JPS61202743A - 内燃機関用高強度弁の製造方法 - Google Patents
内燃機関用高強度弁の製造方法Info
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- JPS61202743A JPS61202743A JP4270185A JP4270185A JPS61202743A JP S61202743 A JPS61202743 A JP S61202743A JP 4270185 A JP4270185 A JP 4270185A JP 4270185 A JP4270185 A JP 4270185A JP S61202743 A JPS61202743 A JP S61202743A
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- Japan
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- valve
- strength
- diameter
- internal combustion
- combustion engine
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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】
り又上立皿ユ豆■
本発明は、各秤内燃機関用弁、特に排気弁の製造方法に
関するものである。
関するものである。
【米且韮
内燃機関の動弁機構としてOHC方式(singleo
ver head camshaft type )が
知られており、OHC方式によれば、動弁機構のU複連
動部分の慣性が少ないので、弁の加速度を大きくとるこ
とができ、高速でも安定した弁開1ff+を行ない(り
ることから、高速性能が向上し、低速から高速まで速や
かに回転を上げることが可能である。また、DOHC方
式(double over head cam 5h
aft type )によれば、前記OHC方式に比し
て、吸、排気口の設計自由度が高く、点火栓を好適位置
に配し得るため、更に帰れた性能が得られ、近年では、
機関の高出力化を削るべく、従来のOHC方式に代って
該DOHC方式が採用される傾向にある。そして、機関
の高速化に対処するために、弁の軽rt化が要求され、
その一方策として弁軸部(バルブ・スアム)の細径化を
計ることが考えられる。
ver head camshaft type )が
知られており、OHC方式によれば、動弁機構のU複連
動部分の慣性が少ないので、弁の加速度を大きくとるこ
とができ、高速でも安定した弁開1ff+を行ない(り
ることから、高速性能が向上し、低速から高速まで速や
かに回転を上げることが可能である。また、DOHC方
式(double over head cam 5h
aft type )によれば、前記OHC方式に比し
て、吸、排気口の設計自由度が高く、点火栓を好適位置
に配し得るため、更に帰れた性能が得られ、近年では、
機関の高出力化を削るべく、従来のOHC方式に代って
該DOHC方式が採用される傾向にある。そして、機関
の高速化に対処するために、弁の軽rt化が要求され、
その一方策として弁軸部(バルブ・スアム)の細径化を
計ることが考えられる。
口が ゛しよ2とする。j
しかるに、内燃機関用弁、特に排気弁材としては1.u
ga 4311 ノ5uu3s 、31)、38が多用
され、特に高出力、高負荷機関においては、Ni基合金
であるJIS G 4901のNCF30A (旧−1
5,5Cr−INb −2,31i −1,2AI−7
Fe ) 、NCF30A(旧−19,5Cr−2
,3Ti−1,4^1)、ナイモニツク90 (N i
−20Cr −18C。
ga 4311 ノ5uu3s 、31)、38が多用
され、特に高出力、高負荷機関においては、Ni基合金
であるJIS G 4901のNCF30A (旧−1
5,5Cr−INb −2,31i −1,2AI−7
Fe ) 、NCF30A(旧−19,5Cr−2
