JPS61270335A - 内燃機関用肉盛バルブ - Google Patents
内燃機関用肉盛バルブInfo
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- JPS61270335A JPS61270335A JP60112671A JP11267185A JPS61270335A JP S61270335 A JPS61270335 A JP S61270335A JP 60112671 A JP60112671 A JP 60112671A JP 11267185 A JP11267185 A JP 11267185A JP S61270335 A JPS61270335 A JP S61270335A
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3046—Co as the principal constituent
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
- F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
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- Y10T29/49314—Poppet or I.C. engine valve or valve seat making with assembly or composite article making
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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〕
本発明は自動車等に好適な内燃機関用肉盛バルブに関す
る。
る。
自動車用エンジンに用いられているインテークパルプ、
エキゾーストバルブ等のエンジンバルブは、燃焼室にお
ける吸気あるいは排気をつかさどる弁であり、かさ部と
軸部からなる。このエンジンバルブのかさ部は燃焼室内
に設けられ、シリンダヘッドに圧入されたバルブシート
とバルブフェース面で密着、離反を繰り返す。即ち、バ
ルブフェース部は燃焼室内において７００℃〜８００℃
の高温に曝されると共に、バルブシートと衝突を繰り返
すため、耐熱性、耐食性、耐摩耗性が要求される。
エキゾーストバルブ等のエンジンバルブは、燃焼室にお
ける吸気あるいは排気をつかさどる弁であり、かさ部と
軸部からなる。このエンジンバルブのかさ部は燃焼室内
に設けられ、シリンダヘッドに圧入されたバルブシート
とバルブフェース面で密着、離反を繰り返す。即ち、バ
ルブフェース部は燃焼室内において７００℃〜８００℃
の高温に曝されると共に、バルブシートと衝突を繰り返
すため、耐熱性、耐食性、耐摩耗性が要求される。
従来、エンジンバルブのバルブフェース部に上記耐熱性
等の緒特性を具備させる方法の一つとして、バルブフェ
ース面に耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優れた材料、例え
ばコバルト系超合金やニッケル系超合金等を肉盛する方
法が採用されている。
等の緒特性を具備させる方法の一つとして、バルブフェ
ース面に耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優れた材料、例え
ばコバルト系超合金やニッケル系超合金等を肉盛する方
法が採用されている。
このバルブフェース部の肉盛は、現在はアセチレンガス
を用いたガス肉盛が主流となっており、他にＴＩＧ溶接
電源を使用するものやプラズマ電源を使用する方法があ
る。
を用いたガス肉盛が主流となっており、他にＴＩＧ溶接
電源を使用するものやプラズマ電源を使用する方法があ
る。
ところで、従来のエンジンバルブは、バルブフェース部
の肉盛厚さが１１ｍ以上とされていた。この理由は、ア
セチレンガス肉盛やＴＩＧ肉盛では肉盛厚さを薄くコン
