機関用耐摩耗性部材の製造方法 |
| JPS6034624B2 (ja) * | 1980-12-24 | 1985-08-09 | 日立粉末冶金株式会社 | 内燃機関の動弁機構部材 |
| DE3219071A1 (de) * | 1982-05-21 | 1983-11-24 | Udo Dr. 4300 Essen König | Verfahren zum plattieren von titan mit einer harten schicht |
| US5035958A (en) * | 1983-12-27 | 1991-07-30 | General Electric Company | Nickel-base superalloys especially useful as compatible protective environmental coatings for advanced superaloys |
| JPS61270335A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用肉盛バルブ |
| DE3773258D1 (de) * | 1986-05-18 | 1991-10-31 | Daido Steel Co Ltd | Verschleissfeste gegenstaende aus titan oder aus einer titanlegierung. |
| GB8711697D0 (en) * | 1987-05-18 | 1987-06-24 | Secr Defence Brit | Coated titanium articles(ii) |
| US4878953A (en) * | 1988-01-13 | 1989-11-07 | Metallurgical Industries, Inc. | Method of refurbishing cast gas turbine engine components and refurbished component |
| US5077140A (en) * | 1990-04-17 | 1991-12-31 | General Electric Company | Coating systems for titanium oxidation protection |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1092629A patent/JPH02274382A/ja active Pending
-
1990
- 1990-04-12 US US07/507,854 patent/US5226977A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080092383A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Process for the production of components for combustion engines or turbines |
| JP5676808B1 (ja) * | 2014-06-25 | 2015-02-25 | 電源開発株式会社 | 溶接用Ｃｏ基合金、溶加材及び肉盛金属部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5226977A (en) | 1993-07-13 |
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