,3Ti−1,4^1)、ナイモニツク90 (N i
−20Cr −18C。
−2,4Ti −1,5Ai−5Fc)がステライト盛
金不要材として使用されており、これ等の合金で形成し
た弁の弁軸径を従来に比して細径化した場合、その高温
強度が十分であるとは言いテ「く、特に弁頭部近傍の強
度が不十分となる。
金不要材として使用されており、これ等の合金で形成し
た弁の弁軸径を従来に比して細径化した場合、その高温
強度が十分であるとは言いテ「く、特に弁頭部近傍の強
度が不十分となる。
そこで、従来材料に比して高温強度が犬なる材料が必要
とされるのであるが、弁製造方法として一般的な据込み
鍛造法(up setting)によって弁軸部を細径
化した弁を得ようとすると、その熱間変形抵抗が人なる
ため、加工が非常に困難となる。
とされるのであるが、弁製造方法として一般的な据込み
鍛造法(up setting)によって弁軸部を細径
化した弁を得ようとすると、その熱間変形抵抗が人なる
ため、加工が非常に困難となる。
すなわち、第1図は、従来の弁KjΔ工程の一例を示し
ており、会頭用素材01<細径)と弁軸用素材02を摩
擦溶接接合により一体化後、ばつ取りを行って合成素材
片03となしく第I工程)、次いで合成素材片03の研
磨を行って(第■工程)、温度1100〜1200℃に
て弁頭側を据込み、球状部05を形成して予備成形品0
4となしく第工工程)、更に型鍛造を行って球状部05
を弁頭06になした(第■工程)後、矯正、焼鈍、機械
加工、表面処3!l!(軟窒化処理)、弁軸端の焼入れ
を行って製品を得るのであるが、弁頭用素材01として
前記高強度材を用いると、■第■、■工程において、弁
軸部の曲がりが生ずる、■据込みによる球状部05の成
形が困難である、■第■工程における据込み加工用上パ
ンチ(または上型)の摩耗が甚だしい等の問題が生ずる
。また、前記高強度材を用いた場合、弁軸径dと弁頭径
りの比(D/(j)を5以上(D/d≧5)にすること
、および圧延加工技術上、怪(do )≦8胴なる弁頭
用素材01を得ることは困何である。
ており、会頭用素材01<細径)と弁軸用素材02を摩
擦溶接接合により一体化後、ばつ取りを行って合成素材
片03となしく第I工程)、次いで合成素材片03の研
磨を行って(第■工程)、温度1100〜1200℃に
て弁頭側を据込み、球状部05を形成して予備成形品0
4となしく第工工程)、更に型鍛造を行って球状部05
を弁頭06になした(第■工程)後、矯正、焼鈍、機械
加工、表面処3!l!(軟窒化処理)、弁軸端の焼入れ
を行って製品を得るのであるが、弁頭用素材01として
前記高強度材を用いると、■第■、■工程において、弁
軸部の曲がりが生ずる、■据込みによる球状部05の成
形が困難である、■第■工程における据込み加工用上パ
ンチ(または上型)の摩耗が甚だしい等の問題が生ずる
。また、前記高強度材を用いた場合、弁軸径dと弁頭径
りの比(D/(j)を5以上(D/d≧5)にすること
、および圧延加工技術上、怪(do )≦8胴なる弁頭
用素材01を得ることは困何である。
0 を するため些1段史主m
本発明の目的は、高強度材を採用しながら、前記のごと
き製造上の難点を解消して弁軸部の細径化を可能にする
点にある。
き製造上の難点を解消して弁軸部の細径化を可能にする
点にある。
この目的は、高温強度が大きな弁素材を、2≦do/d
≦3.5≦D/d≦7(但し、dは弁軸径、Dは弁頭径
、doは弁素材径である)なる方案でg造成形して朗気
弁な1!?ることにより達成される。
≦3.5≦D/d≦7(但し、dは弁軸径、Dは弁頭径
、doは弁素材径である)なる方案でg造成形して朗気
弁な1!?ることにより達成される。
本発明者は、高温強度が優れた弁用合金材料として、下
記組成のものを開発した。
記組成のものを開発した。
0.01≦C≦0.15wt%、 Si≦3.0wt%
Hn≦ 2.5wt%、 15≦cr≦25wt%、
0.5≦Mo+1/2w≦ s、owt%、0.3≦N
b+Ta≦ 3.0wt%、15≦11≦ 3.5wt
%、 05≦^1≦ 2.5wt%、0 、(+
01≦B≦ O,G2 wt%、 Fe≦5wt%、