トロールすることが技術的に困難なこと、並びにアセチ
レンガス肉盛やＴＩＧ肉盛では肉盛する前に母材を予熱
する必要があり、この予熱により母材の一部が溶融して
鉄が肉盛層に混入して肉盛材料を希釈化し、肉盛層の劣
化を促進するため、健全な肉盛部を一定量以上確保する
ためには少なくとも１鶴以上とする必要があったからで
ある。このように肉盛層力乏厚い上に、肉盛材料が８０
００〜１００００円／ ｋｇと極めて高価であるために
、バルブ費用に占める肉盛材料費の割合が３０％〜４０
％に達していた。
の肉盛厚さが１１ｍ以上とされていた。この理由は、ア
セチレンガス肉盛やＴＩＧ肉盛では肉盛厚さを薄くコン
トロールすることが技術的に困難なこと、並びにアセチ
レンガス肉盛やＴＩＧ肉盛では肉盛する前に母材を予熱
する必要があり、この予熱により母材の一部が溶融して
鉄が肉盛層に混入して肉盛材料を希釈化し、肉盛層の劣
化を促進するため、健全な肉盛部を一定量以上確保する
ためには少なくとも１鶴以上とする必要があったからで
ある。このように肉盛層力乏厚い上に、肉盛材料が８０
００〜１００００円／ ｋｇと極めて高価であるために
、バルブ費用に占める肉盛材料費の割合が３０％〜４０
％に達していた。
そこで、バルブ費用を低減するために、肉盛厚さを薄く
することが考えられるが、従来のアセチレンガス肉盛や
ＴＩＧ肉盛では、肉盛時にバルブフェース部全体に焼き
が入り脆くなるため、焼戻をすることが必要となる。従
って、単に厚さを減らすだけでは変形に対する抵抗が弱
くなる。このため、バルブフェース部での面圧が高くな
る高性能、高出力エンジンにおいては、バルブ自体の変
形量が大きくなり、使用できないという問題があった。
することが考えられるが、従来のアセチレンガス肉盛や
ＴＩＧ肉盛では、肉盛時にバルブフェース部全体に焼き
が入り脆くなるため、焼戻をすることが必要となる。従
って、単に厚さを減らすだけでは変形に対する抵抗が弱
くなる。このため、バルブフェース部での面圧が高くな
る高性能、高出力エンジンにおいては、バルブ自体の変
形量が大きくなり、使用できないという問題があった。
そこで、バルブフェース部の変形抵抗を小さくすること
なく、バルブフェース部の肉盛厚さを薄くする工夫が望
まれていた。
なく、バルブフェース部の肉盛厚さを薄くする工夫が望
まれていた。
上記問題は、次に述べる本発明の内燃機関用肉盛バルブ
によって解決される。
によって解決される。
即ち、本発明の内燃機関用肉盛バルブは、バルブフェー
ス部に、耐熱性、耐摩耗性に優れた肉盛層を有する内燃
機関用肉盛バルブであって、前記肉盛層は厚さが０．１
ｍｍ〜０．５ｆｌとされ、この肉盛層の内側には厚さ
Ｏ，０５ｍ〜２． Ｏｎの焼入層が形成されていること
を特徴としている。
ス部に、耐熱性、耐摩耗性に優れた肉盛層を有する内燃
機関用肉盛バルブであって、前記肉盛層は厚さが０．１
ｍｍ〜０．５ｆｌとされ、この肉盛層の内側には厚さ
Ｏ，０５ｍ〜２． Ｏｎの焼入層が形成されていること
を特徴としている。
本発明において、肉盛材料としてはコバルト系超合金や
ニッケル系超合金等を用いることができる。このコバル
ト系超合金はステライトを基にして発展した公知の合金
であり、主としてモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（
Ｗ）の添加による固溶強化とクロム（Ｃｒ）炭化物の分
散強化に依存している。コバルト系超合金としては、例
えば、（ａ） 重量％（以下、単位はすべて重量％で
ある）で、Ｃ１，５％、Ｓｉ：１．１％、Ｎｉ：１．５
％、Ｃｒ：３０．０％、Ｍｏ：０．６％、Ｗ？４〜１２
．０％、Ｆ ｅ ＜ １．５％および残部Ｃ０１（ｂｌ
ｃ：０．２５％、Ｓｉ：１．１％、Ｎｉ：２２．０％、
Ｃｒ：２６．０％、Ｂ：０．２％、Ｆｅ＜１．５％およ
び残部ＣＯ等を用いることができる。
ニッケル系超合金等を用いることができる。このコバル
ト系超合金はステライトを基にして発展した公知の合金
であり、主としてモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（
Ｗ）の添加による固溶強化とクロム（Ｃｒ）炭化物の分
散強化に依存している。コバルト系超合金としては、例
えば、（ａ） 重量％（以下、単位はすべて重量％で
ある）で、Ｃ１，５％、Ｓｉ：１．１％、Ｎｉ：１．５
％、Ｃｒ：３０．０％、Ｍｏ：０．６％、Ｗ？４〜１２
．０％、Ｆ ｅ ＜ １．５％および残部Ｃ０１（ｂｌ
ｃ：０．２５％、Ｓｉ：１．１％、Ｎｉ：２２．０％、
Ｃｒ：２６．０％、Ｂ：０．２％、Ｆｅ＜１．５％およ
び残部ＣＯ等を用いることができる。
また、ニッケル系超合金は２０％前後のクロム（Ｃｒ）
を含有し、更に高温強度の面でアルミニウム（Ａ７り、
チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）が添加された析出強化
型合金である。ニッケル系超合金としては、例えば、（
ａｌ 重量％（以下、単位はすべて重量％である）で
、Ｃｏ ＜ １．５％、Ｃｒ：１４〜２３％、Ｍｏ：５
〜１６％、Ｗ＜４．０％、ｐｅ＜５．Ｑ％、３ｉ＜Ｑ、
３％、Ｍｎ＜１．０％、Ｃ：０．０５〜０．１％、Ｃａ
：０．１〜２．０％および残部Ｎ ｉ 、（ｂ） Ｃ
ｏ ＜ ５．Ｑ％、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ；３〜６
％、Ｆ ｅ ＜ ４．０％、Ｓｉ＜１．０％、Ｍ ｎ
＜ １．０％、Ｃ：０．０５〜０．１％、Ｃａ：０．１
〜２．０％、Ａ ６ ＜ １．Ｑ％および残部Ｎｉ等を
用いることができる。
を含有し、更に高温強度の面でアルミニウム（Ａ７り、
チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）が添加された析出強化
型合金である。ニッケル系超合金としては、例えば、（
ａｌ 重量％（以下、単位はすべて重量％である）で
、Ｃｏ ＜ １．５％、Ｃｒ：１４〜２３％、Ｍｏ：５
〜１６％、Ｗ＜４．０％、ｐｅ＜５．Ｑ％、３ｉ＜Ｑ、
３％、Ｍｎ＜１．０％、Ｃ：０．０５〜０．１％、Ｃａ
：０．１〜２．０％および残部Ｎ ｉ 、（ｂ） Ｃ
ｏ ＜ ５．Ｑ％、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ；３〜６
％、Ｆ ｅ ＜ ４．０％、Ｓｉ＜１．０％、Ｍ ｎ
＜ １．０％、Ｃ：０．０５〜０．１％、Ｃａ：０．１
〜２．０％、Ａ ６ ＜ １．Ｑ％および残部Ｎｉ等を
用いることができる。
本発明の内燃機関用肉盛バルブは、肉盛層の内側に０．
０５ｍ〜２．０ｍｍの焼入層を有する。この焼入層はビ
ッカース硬さくＨｖ）が５００〜６００のマルテンサイ
トであり、肉盛層のバンクアップとして機能する。この
焼入層の厚さを０．０５ ｆ１以上としたのは、０．０
５ｆ１以上ないと十分な変形抵抗を示さないからであり
、また上限を２． Ｏｔａｒとしたのは、２．０ｆｌを
越えるとバルブ自体の靭性を損ない、割れや欠は等の不
具合を生じることがあり、更に焼入れ時にバルブが反る
等の不具合を生じることがあるからである。
０５ｍ〜２．０ｍｍの焼入層を有する。この焼入層はビ
ッカース硬さくＨｖ）が５００〜６００のマルテンサイ
トであり、肉盛層のバンクアップとして機能する。この
焼入層の厚さを０．０５ ｆ１以上としたのは、０．０
５ｆ１以上ないと十分な変形抵抗を示さないからであり
、また上限を２． Ｏｔａｒとしたのは、２．０ｆｌを
越えるとバルブ自体の靭性を損ない、割れや欠は等の不
具合を生じることがあり、更に焼入れ時にバルブが反る
等の不具合を生じることがあるからである。
この焼入層のバックアンプにより、肉盛層の厚さを従来
の１／２〜１／１０にすることが可能となった。即ち、
従来は肉盛層の厚さが１１ｎ以上であったものが、本発
明では０．１ｎ〜０．５ ｖａに減少させることができ
る。
の１／２〜１／１０にすることが可能となった。即ち、
従来は肉盛層の厚さが１１ｎ以上であったものが、本発
明では０．１ｎ〜０．５ ｖａに減少させることができ