残部=N1ト不可避不純物。
Hn≦ 2.5wt%、 15≦cr≦25wt%、
0.5≦Mo+1/2w≦ s、owt%、0.3≦N
b+Ta≦ 3.0wt%、15≦11≦ 3.5wt
%、 05≦^1≦ 2.5wt%、0 、(+
01≦B≦ O,G2 wt%、 Fe≦5wt%、
残部=N1ト不可避不純物。
この合金材料は、従来材に比して、高温における耐力(
σα2)、引張り強さくG8)が大幅に向上しており、
弁軸の細径化を計ることができる。第1表は、前記組成
範囲の合金材料(A、8.C,・・・ト()を比較合金
材料(1,J、K)と共に示し、第2表は、800℃に
おけるそれ等の機械的特性を示している。また、第3図
、第4図は、合金材料H,にの高温高速引張り試験結果
−最大応力(Il、T、S Ksf/arm2) 、断
面減少率(R%)を示している。
σα2)、引張り強さくG8)が大幅に向上しており、
弁軸の細径化を計ることができる。第1表は、前記組成
範囲の合金材料(A、8.C,・・・ト()を比較合金
材料(1,J、K)と共に示し、第2表は、800℃に
おけるそれ等の機械的特性を示している。また、第3図
、第4図は、合金材料H,にの高温高速引張り試験結果
−最大応力(Il、T、S Ksf/arm2) 、断
面減少率(R%)を示している。
第1表
*Si%Hnは、全てo、 swt%以下*合金には、
N CF 751相当材である。
N CF 751相当材である。
第2表
*σu: 0.2%耐力<K9f/m2)σ日;引張
り強さく Ky f /履2)ε;伸び(%) R:絞り(%) *引張り特性評価には、固溶化処理(ioso℃×30
分加熱後油冷)および時効処理(750℃×4時間加熱
後空冷)を施した。
り強さく Ky f /履2)ε;伸び(%) R:絞り(%) *引張り特性評価には、固溶化処理(ioso℃×30
分加熱後油冷)および時効処理(750℃×4時間加熱
後空冷)を施した。
次に、前記開発材における各合金元素の添加m限定理由
について説明する。
について説明する。
(1)Cについて(0,01≦C≦0.15wt%):
Cは、Cr、 Nb、 Taと結合して炭化物を形成し
、材料の高温強度を向上させる元素である。この効果を
得るには、少くとも0.01wt%を添加すべきである
が、多聞に添加すると高温における強度、靭性が低下す
るため、0.15wt%以下にするのが好ましい。
Cは、Cr、 Nb、 Taと結合して炭化物を形成し
、材料の高温強度を向上させる元素である。この効果を
得るには、少くとも0.01wt%を添加すべきである
が、多聞に添加すると高温における強度、靭性が低下す
るため、0.15wt%以下にするのが好ましい。
(2) Siについて(S+≦2.0wt%):Siは
、脱酸用元素として必要であるが、添加し過ぎると、強
度、靭性が低下するだけでなく、弁材料に要求される耐
PbOアタック性も低下するため、2.0wt%以下に
するのが好ましい。
、脱酸用元素として必要であるが、添加し過ぎると、強
度、靭性が低下するだけでなく、弁材料に要求される耐
PbOアタック性も低下するため、2.0wt%以下に
するのが好ましい。
(3)Mnについて(Hn≦2. swt%):Hnは
、Siと同じく脱酸用元素として添加されるが、多聞に
添加すると、高温における耐酸化性、強度が低下するた
め、2.5Wt以下にするのが好ましい。
、Siと同じく脱酸用元素として添加されるが、多聞に
添加すると、高温における耐酸化性、強度が低下するた
め、2.5Wt以下にするのが好ましい。
(4)Crについて(15≦Cr≦25W[%):Cr
は、高温における耐酸化性、耐食性を維持するための必
須元素である。その特性を付与するために15W【%以
上添加する必要があるが、多量に添加すると、オーステ
プイト相が不寞定となり、σ相、α′相などの脆化相が
析出し、高温における強度、靭性が低下するため25W
1%以下にするのが好ましい。
は、高温における耐酸化性、耐食性を維持するための必
須元素である。その特性を付与するために15W【%以
上添加する必要があるが、多量に添加すると、オーステ