る。
また、高密度エネルギ源としては、レーザの他、プラズ
マ等を用いることができる。
マ等を用いることができる。
本発明の内燃機関用肉盛バルブによれば、肉盛層の裏側
に０．０５ｎ〜２．０ｆｌの焼入層を形成したため、肉
盛層の厚さを従来の１／２〜１／１０としても従来と同
程度の変形抵抗をうろことができる。従って、本発明に
よれば、肉盛層を薄くした分だけ肉盛材料費用の低減を
図ることができる。
に０．０５ｎ〜２．０ｆｌの焼入層を形成したため、肉
盛層の厚さを従来の１／２〜１／１０としても従来と同
程度の変形抵抗をうろことができる。従って、本発明に
よれば、肉盛層を薄くした分だけ肉盛材料費用の低減を
図ることができる。
また、焼入層は十分薄いために、焼入層を形成したこと
による変形は小さく、このため焼入れのままでバルブと
して使用することができる。
による変形は小さく、このため焼入れのままでバルブと
して使用することができる。
次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。
ここで、第１図は本発明の実施例に係る内燃機関用肉盛
バルブの肉盛部の概要を示す部分断面図、第２図は本発
明の実施例に係る内燃機関用肉盛バルブの製造方法の一
工程を示す概略構成図、第３図は周速度とレーザ出力の
関係から肉盛バルブの焼入層形成条件を示すグラフ、第
４図〜第６図は焼入層形成条件を変えて得られた各肉盛
バルブの断面の金属組織を示す写真（Ｘ１２）、第７図
は肉盛バルブのかさ部を示す一部破断斜視図、第８図は
最大焼入層の厚さとエネルギ密度の関係を示すグラフ、
第９図は肉盛バルブの変形量を調べる試験の概要を示す
概略構成図、第１０図は最大焼入層の厚さを一定とした
ときの荷重と変形量の関係を示すグラフ、第１１図は荷
重を一定にした場合の変形量と最大焼入層の厚さの関係
を示すグラフ、第１２図は肉盛バルブの反りを示す肉盛
バルブの正面図、第１３図は肉盛バルブの反り量と最大
焼入層の厚さの関係を示すグラフである。
バルブの肉盛部の概要を示す部分断面図、第２図は本発
明の実施例に係る内燃機関用肉盛バルブの製造方法の一
工程を示す概略構成図、第３図は周速度とレーザ出力の
関係から肉盛バルブの焼入層形成条件を示すグラフ、第
４図〜第６図は焼入層形成条件を変えて得られた各肉盛
バルブの断面の金属組織を示す写真（Ｘ１２）、第７図
は肉盛バルブのかさ部を示す一部破断斜視図、第８図は
最大焼入層の厚さとエネルギ密度の関係を示すグラフ、
第９図は肉盛バルブの変形量を調べる試験の概要を示す
概略構成図、第１０図は最大焼入層の厚さを一定とした
ときの荷重と変形量の関係を示すグラフ、第１１図は荷
重を一定にした場合の変形量と最大焼入層の厚さの関係
を示すグラフ、第１２図は肉盛バルブの反りを示す肉盛
バルブの正面図、第１３図は肉盛バルブの反り量と最大
焼入層の厚さの関係を示すグラフである。
全長９４０、かさ部径２８鶴、軸部径６鶴の耐熱鋼（Ｓ
ＵＨ３Ｂ）からなるインテークバルブ１を準備した。こ
のインテークバルブ１は、第２図に示すように、軸部１
ａとかさ部１ｂからなり、かさ部１ｂのバルブフェース
部２には肉盛を行うために凹部が形成されている。この
インテークバルブ１を上方のバルブフェース部２が水平
になるまで傾け、軸部１ａの先端を軸の周りに回転自在
に保持する。そして、上方のバルブフェース部２の直上
に肉盛合金粉末３を供給する肉盛合金供給装置４を設置
する。また、図示しないが、上方のバルブフェース部２
に向けてシールドガスがシールドガス供給装置から供給
される。更に、上方のバルブフェース部２には、図示し
７ないレーザ装置からレーザ光５が照射される。
ＵＨ３Ｂ）からなるインテークバルブ１を準備した。こ
のインテークバルブ１は、第２図に示すように、軸部１
ａとかさ部１ｂからなり、かさ部１ｂのバルブフェース
部２には肉盛を行うために凹部が形成されている。この
インテークバルブ１を上方のバルブフェース部２が水平
になるまで傾け、軸部１ａの先端を軸の周りに回転自在