プイト相が不寞定となり、σ相、α′相などの脆化相が
析出し、高温における強度、靭性が低下するため25W
1%以下にするのが好ましい。
(5)No 、 Wについて(05≦Mo+1/2W≦
50W[%): HOlWは、オーステナイト相に固溶して材料の高温強
度を向上させる元素であり、またWの原子量がMOの約
二倍であるため、その効果は約172である。そして、
斯かる効果を得るためには、少なくとも0.5wt%添
加しなければならず、添加し過ぎると、材料の熱間加工
性が低下するだけでなく、Crど同様に脆化相を析出さ
せるため、5.0wt%以下にするのが好ましい。なお
、本発明ではNo、 Wのいずれか一方が有効G以下で
ある場合も含まれる。
50W[%): HOlWは、オーステナイト相に固溶して材料の高温強
度を向上させる元素であり、またWの原子量がMOの約
二倍であるため、その効果は約172である。そして、
斯かる効果を得るためには、少なくとも0.5wt%添
加しなければならず、添加し過ぎると、材料の熱間加工
性が低下するだけでなく、Crど同様に脆化相を析出さ
せるため、5.0wt%以下にするのが好ましい。なお
、本発明ではNo、 Wのいずれか一方が有効G以下で
ある場合も含まれる。
(6)Nb +Taにライて(0,3≦Nb+ Ta≦
3.0vit%):NbJ3よびTaは、炭化物(Nb
C,TaC) 、7’ 相(N13(八1.Ti、Nb
、Ta)lを形成して高温強度を向上させる元素である
。その効果を得るには、0.3wt%以上添加しなけれ
ばならないが、多用に添加すると、δ相(Ni3(Nb
、 Ta))が析出し、高温における強度、靭性が低下
する上、耐酸化性が低下するため、30W【%以下にす
るのが好ましい。なお、本発明ではNbおよび丁aのい
ずれか一方が有効?以下である場合し含まれる。
3.0vit%):NbJ3よびTaは、炭化物(Nb
C,TaC) 、7’ 相(N13(八1.Ti、Nb
、Ta)lを形成して高温強度を向上させる元素である
。その効果を得るには、0.3wt%以上添加しなけれ
ばならないが、多用に添加すると、δ相(Ni3(Nb
、 Ta))が析出し、高温における強度、靭性が低下
する上、耐酸化性が低下するため、30W【%以下にす
るのが好ましい。なお、本発明ではNbおよび丁aのい
ずれか一方が有効?以下である場合し含まれる。
(7)Tiについて(15≦Ti≦3.5wt%):1
1は、N1と結合して高温強度の維持に必要なγ′相を
形成する重要な元素である。その添加量が少ないと、γ
′相の析出Bが不足して十分な強度が得られない。しか
しながら、多急に添加すると、熱間加工性が低下するば
かりでなく、η相(Ni3 Ti)が析出して強度、靭
性が低下することから、15〜3.5wt%にするのが
好ましい。
1は、N1と結合して高温強度の維持に必要なγ′相を
形成する重要な元素である。その添加量が少ないと、γ
′相の析出Bが不足して十分な強度が得られない。しか
しながら、多急に添加すると、熱間加工性が低下するば
かりでなく、η相(Ni3 Ti)が析出して強度、靭
性が低下することから、15〜3.5wt%にするのが
好ましい。
(8)^1について(0,5≦Al≦2.5wt%);
Alは、Tiと同じ<Niと結合してγ′相を形成し、
高温強度を向上させる元素である。添加量が少ないと、
γ′相の析出量が不足するばかりでなく、γ′相自体が
不安定になり、η相が析出して強度低下を招くため、o
、 5wt%以上必要である。しかしながら、添加ωが
多いと、熱間加工性が低下1ノ、弁の成形が不可能にな
るため、2.5wt%以下にするのが好ましい。
Alは、Tiと同じ<Niと結合してγ′相を形成し、
高温強度を向上させる元素である。添加量が少ないと、
γ′相の析出量が不足するばかりでなく、γ′相自体が
不安定になり、η相が析出して強度低下を招くため、o
、 5wt%以上必要である。しかしながら、添加ωが
多いと、熱間加工性が低下1ノ、弁の成形が不可能にな
るため、2.5wt%以下にするのが好ましい。
(9)Bについて< o、oo1≦B≦0.02wt%
):Bは、結晶粒界に偏析してクリープ強度を高めると