に保持する。そして、上方のバルブフェース部２の直上
に肉盛合金粉末３を供給する肉盛合金供給装置４を設置
する。また、図示しないが、上方のバルブフェース部２
に向けてシールドガスがシールドガス供給装置から供給
される。更に、上方のバルブフェース部２には、図示し
７ないレーザ装置からレーザ光５が照射される。
なお、肉盛合金粉末３は、Ｃ：１．０％、Ｓｉ：１．２
％、Ｎ ｉ ＜ ３． Ｑ％、Ｃｒ：２８．０％、Ｗ：
４％、Ｆ ｅ ＜ ３．０％および残部Ｃｏからなるス
テライト患６を用いた。
％、Ｎ ｉ ＜ ３． Ｑ％、Ｃｒ：２８．０％、Ｗ：
４％、Ｆ ｅ ＜ ３．０％および残部Ｃｏからなるス
テライト患６を用いた。
次に、肉盛方法を説明する。
肉盛合金供給装置４から肉盛合金粉末３をバルブフェー
ス部２の凹部に供給しつつ、インテークバルブ１を所定
の周速度で回転した。同時に、図示しないシールドガス
供給装置からシールドガスとして窒素ガスを供給し、レ
ーザ光５を照射した。
ス部２の凹部に供給しつつ、インテークバルブ１を所定
の周速度で回転した。同時に、図示しないシールドガス
供給装置からシールドガスとして窒素ガスを供給し、レ
ーザ光５を照射した。
このとき、レーザ光５のビーム形状は４．８ Ｘ ２．
３（鳳ｌ）の矩形とした。
３（鳳ｌ）の矩形とした。
この肉盛方法において、インテークバルブ１を回転させ
る周速度を２ ｗ／ｓｅｃ〜１６ ｍ／ｓｅｃの間で種
々変えると共に、レーザ出力も０．２ＫＷ〜３゜０ＫＷ
Ｏ間で種々変化させた。この結果、第３図に示すような
結果が得られた。第３図において、○は０． Ｉ ｎｉ
〜２．０ｍｍの焼入層が形成されたものであり、・は肉
盛層の内側が溶は落ちたもの、は焼きが過剰となって焼
戻されたもの、△は熱量が不足して焼入層が形成されな
かったもの、×は熱量が大幅に不足して肉盛ができなか
ったものを示す。従って、第３図において、ハツチング
で囲んだ部分が望ましい焼入層形成条件範囲を示す。
る周速度を２ ｗ／ｓｅｃ〜１６ ｍ／ｓｅｃの間で種
々変えると共に、レーザ出力も０．２ＫＷ〜３゜０ＫＷ
Ｏ間で種々変化させた。この結果、第３図に示すような
結果が得られた。第３図において、○は０． Ｉ ｎｉ
〜２．０ｍｍの焼入層が形成されたものであり、・は肉
盛層の内側が溶は落ちたもの、は焼きが過剰となって焼
戻されたもの、△は熱量が不足して焼入層が形成されな
かったもの、×は熱量が大幅に不足して肉盛ができなか
ったものを示す。従って、第３図において、ハツチング
で囲んだ部分が望ましい焼入層形成条件範囲を示す。
第３図において、Ａ、Ｂ、Ｃで示す条件で得られた各肉
盛バルブの金属組織写真（ｘ １２）を第４図〜第６図
に示す。なお、この第４図〜第６図は、第７図に示す肉
盛バルブを矢印の方向から見たものである。第４図〜第
６図から明らかなように、条件Ａ（周速度６寵／ｓｅｃ
、レーザ出力ｉ、。
盛バルブの金属組織写真（ｘ １２）を第４図〜第６図
に示す。なお、この第４図〜第６図は、第７図に示す肉
盛バルブを矢印の方向から見たものである。第４図〜第
６図から明らかなように、条件Ａ（周速度６寵／ｓｅｃ
、レーザ出力ｉ、。
ＫＷ）の場合には、最大焼入層の厚さは０．０７ｍであ
り、肉盛層の厚さは０．２鴎とすることができた。同様
に、条件Ｂ（周速度８ｔｍ／ｓｅｃ、レーザ出力１．８
ＫＷ）の場合には、最大焼入層の厚さは０、３ ｍｆｉ
テあり、肉盛ｇの厚さは０．３３ 鶴、条件Ｃ（周速
度８ ” ／ ｓ ｅ ｃ−、レーザ出力２．４ＫＷ）
の場合には、最大焼入層の厚さは０．３３ｆｌであり、
肉盛層の厚さは０．４ｆｉとすることができた。なお、
第４図〜第６図の概要を模式的に示したのが第１図であ
る。第１図において、６は肉盛層、７はマルテンサイト
組織の焼入層であり、８は熱影響部である。
り、肉盛層の厚さは０．２鴎とすることができた。同様
に、条件Ｂ（周速度８ｔｍ／ｓｅｃ、レーザ出力１．８
ＫＷ）の場合には、最大焼入層の厚さは０、３ ｍｆｉ
テあり、肉盛ｇの厚さは０．３３ 鶴、条件Ｃ（周速
度８ ” ／ ｓ ｅ ｃ−、レーザ出力２．４ＫＷ）
の場合には、最大焼入層の厚さは０．３３ｆｌであり、
肉盛層の厚さは０．４ｆｉとすることができた。なお、
第４図〜第６図の概要を模式的に示したのが第１図であ
る。第１図において、６は肉盛層、７はマルテンサイト
組織の焼入層であり、８は熱影響部である。
また、レーザのエネルギ密度と最大焼入層の厚さく第１
図のｔ）の関係を調べた。この結果を第８図に示す、第
８図より、０．１鶴〜２．０ ｍの焼入層を得るには、
エネルギ密度は３０Ｊ／ｍ”〜１１０Ｊ／ｗ”が望まし
いことが判る。ここで、エネルギ密度ＩはＰ／（ａＸＶ
）で表される。但し、Ｐはレーザ出力、ａは矩形のレー
ザビームを用いた場合にはレーザビームの横幅、Ｖはし
〒ザビームの走査速度である。
図のｔ）の関係を調べた。この結果を第８図に示す、第
８図より、０．１鶴〜２．０ ｍの焼入層を得るには、
エネルギ密度は３０Ｊ／ｍ”〜１１０Ｊ／ｗ”が望まし
いことが判る。ここで、エネルギ密度ＩはＰ／（ａＸＶ
）で表される。但し、Ｐはレーザ出力、ａは矩形のレー
ザビームを用いた場合にはレーザビームの横幅、Ｖはし
〒ザビームの走査速度である。
次に、上記方法で製造された焼入層の最大厚さ０、８鶴
、肉盛層の厚さ０．４ｆｉの肉盛バルブを用い、荷重に
対する変形量を調べた。即ち、第８図に示すように、肉
盛バルブのかさ部の裏側中央をボール９で加圧し、この
加圧量を種々変えて加圧量と変形量ΔＬの関係を調べた
。このとき、比較のためアセチレンガス肉盛を行った従
来の肉盛バルブ（焼戻処理が施されている）と、レーザ
肉盛で焼入層をほとんど形成しなかった肉盛バルブ（焼
入層：０．０１ｎ）についても同様な方法で変形量を調
べた。この結果を第１０図に示す。第１０図において、
ａは本発明の実施例で得られた肉盛バルブの変形曲線、
ｂは従来のアセチレン肉盛で得られた肉盛バルブの変形
曲線、Ｃはレーザ肉盛で焼入層をほとんど形成しなかっ
たときの肉盛バルブ・の変形曲線を示す。第１０図から
明らかなように、本実施例の肉盛バルブは、従来の肉盛
バルブと同程度の変形抵抗を有している。
、肉盛層の厚さ０．４ｆｉの肉盛バルブを用い、荷重に
対する変形量を調べた。即ち、第８図に示すように、肉
盛バルブのかさ部の裏側中央をボール９で加圧し、この
加圧量を種々変えて加圧量と変形量ΔＬの関係を調べた
。このとき、比較のためアセチレンガス肉盛を行った従
来の肉盛バルブ（焼戻処理が施されている）と、レーザ
肉盛で焼入層をほとんど形成しなかった肉盛バルブ（焼
入層：０．０１ｎ）についても同様な方法で変形量を調
べた。この結果を第１０図に示す。第１０図において、
ａは本発明の実施例で得られた肉盛バルブの変形曲線、
ｂは従来のアセチレン肉盛で得られた肉盛バルブの変形
曲線、Ｃはレーザ肉盛で焼入層をほとんど形成しなかっ
たときの肉盛バルブ・の変形曲線を示す。第１０図から
明らかなように、本実施例の肉盛バルブは、従来の肉盛
バルブと同程度の変形抵抗を有している。
また、荷重を２５００ｋｇで一定としたときの変形量と
最大焼入層の厚さの関係を調べた。ここで、最大焼入層
の厚さとは、第１図におけるｔをいう。
最大焼入層の厚さの関係を調べた。ここで、最大焼入層
の厚さとは、第１図におけるｔをいう。
この結果を第１１図に示す、第１１図から判るように、
本実施例の肉盛バルブは、最大焼入層の厚さが０．１
ｔｍ以上の場合には、従来の肉盛バルブ（第１１図に一
点鎖線で示す）と同程度か、あるいはそれ以下の変形量
を示している。
本実施例の肉盛バルブは、最大焼入層の厚さが０．１
ｔｍ以上の場合には、従来の肉盛バルブ（第１１図に一
点鎖線で示す）と同程度か、あるいはそれ以下の変形量
を示している。
更に、最大焼入層の厚さと肉盛バルブの反り量の関係を
調べた。ここで、反り量とは第１２図におけるｄをいう
、この結果を第１３図に示す。第１３図より、最大焼入
層の厚さが２．０ｍｍ以下の場合には肉盛バルブの反り
量が小さく、焼入れ時のままでバルブとして使用できる
ことが判る。
調べた。ここで、反り量とは第１２図におけるｄをいう