とらに少ルの添加で材料の熱間加工性を改善する作用を
有している。その効果を得るには、0、001wt%以
上添加する必要があるが、多過ぎると逆に熱間加工性を
低下させるため、0.02wt%以下にするのが好まし
い。
):Bは、結晶粒界に偏析してクリープ強度を高めると
とらに少ルの添加で材料の熱間加工性を改善する作用を
有している。その効果を得るには、0、001wt%以
上添加する必要があるが、多過ぎると逆に熱間加工性を
低下させるため、0.02wt%以下にするのが好まし
い。
(10)Feについて(Fc55wt%):Feは、本
発明におりる弁合金の高温強度改善の点からは積極的に
添加する元素ではなく、各合金元素を鉄合金の形態で添
加する必要上、および材料配合時(溶解時)のリターン
材中の成分として合金材中に含まれることになるが、多
回に混入すると、高温強度、耐酸化性が低下するため、
5wt%以下にするのが好ましい。
発明におりる弁合金の高温強度改善の点からは積極的に
添加する元素ではなく、各合金元素を鉄合金の形態で添
加する必要上、および材料配合時(溶解時)のリターン
材中の成分として合金材中に含まれることになるが、多
回に混入すると、高温強度、耐酸化性が低下するため、
5wt%以下にするのが好ましい。
なお、Hg、Ca、希土類元素のうち一種以上を0.0
01〜0.03wt%の範囲で前記組成材料に添加すれ
ば、熱間加工性が改善される。
01〜0.03wt%の範囲で前記組成材料に添加すれ
ば、熱間加工性が改善される。
(11)Ni (残部)について:
N1は、安定したオーステティ1〜相を形成して合金の
耐食性および耐熱性向上に寄与する元素であるため、残
部とした。また、Niは、八I、 Ti、 Nb。
耐食性および耐熱性向上に寄与する元素であるため、残
部とした。また、Niは、八I、 Ti、 Nb。
Taとの間で金属間化合物を作り、これがγ′相(Ni
3 (^l、 Ti、 Nb(Ta))として析出す
るが、そのけを、最終製品において250〜40.0体
積%にするのが好ましい。その理由は、25.0体積%
未満では、材料の高温強度が低下し、40.0体積%を
上回る様なAI、 Ti、 Nb、 Taの添加量にお
いては、熱間鍛造性が悪化し、弁の成形が著しく困難に
なるからである。
3 (^l、 Ti、 Nb(Ta))として析出す
るが、そのけを、最終製品において250〜40.0体
積%にするのが好ましい。その理由は、25.0体積%
未満では、材料の高温強度が低下し、40.0体積%を
上回る様なAI、 Ti、 Nb、 Taの添加量にお
いては、熱間鍛造性が悪化し、弁の成形が著しく困難に
なるからである。
なお、Niの一部をCOて・回模しても本発明の目的を
達成する侵れた特性が17られる。
達成する侵れた特性が17られる。
斯かる組成範囲の高強度材料を用いる場合、第1図に示
す製造工程では、押成形加工が困難であるため、例えば
第2図図示の製造工程で押成形加工を行なうのが好まし
い。
す製造工程では、押成形加工が困難であるため、例えば
第2図図示の製造工程で押成形加工を行なうのが好まし
い。
すなわち、その径(do )が、8≦d、≦21#lI
I+であって、圧延加工後、溶体化処理を行って、更に
引抜き加工を行い、矯正を行って得た弁頭用素材(開発
された高強度材)1と、弁軸用素材2を用意し、弁頭用
素材1のみを高周波誘導加熱により1100〜1200
℃に加熱しく第エエ稈)、これを押出し鍛造加工によっ
て予備成形品3になしく第■工程)、次いで型鍛造加工
を施して弁頭および弁軸の一部を含む半製品4をI7.
(第1工程)、該半製品4と弁軸用素材2を摩擦溶接
にて一体に接合処I11り、軸端焼入れを行って製品を
得る。
I+であって、圧延加工後、溶体化処理を行って、更に
引抜き加工を行い、矯正を行って得た弁頭用素材(開発
された高強度材)1と、弁軸用素材2を用意し、弁頭用
素材1のみを高周波誘導加熱により1100〜1200
℃に加熱しく第エエ稈)、これを押出し鍛造加工によっ
て予備成形品3になしく第■工程)、次いで型鍛造加工
を施して弁頭および弁軸の一部を含む半製品4をI7.
(第1工程)、該半製品4と弁軸用素材2を摩擦溶接
にて一体に接合処I11り、軸端焼入れを行って製品を
得る。
第■工程で形成する予備成形品3の細径部の径(d)と
弁頭用素材1の径(do )との関係は、これを2≦d
o/d≦3とする。その理由は、do/d<2では、素
材径(do )に比して弁軸部(細径部)の径(d)が
大きく、弁頭径を確保できないからであり、do/d>
3では、素材径(do )に比して弁軸部の径(d)が
小さく、押出し比が大き過ぎて予備成形ダイの割れ、パ
ンチ(ラム)の過摩耗を惹起し、加工が非常に困難とな
るからである。
弁頭用素材1の径(do )との関係は、これを2≦d
o/d≦3とする。その理由は、do/d<2では、素
材径(do )に比して弁軸部(細径部)の径(d)が
大きく、弁頭径を確保できないからであり、do/d>
3では、素材径(do )に比して弁軸部の径(d)が
小さく、押出し比が大き過ぎて予備成形ダイの割れ、パ
ンチ(ラム)の過摩耗を惹起し、加工が非常に困難とな
るからである。
また、第I工程で形成する半製品4の弁頭径(D)と弁
軸径(d)との関係は、これを5≦D/d≦7、好まし
くは5.5≦D/d≦6.5とする。その理由は、D/
d <5では、弁頭径(D)に比して弁軸径(d)が大
ぎく、従来のNi基合金でも所望の強度が19られ、敢
えて高強度材を必要とせず、従来方法と同様に鋸込みW
t’fla加工によれば良いからであり、D/d>7で
は、弁頭径(D)に比して弁軸径(d)が小さく、弁軸
部の必要な剛性を確保し得ないのみならず、金型ないし
パンチの過摩耗が発生して加工が非常に困舅となるから
である。
軸径(d)との関係は、これを5≦D/d≦7、好まし
くは5.5≦D/d≦6.5とする。その理由は、D/
d <5では、弁頭径(D)に比して弁軸径(d)が大
ぎく、従来のNi基合金でも所望の強度が19られ、敢
えて高強度材を必要とせず、従来方法と同様に鋸込みW
t’fla加工によれば良いからであり、D/d>7で
は、弁頭径(D)に比して弁軸径(d)が小さく、弁軸
部の必要な剛性を確保し得ないのみならず、金型ないし
パンチの過摩耗が発生して加工が非常に困舅となるから
である。
さらにまた、第■工程において、鍛造加工温度を110
0〜1200℃にした理由は、1100℃未満では、第
I工程に到るまでの成形品の温度降下が約50℃であっ
て、月利の熱間加工性(高温での延性)が低下し、熱間
変形抵抗が増大して金型の割れ、かじり、パンチの破損
、摩耗、および成形品の割れ等が発生するからであり、
1200℃を超えると、成形品材料の結晶粒が粗大化す
るとともにその延+!1が低下して鍛造加工性が極端l
、:悪化するからである。
0〜1200℃にした理由は、1100℃未満では、第
I工程に到るまでの成形品の温度降下が約50℃であっ
て、月利の熱間加工性(高温での延性)が低下し、熱間
変形抵抗が増大して金型の割れ、かじり、パンチの破損
、摩耗、および成形品の割れ等が発生するからであり、
1200℃を超えると、成形品材料の結晶粒が粗大化す
るとともにその延+!1が低下して鍛造加工性が極端l
、:悪化するからである。
よ−施一久
弁頭用素材1として開発された酪記高強度祠を用イ、弁
’It II索材2として、JTS G 4311ノS
Ul+11.5U113.5UII 173 ci ヒ
JTs G 4403(7) 5KII9 ヲ用いて、
第2図図示の工程で、d 6 = 13.5mm.d=
5mar.D=30m/、do/d=2.7、D/d=
6として製品5を19だ。
’It II索材2として、JTS G 4311ノS
Ul+11.5U113.5UII 173 ci ヒ
JTs G 4403(7) 5KII9 ヲ用いて、
第2図図示の工程で、d 6 = 13.5mm.d=
5mar.D=30m/、do/d=2.7、D/d=
6として製品5を19だ。
第1V工程後には、溶体化処理(1050℃)、時効処
理(750℃×4時間)を施した。その結果、製品5(
第■工程後)における弁頭側部分の硬さは、HRC=3
5、弁@端側部分の硬さは、1IRc=24であった。
理(750℃×4時間)を施した。その結果、製品5(
第■工程後)における弁頭側部分の硬さは、HRC=3
5、弁@端側部分の硬さは、1IRc=24であった。
次いで、焼付き、摩耗対策として、弁軸部に軟窒化処理
(580℃×25分)を施した。その窒化層深さは2〜
3μmであり、弁軸部、弁頭部共に、硬さは、Hv (
0,1) = 700であった。その後、弁軸端面に高
周波焼入れ処理を施し、硬さHRC=60を得た。
(580℃×25分)を施した。その窒化層深さは2〜
3μmであり、弁軸部、弁頭部共に、硬さは、Hv (
0,1) = 700であった。その後、弁軸端面に高
周波焼入れ処理を施し、硬さHRC=60を得た。
斯くして得た排気弁を機関に組込み、従来の朗気弁(d
=6.5〜7馴)による通常の回転数に比して500回
転以上上回る回転数で最大正味出力下の運転を行った結
果、排気弁の耐久性が十分であることが確認された。
=6.5〜7馴)による通常の回転数に比して500回
転以上上回る回転数で最大正味出力下の運転を行った結
果、排気弁の耐久性が十分であることが確認された。
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以上の説明から明らかな様に1、高温強度が大きな弁素
材を、2≦do/d≦3.5≦D/d≦7(但し、dは
弁軸径、Dは弁頭径、d、は弁素材径である)なる方案
で鍛造成形して得ることを特徴とする内燃1111用高
強度弁の製造方法が提案の小さな弁を材質的欠陥なく容
易に17ることができ、該弁軸径の細径化された軽岳弁
を用いて機関の高速化に効果的に対処することができる
。
材を、2≦do/d≦3.5≦D/d≦7(但し、dは
弁軸径、Dは弁頭径、d、は弁素材径である)なる方案
で鍛造成形して得ることを特徴とする内燃1111用高
強度弁の製造方法が提案の小さな弁を材質的欠陥なく容
易に17ることができ、該弁軸径の細径化された軽岳弁
を用いて機関の高速化に効果的に対処することができる
。
第1図は公知に係る弁製造工程を示す模式図、第2図は
本発明に係る弁製造工程の一例を示す模式図、第3図は
開発された高強度材(表1に示した合金1−1)を用い
た高温高速引張り試験による引張り強さくU、T、S
/(g’f /mm2) fcヲ示T り”77、第4
図は同じく断面減少率(R%)を示すグラフである。 1・・・弁頭用素材、2・・・弁軸用系材、3・・・予
備成形品、4・・・半製品、5・・・製品。
本発明に係る弁製造工程の一例を示す模式図、第3図は
開発された高強度材(表1に示した合金1−1)を用い
た高温高速引張り試験による引張り強さくU、T、S
/(g’f /mm2) fcヲ示T り”77、第4
図は同じく断面減少率(R%)を示すグラフである。 1・・・弁頭用素材、2・・・弁軸用系材、3・・・予
備成形品、4・・・半製品、5・・・製品。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)高温強度が大なる弁素材を、 2≦d_0/d≦3、5≦D/d≦7 (但し、dは弁軸径、Dは弁頭径、d_0は弁素材径で
ある。) なる方案で鍛造成形して得ることを特徴とする内燃機関
用高強度弁の製造方法。 (2)鍛造成形温度が1100〜1200℃であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載された内燃機
関用高強度弁の製造方法。 (3)高温強度が大なる弁素材がNi基合金で形成され
、合金元素であるAl、Ti、Nb、Taと、Niとの
金属間化合物析出量が、最終製品において25.0〜4
0.0体積%であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項に記載された内燃機関用高強度弁の製
造方法。 (4)前記弁素材が、 0.01≦C≦0.15wt%、Si≦2.0wt%M
n≦2.5wt%、15≦Cr≦25wt%、0.5≦
Mo+1/2W≦5.0wt%、 0.3≦Nb+Ta≦3.0wt%、 1.5≦Ti≦3.5wt%、0.5≦Al≦2.5w
t%、0.001≦B≦0.02wt%、Fe≦5wt
%、残部=Ni(一部Coで置換可能)+不可避不純物
なる組成材で形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項、または特許請求の範囲第2項に記載され
た内燃機関用高強度弁の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4270185A JPS61202743A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 内燃機関用高強度弁の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4270185A JPS61202743A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 内燃機関用高強度弁の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61202743A true JPS61202743A (ja) | 1986-09-08 |
Family
ID=12643355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4270185A Pending JPS61202743A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 内燃機関用高強度弁の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61202743A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6759795B2 (en) | 2002-02-27 | 2004-07-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
-
1985
- 1985-03-06 JP JP4270185A patent/JPS61202743A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6759795B2 (en) | 2002-02-27 | 2004-07-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
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