、この結果を第１３図に示す。第１３図より、最大焼入
層の厚さが２．０ｍｍ以下の場合には肉盛バルブの反り
量が小さく、焼入れ時のままでバルブとして使用できる
ことが判る。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
以上より、本発明の内燃機関用肉盛バルブによれば、肉
盛層の内側に所定厚さの焼入層を形成して変形抵抗を増
大させたため、肉盛層の厚さを従来の１／２〜１／１０
とすることができ、肉盛材料が節約でき、大幅なコスト
低減を図ることができる。また、本発明の焼入層は薄い
ため、変形量が極めて小さく、焼入れのままでバルブと
して使用することができ、焼戻工程が省略できる。
盛層の内側に所定厚さの焼入層を形成して変形抵抗を増
大させたため、肉盛層の厚さを従来の１／２〜１／１０
とすることができ、肉盛材料が節約でき、大幅なコスト
低減を図ることができる。また、本発明の焼入層は薄い
ため、変形量が極めて小さく、焼入れのままでバルブと
して使用することができ、焼戻工程が省略できる。
第１図は本発明の実施例に係る内燃機関用肉盛バルブの
肉盛部の概要を示す部分断面図、第２図は本発明の実施
例に係る内燃機関用肉盛バルブの製造方法の一工程を示
す概略構成図、第３図は周速度とレーザ出力の関係から
肉盛バルブの焼入層形成条件を示すグラフ、 第４図〜第６図は焼入層形成条件を変えて得られた各肉
盛バルブの断面の金属組織を示す写真（Ｘ１２）、 第７図は肉盛バルブのかさ部を示す一部破断斜視図、 第８図は最大焼入層の厚さとエネルギ密度の関係を示す
グラフ、 第９図は肉盛バルブの変形量を調べる試験の概要を示す
概略構成図、 第１０図は最大焼入層の厚さを一定としたときの荷重と
変形量の関係を示すグラフ、 第１１図は荷重を一定にした場合の変形量と最大焼入層
の厚さの関係を示すグラフ、 第１２図は肉盛バルブの反りを示す肉盛バルブの正面図
、 第１３図は肉盛バルブの反り量と最大焼入層の厚さの関
係を示すグラフである。 １−−−−−−−・インテークバルブ（エンジンバルブ
）ｌ ａ−−−−−−一軸部 １ ｂ−−−−−−−かさ部 ２−−−−−−−バルブフェース部 ３−−−−−−一肉盛合金粉末 ４−−−−−−一肉盛合金供給装置 ５−−−−−−−レーザ光 ６−・−・肉盛層 ？ −−−−−−−一焼入層 ８−−−−−−一熱影響部 出願人 トヨタ自動車株式会社 第１図 第２図 第３図 周り度（ｒｌＴｒｌ／５ｅｃ） 第４図 第７図 エイル’ｒ” ’Ｉ ｆＬ （Ｊｙｆｎｒｒ？ ）第９
図 第１０図 Ｐ（Ｋｇ） 第１１図 最尺脆］簿ご： ｔ （ｍｍ） 第１２図 第１３図 最夫虎入環亡： ｔ （ｍｍ）
肉盛部の概要を示す部分断面図、第２図は本発明の実施
例に係る内燃機関用肉盛バルブの製造方法の一工程を示
す概略構成図、第３図は周速度とレーザ出力の関係から
肉盛バルブの焼入層形成条件を示すグラフ、 第４図〜第６図は焼入層形成条件を変えて得られた各肉
盛バルブの断面の金属組織を示す写真（Ｘ１２）、 第７図は肉盛バルブのかさ部を示す一部破断斜視図、 第８図は最大焼入層の厚さとエネルギ密度の関係を示す
グラフ、 第９図は肉盛バルブの変形量を調べる試験の概要を示す
概略構成図、 第１０図は最大焼入層の厚さを一定としたときの荷重と
変形量の関係を示すグラフ、 第１１図は荷重を一定にした場合の変形量と最大焼入層
の厚さの関係を示すグラフ、 第１２図は肉盛バルブの反りを示す肉盛バルブの正面図
、 第１３図は肉盛バルブの反り量と最大焼入層の厚さの関
係を示すグラフである。 １−−−−−−−・インテークバルブ（エンジンバルブ
）ｌ ａ−−−−−−一軸部 １ ｂ−−−−−−−かさ部 ２−−−−−−−バルブフェース部 ３−−−−−−一肉盛合金粉末 ４−−−−−−一肉盛合金供給装置 ５−−−−−−−レーザ光 ６−・−・肉盛層 ？ −−−−−−−一焼入層 ８−−−−−−一熱影響部 出願人 トヨタ自動車株式会社 第１図 第２図 第３図 周り度（ｒｌＴｒｌ／５ｅｃ） 第４図 第７図 エイル’ｒ” ’Ｉ ｆＬ （Ｊｙｆｎｒｒ？ ）第９
図 第１０図 Ｐ（Ｋｇ） 第１１図 最尺脆］簿ご： ｔ （ｍｍ） 第１２図 第１３図 最夫虎入環亡： ｔ （ｍｍ）
Claims (1)
- （１）バルブフェース部に、耐熱性、耐摩耗性に優れた
肉盛層を有する内燃機関用肉盛バルブであって、 前記肉盛層は厚さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとされ、こ
の肉盛層の内側には厚さ０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍの焼
入層が形成されていることを特徴とする内燃機関用肉盛
バルブ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112671A JPS61270335A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 内燃機関用肉盛バルブ |
| US07/485,813 US5084113A (en) | 1985-05-24 | 1990-02-26 | Method of producing a buildup valve for use in internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112671A JPS61270335A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 内燃機関用肉盛バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270335A true JPS61270335A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0343327B2 JPH0343327B2 (ja) | 1991-07-02 |
Family
ID=14592566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60112671A Granted JPS61270335A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 内燃機関用肉盛バルブ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5084113A (ja) |
| JP (1) | JPS61270335A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0230715A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Toshiba Mach Co Ltd | ライニング層を有する部材およびその製造方法 |
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| KR101211461B1 (ko) | 2010-10-19 | 2012-12-12 | 금용기계 주식회사 | 선박용 엔진의 배기밸브 스핀들의 제조방법 |
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-
1985
- 1985-05-24 JP JP60112671A patent/JPS61270335A/ja active Granted
-
1990
- 1990-02-26 US US07/485,813 patent/US5084113A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5084113A (en) | 1992-01-28 |
| JPH0343327B2 (ja) | 1991-07-02 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |