JPS62150014A - アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド - Google Patents
アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツドInfo
- Publication number
- JPS62150014A JPS62150014A JP60296191A JP29619185A JPS62150014A JP S62150014 A JPS62150014 A JP S62150014A JP 60296191 A JP60296191 A JP 60296191A JP 29619185 A JP29619185 A JP 29619185A JP S62150014 A JPS62150014 A JP S62150014A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- alloy
- cylinder head
- valve seat
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
-
- 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
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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、内燃機関に係り、更に詳細には内燃機関のア
ルミニウム合金製バルブシートレスシリンダヘッドに係
る。
ルミニウム合金製バルブシートレスシリンダヘッドに係
る。
従来の技1(r及び発明が解決しようとする問題点内燃
b1関のシリンダヘッドは、従来より一般に、軽量化及
び成形性の点からアルミニウム合金にて形成されている
。かかるシリンダヘッドのバルブシート部には内燃機関
の運転中に吸排気バルブが繰返し罰当し、またバルブシ
ート部は燃焼室内に於+jる混合気の爆発によって発生
する熱による過酷な温度条件に曝されるため、吸排気バ
ルブとの17擦接触及び燃焼生成物によるバルブシート
部の摩耗、溶1pによる吹扱り、吸排気バルブの衝当に
よるへたりを防止し、またバルブシート部の熱による拡
径膨張を抑制ずべく、シリンダヘッド本体のバルブシー
ト部に座グリ加工によってリセスを形成し、該リセスに
鋳鉄や鉄系焼結材よりなるリング状のバルブシートを冷
間圧入することが行われている。
b1関のシリンダヘッドは、従来より一般に、軽量化及
び成形性の点からアルミニウム合金にて形成されている
。かかるシリンダヘッドのバルブシート部には内燃機関
の運転中に吸排気バルブが繰返し罰当し、またバルブシ
ート部は燃焼室内に於+jる混合気の爆発によって発生
する熱による過酷な温度条件に曝されるため、吸排気バ
ルブとの17擦接触及び燃焼生成物によるバルブシート
部の摩耗、溶1pによる吹扱り、吸排気バルブの衝当に
よるへたりを防止し、またバルブシート部の熱による拡
径膨張を抑制ずべく、シリンダヘッド本体のバルブシー
ト部に座グリ加工によってリセスを形成し、該リセスに
鋳鉄や鉄系焼結材よりなるリング状のバルブシートを冷
間圧入することが行われている。
かかるバルブシートが圧入された従来のシリンダヘッド
に於ては、バルブシートとシリンダヘッド本体との間に
空気の断熱層が生じ、内燃機関の運転に伴ないシリンダ
ヘッドが高温に曝されると、この断熱層のためにバルブ
シートよりシリンダヘッド本体への熱の伝導が阻害され
、バルブシートが高温になり、その結果バルブシー(・
の耐摩耗性の如き種々の特性が低下づるという問題があ
る。
に於ては、バルブシートとシリンダヘッド本体との間に
空気の断熱層が生じ、内燃機関の運転に伴ないシリンダ
ヘッドが高温に曝されると、この断熱層のためにバルブ
シートよりシリンダヘッド本体への熱の伝導が阻害され
、バルブシートが高温になり、その結果バルブシー(・
の耐摩耗性の如き種々の特性が低下づるという問題があ
る。
またバルブシー(−を構成する鋳鉄や鉄系焼結材の熱膨
張率及び熱伝導率はアルミニラ1、合金に比して小さい
ため、バルブシートをシリンダヘッド本体に圧入するに
際しては、熱膨張率や熱伝導率の相違を考慮して、バル
ブシート及びシリンダヘッド本体のリセスの寸法精度が
厳密に守られ4jりればならず、また複雑な加工プロセ
スが必要であるという問題がある。
張率及び熱伝導率はアルミニラ1、合金に比して小さい
ため、バルブシートをシリンダヘッド本体に圧入するに
際しては、熱膨張率や熱伝導率の相違を考慮して、バル
ブシート及びシリンダヘッド本体のリセスの寸法精度が
厳密に守られ4jりればならず、また複雑な加工プロセ
スが必要であるという問題がある。
更にシリンダヘッド本体のバルブシートを受りる部分の
強度及び寸法がバルブシートを圧入により固定するに足
る値に設定されなければならづ“、そのためバルブシー
ト及び吸排気バルブの直径が制限され、またシリンダヘ
ッド内の冷却水通路をバルブシート及び燃焼室に近づけ
てシリンダヘッドの冷却効率を上げることができず、そ
のため内燃機関の高性能化を図ることが困難であるとい
う問題かある。
強度及び寸法がバルブシートを圧入により固定するに足
る値に設定されなければならづ“、そのためバルブシー
ト及び吸排気バルブの直径が制限され、またシリンダヘ
ッド内の冷却水通路をバルブシート及び燃焼室に近づけ
てシリンダヘッドの冷却効率を上げることができず、そ
のため内燃機関の高性能化を図ることが困難であるとい
う問題かある。
かかる従来のシリンダヘッドに於ける上述の如き問題を
解決すべくシリンダヘッドのバルブシート部の形成に適
用することが検討されてよい合金化法が特開昭55−8
497M公報及び特開昭57−171572号公報に記
載されている。これらの方法は金属加工片の表面部を高
密度エネルギ源にて溶融し、該溶融部に合金化材料を添
加し、溶融部を加工片の他の部分による吸熱によって急
冷さけることにより、金属加工片の表面に母材金属と合
金化材料とよりなる合金層を形成するものである。また
かかる合金化法を利用して形成された合金層によりバル
ブシー1〜面が郭定されたバルブシー1−レスシリンダ
ヘッドがSへE Technicat paper
3eries 850406に記載されている。
解決すべくシリンダヘッドのバルブシート部の形成に適
用することが検討されてよい合金化法が特開昭55−8
497M公報及び特開昭57−171572号公報に記
載されている。これらの方法は金属加工片の表面部を高
密度エネルギ源にて溶融し、該溶融部に合金化材料を添
加し、溶融部を加工片の他の部分による吸熱によって急
冷さけることにより、金属加工片の表面に母材金属と合
金化材料とよりなる合金層を形成するものである。また
かかる合金化法を利用して形成された合金層によりバル
ブシー1〜面が郭定されたバルブシー1−レスシリンダ
ヘッドがSへE Technicat paper
3eries 850406に記載されている。
、[)ボの如き合金化法がアルミニウム畠金製シリング
ヘッドのバルブシート部の形成に適用される場合には、
全ての合金化vJ料がアルミニウム合金の11材中に溶
は込み、従って形成される合金層の表面には実質的に合
金化材料のみの層は形成されず、合金層は母材のアルミ
ニウム合金とは異なる組成のアルミニウム合金となるの
で、合金層の耐摩耗性等を十分に向上さピることは困難
である。
ヘッドのバルブシート部の形成に適用される場合には、
全ての合金化vJ料がアルミニウム合金の11材中に溶
は込み、従って形成される合金層の表面には実質的に合
金化材料のみの層は形成されず、合金層は母材のアルミ
ニウム合金とは異なる組成のアルミニウム合金となるの
で、合金層の耐摩耗性等を十分に向上さピることは困難
である。
また耐摩耗性や耐熱性を向上させるべくSiやNi等の
元素が添加される場合には、初品の3iやNi−△1等
の金属間化合物が生成し、これらが微細に合金層中に分
散した状態になる。初品のSiやNi−Al等の金属間
化合物は耐熱性を有しているが、合金層の基地1 fa
がアルミニウム合金であるため、合金層が例えば150
℃以上の比較的高い温度に1−00時間以上連続的に曝
されると、合金層の強度、耐熱性、耐摩耗性等が極端に
低下し、従って合金層は実使用には耐え1qなくなる。
元素が添加される場合には、初品の3iやNi−△1等
の金属間化合物が生成し、これらが微細に合金層中に分
散した状態になる。初品のSiやNi−Al等の金属間
化合物は耐熱性を有しているが、合金層の基地1 fa
がアルミニウム合金であるため、合金層が例えば150
℃以上の比較的高い温度に1−00時間以上連続的に曝
されると、合金層の強度、耐熱性、耐摩耗性等が極端に
低下し、従って合金層は実使用には耐え1qなくなる。
また耐熱性を一層向上させるべ(初品の3i 史Ni−
Al’Jの金属間化合物の量を増大させると、これらの
分散材は耐熱性をイ]してはいるものの、靭性が非常に
小さい(0に近い〉ため、硬くて非常に脆い合金層が形
成されてしまう。かくして形成された合金層に於ては、
形成後に既に割れか光生じていたり、研削等の加工中に
破壊する等の問題があり、従ってかかる合金層は実用材
料としては成立しない状態図に於てのみ説明される月利
である。
Al’Jの金属間化合物の量を増大させると、これらの
分散材は耐熱性をイ]してはいるものの、靭性が非常に
小さい(0に近い〉ため、硬くて非常に脆い合金層が形
成されてしまう。かくして形成された合金層に於ては、
形成後に既に割れか光生じていたり、研削等の加工中に
破壊する等の問題があり、従ってかかる合金層は実用材
料としては成立しない状態図に於てのみ説明される月利
である。
また上述の如き合金化法に於ては、合金層の冷却速度は
母材との界面、合金層の内部、合金層の表面の順に大き
く、合金層の各部の冷FA速度を同一にすることが不可
能であるため、合金層の組織を均一化することが困難で
あり、特に合金層の表面の耐摩耗性等を高くすることが
困難であり、従ってかかる合金化法をシリンダヘッドの
バルブシート部の形成に適用する場合には、厚さの大き
い合金層を形成し、合金層の表面に対し比較的大きい加
工代にて機械加工を行う必要がある。
母材との界面、合金層の内部、合金層の表面の順に大き
く、合金層の各部の冷FA速度を同一にすることが不可
能であるため、合金層の組織を均一化することが困難で
あり、特に合金層の表面の耐摩耗性等を高くすることが
困難であり、従ってかかる合金化法をシリンダヘッドの
バルブシート部の形成に適用する場合には、厚さの大き
い合金層を形成し、合金層の表面に対し比較的大きい加
工代にて機械加工を行う必要がある。
本発明は、バルブシートが圧入された従来のシリンダヘ
ッド及びシリンダヘッドのバルブシート部の形成に対し
合金化法を適用する場合に於けるfiホの如き問題に鑑
み、バルブシートの製造及び圧入加工が不要であり、バ
ルブシート部の熱伝導性に隈れ、従ってバルブシート部
の到達温度が従来に比して低く、これによりバルブシー
ト部の耐熱性ヤ〉耐厚■[11等の性能に優れた低回な
バルブシートレスシリンダヘッドを提(共することを目
的としている。
ッド及びシリンダヘッドのバルブシート部の形成に対し
合金化法を適用する場合に於けるfiホの如き問題に鑑
み、バルブシートの製造及び圧入加工が不要であり、バ
ルブシート部の熱伝導性に隈れ、従ってバルブシート部
の到達温度が従来に比して低く、これによりバルブシー
ト部の耐熱性ヤ〉耐厚■[11等の性能に優れた低回な
バルブシートレスシリンダヘッドを提(共することを目
的としている。
問題点を解決するための手段
上述の如き目的は、本発明によれば、アルミニウム合金
にて構成され、吸排気バルブを受(]るシート面がアル
ミニウム合金母材に肉盛された銅合金肉盛庖にて郭定さ
れてa3す、前記RJ村とiWj記肉盛層との間には前
記アルミニウム合金の元素と「)q韻調合金の元素とよ
りなる合金層が存(fするアルミニウム合金製バルブシ
ートレスシリンダヘッドによって達成される。
にて構成され、吸排気バルブを受(]るシート面がアル
ミニウム合金母材に肉盛された銅合金肉盛庖にて郭定さ
れてa3す、前記RJ村とiWj記肉盛層との間には前
記アルミニウム合金の元素と「)q韻調合金の元素とよ
りなる合金層が存(fするアルミニウム合金製バルブシ
ートレスシリンダヘッドによって達成される。
発明の作用及び効果
本発明によれば、バルブシート面がアルミニウム合金母
材に肉盛された銅合金の肉盛層にて郭定され、銅合金は
鋳鉄等に比して熱伝導率が高く、また肉盛層は合金層を
介して母材に連続しているので、バルブシート部にて受
けた熱が母材へ効率的に伝達され、これにより内燃機関
の運転中に於c)るバルブシート部の到達温度が従来の
圧入式シリンダヘッドの場合に比して低下される。従っ
て肉盛層を構成する銅合金として耐摩耗性に優れた組成
の合金を選定することにより、バルブシート部の耐摩耗
性を向上させることができる。
材に肉盛された銅合金の肉盛層にて郭定され、銅合金は
鋳鉄等に比して熱伝導率が高く、また肉盛層は合金層を
介して母材に連続しているので、バルブシート部にて受
けた熱が母材へ効率的に伝達され、これにより内燃機関
の運転中に於c)るバルブシート部の到達温度が従来の
圧入式シリンダヘッドの場合に比して低下される。従っ
て肉盛層を構成する銅合金として耐摩耗性に優れた組成
の合金を選定することにより、バルブシート部の耐摩耗
性を向上させることができる。
またバルブシー1へ面は肉盛層により郭定されており、
合金化法によりバルブシート部が形成される場合の如く
母材よりの多用のA1が存在する合金層により郭定され
るわりではないので、肉盛層の組成は所望の耐摩耗性等
の特性を有する銅合金の用成菖しくはそれに近い組成で
あり、従ってバルブシート部を合金化法により形成する
場合に比してシリンダヘッドの耐久性を大幅に向上させ
ることができる。
合金化法によりバルブシート部が形成される場合の如く
母材よりの多用のA1が存在する合金層により郭定され
るわりではないので、肉盛層の組成は所望の耐摩耗性等
の特性を有する銅合金の用成菖しくはそれに近い組成で
あり、従ってバルブシート部を合金化法により形成する
場合に比してシリンダヘッドの耐久性を大幅に向上させ
ることができる。
また肉盛層と母材との間には合金層が存在しており、こ
の合金層を介して肉盛層と母材とが一体をなしているの
で、圧入式の従来のシリンダヘッド及びバルブシート部
が合金層を形成させることなく内高により形成される場
合に比して、バルブシー1へ部とシリンダヘッドの池の
部分との一体性を向上させることができる。
の合金層を介して肉盛層と母材とが一体をなしているの
で、圧入式の従来のシリンダヘッド及びバルブシート部
が合金層を形成させることなく内高により形成される場
合に比して、バルブシー1へ部とシリンダヘッドの池の
部分との一体性を向上させることができる。
また肉盛層及び合金層の合計厚さは圧入されるバルブシ
ートよりも小さくてよく、またバルブシー]〜を受【プ
るための部分をバルブシートの周りに設けることが不要
であるので、吸排気バルブの直径を増大させ、また冷却
水通路をバルブシート部に近づけることが可能であり、
これにより内燃機関の高出力化を図ることができる。
ートよりも小さくてよく、またバルブシー]〜を受【プ
るための部分をバルブシートの周りに設けることが不要
であるので、吸排気バルブの直径を増大させ、また冷却
水通路をバルブシート部に近づけることが可能であり、
これにより内燃機関の高出力化を図ることができる。
更に圧入式のシリンダヘッドの場合の如く、アルミニウ
ム合金以外の材料にてバルブシートを高精度にて!!l
造したり、シリンダヘッド本体にバルブシートを受け・
るリセスを高精度にて形成したり、バルブシートをシリ
ンダヘッド本体に’FUNな圧入]二稈にて固定するこ
とが不要であるので、シリンダヘッドのコストを低減す
ることができる。
ム合金以外の材料にてバルブシートを高精度にて!!l
造したり、シリンダヘッド本体にバルブシートを受け・
るリセスを高精度にて形成したり、バルブシートをシリ
ンダヘッド本体に’FUNな圧入]二稈にて固定するこ
とが不要であるので、シリンダヘッドのコストを低減す
ることができる。
本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、後に
詳細に説明する如く、肉盛層中へのnl材よりのA1希
釈量が増大づると、肉@層の種々の特性、特に耐摩耗性
が低下し、またブローホールMの欠陥が増大する。従っ
て本発明の一つの詳細1、¥特徴によれば、肉I&1台
中の母材J:りの△1希釈11は15%以下、好ましく
は7.5%以下に抑えられる。
詳細に説明する如く、肉盛層中へのnl材よりのA1希
釈量が増大づると、肉@層の種々の特性、特に耐摩耗性
が低下し、またブローホールMの欠陥が増大する。従っ
て本発明の一つの詳細1、¥特徴によれば、肉I&1台
中の母材J:りの△1希釈11は15%以下、好ましく
は7.5%以下に抑えられる。
また本願発明貨等が行った実験的研究の結果によれば、
後に詳細に説明する如く、合金層の1G(さが大きくな
ると肉盛層中の母材よりの△1希釈槍が増大し、逆に合
金層の厚さが小さすぎる場合には、肉盛層が母材より剥
■し易くなる。また本願発明@笠が行った実験的研究の
結果によれば、肉1;゛^層中のINJ祠よりの△1希
釈量と合金層の厚さとの間には実質的に線形の相関関係
があり、合金層の厚さが300μnlを越えるとA1希
釈丘艷が15%よりし高い値になることが確認されてい
る。従って本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、合
金層の厚さは5〜300μm1好ましくは10〜260
μmに設定される。この場合肉盛工程に於て△1希釈量
が15%以下になるよう肉盛条件を設定し管理すること
が比較的困難であるのに対し、合金層の厚さを上述の範
囲に管理することは比較的容易である。
後に詳細に説明する如く、合金層の1G(さが大きくな
ると肉盛層中の母材よりの△1希釈槍が増大し、逆に合
金層の厚さが小さすぎる場合には、肉盛層が母材より剥
■し易くなる。また本願発明@笠が行った実験的研究の
結果によれば、肉1;゛^層中のINJ祠よりの△1希
釈量と合金層の厚さとの間には実質的に線形の相関関係
があり、合金層の厚さが300μnlを越えるとA1希
釈丘艷が15%よりし高い値になることが確認されてい
る。従って本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、合
金層の厚さは5〜300μm1好ましくは10〜260
μmに設定される。この場合肉盛工程に於て△1希釈量
が15%以下になるよう肉盛条件を設定し管理すること
が比較的困難であるのに対し、合金層の厚さを上述の範
囲に管理することは比較的容易である。
また本願発明名等か11つだ実験的研究の結果にJ、れ
は、後に詳細に、説明する如く、肉盛h′りの厚さが小
さすぎる場合には、内燃1関が長詩間運転される過程に
於て肉盛層が19耗してしまい、バルブシート面に合金
層が露呈するようになり、その結果バルブシート面の酎
[!7.耗竹が著しく低下してしまう。従って本発明の
更に池の一つの詳細な特i毀によれば、肉盛層の厚さは
50μm以上、好J、シくは200μm以上に設定され
る。
は、後に詳細に、説明する如く、肉盛h′りの厚さが小
さすぎる場合には、内燃1関が長詩間運転される過程に
於て肉盛層が19耗してしまい、バルブシート面に合金
層が露呈するようになり、その結果バルブシート面の酎
[!7.耗竹が著しく低下してしまう。従って本発明の
更に池の一つの詳細な特i毀によれば、肉盛層の厚さは
50μm以上、好J、シくは200μm以上に設定され
る。
更に木願光明者等が行った実験的研究の結果によれば、
後に詳細に説明する如く、必要とされる肉盛層の厚さは
・合金層の厚さにより異なり、合金層の厚さが増大する
につれて増大する。従って本発明の更に他の一つの詳細
な特徴によれば、肉盛層の厚さy (μm+)は合金層
の厚さを× (μm)とすれば、 ’l = 1. 5254x +42. ご
う 73〈x−5へ−300) 以上に設定される。
後に詳細に説明する如く、必要とされる肉盛層の厚さは
・合金層の厚さにより異なり、合金層の厚さが増大する
につれて増大する。従って本発明の更に他の一つの詳細
な特徴によれば、肉盛層の厚さy (μm+)は合金層
の厚さを× (μm)とすれば、 ’l = 1. 5254x +42. ご
う 73〈x−5へ−300) 以上に設定される。
また肉盛層の厚さが大きりきる場合には、性能上の問題
は生じないが、銅合金が無駄に使用さ、れることに<≧
す、また肉盛に要するエネルギも増大する。従って本発
明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、肉盛層の厚さ
は700μm以下、好ましくは500um以下に設定さ
れる。
は生じないが、銅合金が無駄に使用さ、れることに<≧
す、また肉盛に要するエネルギも増大する。従って本発
明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、肉盛層の厚さ
は700μm以下、好ましくは500um以下に設定さ
れる。
肉盛層を形成するための銅合金はアルミニウム合金母材
上に肉盛可能でありif厚耗性、耐熱性、耐食性を有す
る任意の銅合金であってよく、例え+;I’15.O%
Ni 、3.0%Fe、1.o%P1残部実質的にCL
Iなる組成の銅合金、20.0%Ni 、4.5%Fe
、1.0%P、残部実質的にC11なる組成の11合金
、25,0%Ni N 2−5?6Fe、1.O%P、
残部実質的にClなる組成の銅合金の如きCLI −N
i−Fe合金であることが好J、しい。またかかる銅合
金をアルミニウム合g 母材上に肉盛チる方法は、レー
ザ、T[Gアーク、電子ビームの如き高密[哀エネルギ
源を用いて+4F)れる(1意の肉盛法であってよいが
、特に本願出願人と同一の出願人の出願にがかるVj願
昭60−157022号に開示された両派方法が好まし
い。
上に肉盛可能でありif厚耗性、耐熱性、耐食性を有す
る任意の銅合金であってよく、例え+;I’15.O%
Ni 、3.0%Fe、1.o%P1残部実質的にCL
Iなる組成の銅合金、20.0%Ni 、4.5%Fe
、1.0%P、残部実質的にC11なる組成の11合金
、25,0%Ni N 2−5?6Fe、1.O%P、
残部実質的にClなる組成の銅合金の如きCLI −N
i−Fe合金であることが好J、しい。またかかる銅合
金をアルミニウム合g 母材上に肉盛チる方法は、レー
ザ、T[Gアーク、電子ビームの如き高密[哀エネルギ
源を用いて+4F)れる(1意の肉盛法であってよいが
、特に本願出願人と同一の出願人の出願にがかるVj願
昭60−157022号に開示された両派方法が好まし
い。
尚本明細書に於りる全てのパーセンテージは重量%であ
る。
る。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
実茄例
第1図は本発明によるシリンダヘッドを吸気バルブの軸
線に沿って切断して示す部分縦断面図、第2図は第1図
に示された実施例の要部を示す拡大部分断面図である。
線に沿って切断して示す部分縦断面図、第2図は第1図
に示された実施例の要部を示す拡大部分断面図である。
これらの図に於て、11はシリンダヘッドを示しており
、該シリンダヘッドは吸気ボート12及び該吸気ボート
及び図には示されていない排気ポートと連通ずる燃焼室
窪み13を有している。吸気ボート12の燃焼室窪み1
3の側の間口端はバルブステムガイド14により案内さ
れる吸気バルブ15により開閉されるようになっており
、吸気ボートの間口端には吸気バルブの閉弁時にそのバ
ルブ要素16をそれど密に当接した状態にて受けるバル
ブシート面17をイjするバルブシート部18が設けら
れている。
、該シリンダヘッドは吸気ボート12及び該吸気ボート
及び図には示されていない排気ポートと連通ずる燃焼室
窪み13を有している。吸気ボート12の燃焼室窪み1
3の側の間口端はバルブステムガイド14により案内さ
れる吸気バルブ15により開閉されるようになっており
、吸気ボートの間口端には吸気バルブの閉弁時にそのバ
ルブ要素16をそれど密に当接した状態にて受けるバル
ブシート面17をイjするバルブシート部18が設けら
れている。
シリングヘッド11はアルミニウム合金にて構成されて
おり、バルブシート面17はアルミニウム合金目材19
に肉盛された銅合金の肉盛層20にて郭定されており、
母材19と肉盛層20との間にはアルミニウム合金の元
素と銅合金の元素とよりなる合金層21が介在しており
、これらは一体に連続している。固接に詳細に説明する
理由から、肉盛層20の母材19よりのA1希釈■は1
5%以下であり、合金層21の厚さは5〜300μn1
の範囲内の11r1であり、肉@層の厚さは50μm以
上の値である。
おり、バルブシート面17はアルミニウム合金目材19
に肉盛された銅合金の肉盛層20にて郭定されており、
母材19と肉盛層20との間にはアルミニウム合金の元
素と銅合金の元素とよりなる合金層21が介在しており
、これらは一体に連続している。固接に詳細に説明する
理由から、肉盛層20の母材19よりのA1希釈■は1
5%以下であり、合金層21の厚さは5〜300μn1
の範囲内の11r1であり、肉@層の厚さは50μm以
上の値である。
具体例
次に上述の如き構成を有するシリングヘッドの具体例に
ついて説明する。
ついて説明する。
まずアルミニウム合金LJIS規+8 A C2G、公
称組成:2.0〜4.0%Cu、5.0〜7゜0%Si
、0.2〜0.4%M(] 、00.5%以下Zn、
0.5%以下Fe 、0.2〜0.4%fyln、0.
35%以下Ni 、0.2%以下Ti 、0.2%以下
Pb、0.1%以下Sn、0.2%以下Cr、残部実質
的に△I)よりなるシリングヘッド粗(Δを形成し、第
31図に示されている如く、粗材22をそのバルブシー
ト部23の軸線の周りに回転させつつ、バルブシート面
に対応する表面24に粉末供給ホッパのノズル25より
肉盛層を形成するための銅合金(15,0%Ni 、3
.0%Fe、1.o%P、残部実質的にCu )の粉末
26を層状に送給し、粉末26の層に第3図で児て紙面
に垂直な方向へオシレ−1−されるCO2レーザ27を
照1j lることにより、下記の表1に示された条件に
て肉盛処理を行い、これにより肉盛層28及び図には示
されていない合金層を形成した。
称組成:2.0〜4.0%Cu、5.0〜7゜0%Si
、0.2〜0.4%M(] 、00.5%以下Zn、
0.5%以下Fe 、0.2〜0.4%fyln、0.
35%以下Ni 、0.2%以下Ti 、0.2%以下
Pb、0.1%以下Sn、0.2%以下Cr、残部実質
的に△I)よりなるシリングヘッド粗(Δを形成し、第
31図に示されている如く、粗材22をそのバルブシー
ト部23の軸線の周りに回転させつつ、バルブシート面
に対応する表面24に粉末供給ホッパのノズル25より
肉盛層を形成するための銅合金(15,0%Ni 、3
.0%Fe、1.o%P、残部実質的にCu )の粉末
26を層状に送給し、粉末26の層に第3図で児て紙面
に垂直な方向へオシレ−1−されるCO2レーザ27を
照1j lることにより、下記の表1に示された条件に
て肉盛処理を行い、これにより肉盛層28及び図には示
されていない合金層を形成した。
表 ル
−ザ出力;2.Qkw
出力モード: マルチモード
17−サヒーム径:i、Qmm
アシストガス: アルゴン
アシストカス流Fil : 0,5kg/ IB’
X IOL;l/ min粉末層のすさ;1.□mm 被処理面の周速度: 300 non/minビーム
オシレート周波数: 1501−1zビ一ムオシレー
ト幅: 5+++m 次いで肉酩fr:?!28等に対し研削等の(浅域加工
を施すことにより、第1図及び第2図に示されて(Xろ
如きシリングヘッドを形成した。
X IOL;l/ min粉末層のすさ;1.□mm 被処理面の周速度: 300 non/minビーム
オシレート周波数: 1501−1zビ一ムオシレー
ト幅: 5+++m 次いで肉酩fr:?!28等に対し研削等の(浅域加工
を施すことにより、第1図及び第2図に示されて(Xろ
如きシリングヘッドを形成した。
第4図は上述の如く形成されたシリングヘッドのバルブ
シート部の径方向の断面の金属@I M&を10(8に
て示す顕微鏡写真である。この第4図に於て中央の水平
面がバルブシー1〜面であり、その直下の白色の部分が
肉盛層であり、該肉盛層と比較的大きい結晶Ill職の
m−44部分との間の黒色の部分が合金層である。この
第4図より、合金層及び肉盛層中にはブローホールは発
生していないことが解る。
シート部の径方向の断面の金属@I M&を10(8に
て示す顕微鏡写真である。この第4図に於て中央の水平
面がバルブシー1〜面であり、その直下の白色の部分が
肉盛層であり、該肉盛層と比較的大きい結晶Ill職の
m−44部分との間の黒色の部分が合金層である。この
第4図より、合金層及び肉盛層中にはブローホールは発
生していないことが解る。
尚上述の如く形成されたシリングヘッドの肉盛層の厚さ
は100〜300μmであり、合金層の厚さは50〜2
50μmであり、肉盛層中の△1希釈量は平均で10%
であった。
は100〜300μmであり、合金層の厚さは50〜2
50μmであり、肉盛層中の△1希釈量は平均で10%
であった。
上述の如く形成されたシリングヘッド(△)の性能を評
価ずべく、−上述の如く形成されたシリングヘッドを用
いて回転数650Orpm、全負荷にて200時間にB
る台上耐久試験を行い、バルブシート部の沈み・量〈吸
気バルブの閉弁位置の試験開始時よりの変位は)をバル
ブシート部の摩耗量として測定した。
価ずべく、−上述の如く形成されたシリングヘッドを用
いて回転数650Orpm、全負荷にて200時間にB
る台上耐久試験を行い、バルブシート部の沈み・量〈吸
気バルブの閉弁位置の試験開始時よりの変位は)をバル
ブシート部の摩耗量として測定した。
まIC比較の目的で、アルミニウム合金(ASTM規格
A390、公称組成+16.0〜18.0%Si 、4
.0〜5.0%Cu、1.3%以下Fe、0.45〜0
.65%M(]、残部実質的ニA1 )にて構成されバ
ルブシート部に対し肉盛等の処理が行われていないバル
ブシ一トレスシリングヘッド〈B)、アルミニウム合金
〈△S ’r M /JAffl△390〉の焼結バル
ブシートがアルミニウム合金<JIS規格AC2C)製
のシリンダヘッド本体に圧入されることにより形成され
たシリンダヘッド(C)、アルミニウム合金(ASTM
規格△390)にて形成されたシリンダヘッドのバルブ
シート部に対し合金化を行い、16.0〜18゜0%S
i、 10.0%以下C1l、5.0%以下Ni、1.
3%以下Fe 、0.45〜0.65%Mg、残部実質
的にA1なる組成の合金層にてバルブシート部が郭定さ
れたバルブシートレスシリングヘッド(D)、10.0
〜16.0%CLI、3゜5〜8.0%Pb、3.0〜
5.0%Mo、0゜05〜0,30%C1残部実質的に
Feなる組成を有する鉄系焼結バルブシートをアルミニ
ウム合金(JIS規格AC2C)にて構成されたシリン
ダヘッド本体に圧入することにより形成されたシリンダ
ヘッド(E)についても上述の試験と同一の条件にて台
上耐久試験を行った。これらの試験の結果を第5図に示
す。
A390、公称組成+16.0〜18.0%Si 、4
.0〜5.0%Cu、1.3%以下Fe、0.45〜0
.65%M(]、残部実質的ニA1 )にて構成されバ
ルブシート部に対し肉盛等の処理が行われていないバル
ブシ一トレスシリングヘッド〈B)、アルミニウム合金
〈△S ’r M /JAffl△390〉の焼結バル
ブシートがアルミニウム合金<JIS規格AC2C)製
のシリンダヘッド本体に圧入されることにより形成され
たシリンダヘッド(C)、アルミニウム合金(ASTM
規格△390)にて形成されたシリンダヘッドのバルブ
シート部に対し合金化を行い、16.0〜18゜0%S
i、 10.0%以下C1l、5.0%以下Ni、1.
3%以下Fe 、0.45〜0.65%Mg、残部実質
的にA1なる組成の合金層にてバルブシート部が郭定さ
れたバルブシートレスシリングヘッド(D)、10.0
〜16.0%CLI、3゜5〜8.0%Pb、3.0〜
5.0%Mo、0゜05〜0,30%C1残部実質的に
Feなる組成を有する鉄系焼結バルブシートをアルミニ
ウム合金(JIS規格AC2C)にて構成されたシリン
ダヘッド本体に圧入することにより形成されたシリンダ
ヘッド(E)についても上述の試験と同一の条件にて台
上耐久試験を行った。これらの試験の結果を第5図に示
す。
第5図より、比較例B〜Dの何れの場合にしバルブシー
ト部の厚比fi1は試験間’lrj i’)短時間のう
ちに非常に大きい値に<2ることが解る。また従来より
一般に使用されている鉄系焼結パル1シートが圧入され
たシリンダヘッドEの場合に(よ、試験開始後200時
間が経過した時点に於ても、実際の内燃機関に於て許さ
れるバルブシート部の摩耗量0.4mmよりも小さい値
であるが、上述の如く形成されたシリンダヘッドへのバ
ルブシート部の摩耗量はシリンダヘッドEの場合よりも
更に小さい値であり、従ってこのシリンダヘッドはバル
ブシート面の耐摩耗性に浸れており、従来より一般に使
用されているシリンダヘッドよりも優れた耐久性を有し
ていることが解る。
ト部の厚比fi1は試験間’lrj i’)短時間のう
ちに非常に大きい値に<2ることが解る。また従来より
一般に使用されている鉄系焼結パル1シートが圧入され
たシリンダヘッドEの場合に(よ、試験開始後200時
間が経過した時点に於ても、実際の内燃機関に於て許さ
れるバルブシート部の摩耗量0.4mmよりも小さい値
であるが、上述の如く形成されたシリンダヘッドへのバ
ルブシート部の摩耗量はシリンダヘッドEの場合よりも
更に小さい値であり、従ってこのシリンダヘッドはバル
ブシート面の耐摩耗性に浸れており、従来より一般に使
用されているシリンダヘッドよりも優れた耐久性を有し
ていることが解る。
次に肉盛層中へのAl希釈呈及び合金層の厚さの適正範
囲について説明する。上述のバルブシート製造過程に於
ける肉盛処理の処理条件を変化させることにより、合金
層の厚さを棒々の値に変化させ、各場合について肉盛層
中へのA1希釈量(%)、肉盛層及び合金層中のブロー
ホールの数(till/♂)を測定し、また各バルブシ
ートについて上述の試験と同一の条件にて台上耐久試験
を行い、バルブシート面の沈みffi(ll1m)を測
定した。
囲について説明する。上述のバルブシート製造過程に於
ける肉盛処理の処理条件を変化させることにより、合金
層の厚さを棒々の値に変化させ、各場合について肉盛層
中へのA1希釈量(%)、肉盛層及び合金層中のブロー
ホールの数(till/♂)を測定し、また各バルブシ
ートについて上述の試験と同一の条件にて台上耐久試験
を行い、バルブシート面の沈みffi(ll1m)を測
定した。
これらの試験の結果を第6図に示す。
またこれらの試験と同様の試験を肉盛層を形成するため
の銅合金として25.0%Nr、2.s%Fe、1.0
%P、残部実質的にCuなる組成を有する銅合金が使用
された点を除き、上述の試験の場合と同一の要領及び条
件にて試験を行った。
の銅合金として25.0%Nr、2.s%Fe、1.0
%P、残部実質的にCuなる組成を有する銅合金が使用
された点を除き、上述の試験の場合と同一の要領及び条
件にて試験を行った。
これらの試験の結果を第7図に示す。
第6図及び第7図より、肉盛層中へのA1希釈量と合金
層の厚さとの間には相関関係があり、合金層の厚さが小
さい場合、例えば5μmf1度の場合にはA1希釈量は
殆どO(0,5%以内)であり、合金層の厚さが増大す
るにつれてA1希釈;j(は線形的に増大し、合金層の
厚さが300μmの場合にはA1希釈量は15%又はそ
れ以上の値になることが解る。またバルブシート部の沈
み吊6合金層の厚さの増大につれて増大することが解る
。
層の厚さとの間には相関関係があり、合金層の厚さが小
さい場合、例えば5μmf1度の場合にはA1希釈量は
殆どO(0,5%以内)であり、合金層の厚さが増大す
るにつれてA1希釈;j(は線形的に増大し、合金層の
厚さが300μmの場合にはA1希釈量は15%又はそ
れ以上の値になることが解る。またバルブシート部の沈
み吊6合金層の厚さの増大につれて増大することが解る
。
またプ1コーホールの数は合金層の厚さが300μm未
満、特に250μm以下の範囲に於ては比較的少なく、
合金層の1!7さが300μmを越えると急激に増大す
ることが解る。合金層の厚さが小さすぎる場合には肉盛
層が母材より剥離し易くなり、バルブシート面の沈み量
を実際の内燃機関に於て許容される値である0、4++
+n+Iメ下の値に安全性を見込んで抑制するためには
、合金層の厚さは5〜300μQl 、好ましくは10
〜260μIllに設定される必要があることが解る。
満、特に250μm以下の範囲に於ては比較的少なく、
合金層の1!7さが300μmを越えると急激に増大す
ることが解る。合金層の厚さが小さすぎる場合には肉盛
層が母材より剥離し易くなり、バルブシート面の沈み量
を実際の内燃機関に於て許容される値である0、4++
+n+Iメ下の値に安全性を見込んで抑制するためには
、合金層の厚さは5〜300μQl 、好ましくは10
〜260μIllに設定される必要があることが解る。
尚第7図に於(プるバルブシート面の沈み品が第6図の
場合に比して小さい値であるのは、肉盛層を形成するた
めの銅合金中に含まれるN1帛が多く、このNiにより
肉盛層の耐熱性が向上されたことによるものと推測され
る。
場合に比して小さい値であるのは、肉盛層を形成するた
めの銅合金中に含まれるN1帛が多く、このNiにより
肉盛層の耐熱性が向上されたことによるものと推測され
る。
次に第8図及び第9図を参照して肉盛層の14低必要厚
さについて説明する。尚第8図は肉盛Zの厚さ減少量Δ
【とバルブシート部の沈みff1hとの関係を示してお
り、yは肉盛層1i7さを示している。
さについて説明する。尚第8図は肉盛Zの厚さ減少量Δ
【とバルブシート部の沈みff1hとの関係を示してお
り、yは肉盛層1i7さを示している。
また第9図は第6図に示ざrしたデータに基づく、合金
層の厚さとバルブシート面の沈み量との関係’UUバル
ブシート而の面み吊と肉盛層の最低必要厚さとの関係を
示している。
層の厚さとバルブシート面の沈み量との関係’UUバル
ブシート而の面み吊と肉盛層の最低必要厚さとの関係を
示している。
第8図に於て、バルブシー1へ面7が図には示されてい
ない吸排気バルブの往復動軸線とのなす角度は一般に/
15°であるので、バルブシート面の沈みff1hと肉
盛層の厚さ減少量△[との間には11−.72△1の関
係が8’>る。従って第9図に於て、合金層の厚さが5
μmである場合のバルブシート面の沈み吊りは0.02
mmであるので、この場合の肉盛層の最低必要厚さしは t =0.02/、/”Nmm =0.0141n++n =14.1μm となる。従って合金層の厚さが5μmである場合に於け
る肉盛層の厚さyは15μmf1度であればよいが、安
全性を見込/Vで肉盛層の厚さyは50μm以上に設定
されることが好ましいことが解る。
ない吸排気バルブの往復動軸線とのなす角度は一般に/
15°であるので、バルブシート面の沈みff1hと肉
盛層の厚さ減少量△[との間には11−.72△1の関
係が8’>る。従って第9図に於て、合金層の厚さが5
μmである場合のバルブシート面の沈み吊りは0.02
mmであるので、この場合の肉盛層の最低必要厚さしは t =0.02/、/”Nmm =0.0141n++n =14.1μm となる。従って合金層の厚さが5μmである場合に於け
る肉盛層の厚さyは15μmf1度であればよいが、安
全性を見込/Vで肉盛層の厚さyは50μm以上に設定
されることが好ましいことが解る。
また合金層の厚さが300μmである場合に於けるバル
ブシート部の沈みff1hはo、35mmであるので、
この場合の肉盛層の最低必要厚さtはt −0、35
%、/’Nmm =0.245mm −245μnl となる。従って合金&の厚さが300μn1である場合
には肉盛層の厚さyは250μm程度であればよいが、
安全性を見込んで肉盛層の厚ざyは500μm以上に設
定されることが好ましいことが解る。 ・ 合金層の厚さが5μmと300μmとの間の場合につい
ては、上述の合金層厚さが5μm及び300μmの場合
より比例配分式に求められてよく、従って肉盛層の厚さ
y (μm)は合金層の厚さを× (−5〜300μm
)として下記の式にて示される値以上に設定されること
が好ましい。
ブシート部の沈みff1hはo、35mmであるので、
この場合の肉盛層の最低必要厚さtはt −0、35
%、/’Nmm =0.245mm −245μnl となる。従って合金&の厚さが300μn1である場合
には肉盛層の厚さyは250μm程度であればよいが、
安全性を見込んで肉盛層の厚ざyは500μm以上に設
定されることが好ましいことが解る。 ・ 合金層の厚さが5μmと300μmとの間の場合につい
ては、上述の合金層厚さが5μm及び300μmの場合
より比例配分式に求められてよく、従って肉盛層の厚さ
y (μm)は合金層の厚さを× (−5〜300μm
)として下記の式にて示される値以上に設定されること
が好ましい。
V =1.5254x +42.373以上に於ては本
発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明
はかかる実施例に限定されるものではな(、本発明の範
囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。
発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明
はかかる実施例に限定されるものではな(、本発明の範
囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。
第1図は本発明によるシリングヘッドの一つの実施例を
吸気バルブの軸線に沿って切断して示す部分縦断面図、
第2図は第1図に示された実施例の要部を示す拡大部分
断面図、第3図はシリングヘッド粗材のバルブシート面
に対応する面に対する肉盛処理の態様を示す前回、第4
図は本発明によるシリンダヘッドの一つの具体的実施例
に於けるバルブシート部の径方向の断面の金属組織を1
0倍にて示す顕lf2鏡写真、第5図は本発明のシリン
ダヘッドの一つの具体的実施例及び比較例について行わ
れた台上耐久試験によりjqられた試験時間とバルブシ
ート面の沈みけとの関係を示すグラフ、第6図及び第7
図はそれぞれ本発明のシリンダヘッドの具体的実施例に
ついて合金層の厚さと肉盛苦中への△1希釈j■、肉盛
層及び合金層中のブローホールの数、バルブシート面の
沈み■との関係を示づグラフ、第8図は肉(各層の厚さ
の減少量とバルブシート面の沈み品との関係を示す前回
、第9図は合金層の厚さとバルブシート面の沈み1廿と
の関係及びバルブシート面の沈み損と肉盛層の最低必要
厚さとの関係を示すグラフである。 11・・・シリンダヘッド、12・・・吸気ボート、1
3・・・燃焼室窪み、14・・・バルブステムガイド、
15・・・吸気バルブ、16・・・バルブ要素、17・
・・バルブシート面、18・・・バルブシート部、19
・・・アルミニウム合金母材、20・・・肉盛層、21
・・・合金層。 22・・・シリングヘッド粗材、23・・・バルブシー
ト部、24・・・バルブシート面に対応する面、25・
・・ノズル、26・・・銅合金の粉末、27・・・GO
2シー!f、28・・・肉盛層 特 ム′[出 願 人 トヨタ自動中株式会?1代
理 人 弁理士 明石 昌毅へ
跪 く さ 第 3 図 第4図 (xrQ) 第7図 含金、1の厚ざ〔μm]
吸気バルブの軸線に沿って切断して示す部分縦断面図、
第2図は第1図に示された実施例の要部を示す拡大部分
断面図、第3図はシリングヘッド粗材のバルブシート面
に対応する面に対する肉盛処理の態様を示す前回、第4
図は本発明によるシリンダヘッドの一つの具体的実施例
に於けるバルブシート部の径方向の断面の金属組織を1
0倍にて示す顕lf2鏡写真、第5図は本発明のシリン
ダヘッドの一つの具体的実施例及び比較例について行わ
れた台上耐久試験によりjqられた試験時間とバルブシ
ート面の沈みけとの関係を示すグラフ、第6図及び第7
図はそれぞれ本発明のシリンダヘッドの具体的実施例に
ついて合金層の厚さと肉盛苦中への△1希釈j■、肉盛
層及び合金層中のブローホールの数、バルブシート面の
沈み■との関係を示づグラフ、第8図は肉(各層の厚さ
の減少量とバルブシート面の沈み品との関係を示す前回
、第9図は合金層の厚さとバルブシート面の沈み1廿と
の関係及びバルブシート面の沈み損と肉盛層の最低必要
厚さとの関係を示すグラフである。 11・・・シリンダヘッド、12・・・吸気ボート、1
3・・・燃焼室窪み、14・・・バルブステムガイド、
15・・・吸気バルブ、16・・・バルブ要素、17・
・・バルブシート面、18・・・バルブシート部、19
・・・アルミニウム合金母材、20・・・肉盛層、21
・・・合金層。 22・・・シリングヘッド粗材、23・・・バルブシー
ト部、24・・・バルブシート面に対応する面、25・
・・ノズル、26・・・銅合金の粉末、27・・・GO
2シー!f、28・・・肉盛層 特 ム′[出 願 人 トヨタ自動中株式会?1代
理 人 弁理士 明石 昌毅へ
跪 く さ 第 3 図 第4図 (xrQ) 第7図 含金、1の厚ざ〔μm]
Claims (5)
- (1)アルミニウム合金にて構成され、吸排気バルブを
受けるシート面がアルミニウム合金母材に肉盛された銅
合金肉盛層にて郭定されており、前記母材と前記肉盛層
との間には前記アルミニウム合金の元素と前記銅合金の
元素とよりなる合金層が存在するアルミニウム合金製バ
ルブシートレスシリンダヘッド。 - (2)特許請求の範囲第1項のアルミニウム合金製バル
ブシートレスシリンダヘッドに於て、前記肉盛層中の前
記母材よりのAl希釈量は15%以下であることを特徴
とするアルミニウム合金製バルブシートレスシリンダヘ
ッド。 - (3)特許請求の範囲第1項又は第2項のアルミニウム
合金製バルブシートレスシリンダヘッドに於て、前記合
金層の厚さは5〜300μmであることを特徴とするア
ルミニウム合金製バルブシートレスシリンダヘッド。 - (4)特許請求の範囲第1項乃至第3項の何れかのアル
ミニウム合金製バルブシートレスシリンダヘッドに於て
、前記肉盛層の厚さは50μm以上であることを特徴と
するアルミニウム合金製バルブシートレスシリンダヘッ
ド。 - (5)特許請求の範囲第4項のアルミニウム合金製バル
ブシートレスシリンダヘッドに於て、前記肉盛層の厚さ
y(mm)は合金層の厚さをx(μm)とすれば、 y=1.5254x+42.373 (x=5〜300) 以上であることを特徴とするアルミニウム合金製バルブ
シートレスシリンダヘッド。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60296191A JPS62150014A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
US06/944,850 US4723518A (en) | 1985-12-25 | 1986-12-22 | Aluminum alloy cylinder head with valve seat formed integrally by copper alloy cladding layer and underlying alloy layer |
DE8686310084T DE3674175D1 (de) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | Aluminiumzylinderkopf mit einstueckig geformtem ventilsitz durch kupferbeschichtung und unterschicht. |
AU66946/86A AU589727B2 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | Aluminium alloy cylinder head with valve seat formed integrally by copper alloy cladding layer and underlying alloy layer |
EP86310084A EP0228282B1 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | Aluminium alloy cylinder head with a valve seat formed integrally by copper alloy cladding layer and underlying alloy layer |
CA000526261A CA1282291C (en) | 1985-12-25 | 1986-12-24 | Aluminum alloy cylinder head with valve seat formed integrally by copper alloy cladding layer and underlying alloy layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60296191A JPS62150014A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62150014A true JPS62150014A (ja) | 1987-07-04 |
JPH0258444B2 JPH0258444B2 (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=17830346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60296191A Granted JPS62150014A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4723518A (ja) |
EP (1) | EP0228282B1 (ja) |
JP (1) | JPS62150014A (ja) |
AU (1) | AU589727B2 (ja) |
CA (1) | CA1282291C (ja) |
DE (1) | DE3674175D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016223303A (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
Families Citing this family (56)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4936270A (en) * | 1987-06-15 | 1990-06-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Composite light alloy member |
JPH0296402U (ja) * | 1989-01-19 | 1990-08-01 | ||
US5080325A (en) * | 1990-11-14 | 1992-01-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Corrosion resistant stainless steel valve or fitting |
US5295461A (en) * | 1992-04-13 | 1994-03-22 | Ford Motor Company | Oil-starved valve assembly |
JP3287916B2 (ja) * | 1993-07-20 | 2002-06-04 | ヤマハ発動機株式会社 | バルブシートの接合構造 |
DE4404194C2 (de) * | 1994-02-10 | 1996-04-18 | Reinecke Alfred Gmbh & Co Kg | Trinkwasserführende Armatur aus Metall, insbesondere aus Kupfer und dessen Legierungen mit Anteilen an Zink und Blei |
US5899185A (en) * | 1994-11-25 | 1999-05-04 | Fuji Oozx Inc. | Method of increasing heat transfer of a fitted material of a cylinder head in an internal combustion engine and a fitted portion of the fitted material |
US5564187A (en) * | 1994-12-22 | 1996-10-15 | Chrysler Corporation | Apparatus and method for an aluminum alloy cylinder head having a valve guide bore with spaced wear resistant integral surfaces |
US5492091A (en) * | 1994-12-23 | 1996-02-20 | Ford Motor Company | Thermally conductive valve seat insert assembly |
JP3373317B2 (ja) * | 1995-02-16 | 2003-02-04 | ヤマハ発動機株式会社 | シリンダヘッドのバルブシート部構造 |
JP3380081B2 (ja) * | 1995-03-13 | 2003-02-24 | ヤマハ発動機株式会社 | バルブシート |
DE69606205T2 (de) * | 1995-02-28 | 2000-06-08 | Yamaha Hatsudoki K.K., Iwata | Zylinderkopf und Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes |
JPH08270500A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃エンジン |
JPH08277746A (ja) * | 1995-04-04 | 1996-10-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃エンジン |
JPH08296417A (ja) * | 1995-04-26 | 1996-11-12 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン用シリンダヘッド |
JPH08312800A (ja) * | 1995-05-15 | 1996-11-26 | Yamaha Motor Co Ltd | 接合型バルブシート |
JP3472650B2 (ja) * | 1995-07-24 | 2003-12-02 | 株式会社フジキン | 流体制御器 |
JPH0979014A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-25 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン用シリンダヘッドの製造方法 |
US5778531A (en) * | 1995-09-14 | 1998-07-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing cylinder head for engine |
JPH0979012A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-25 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン用シリンダヘッドの製造方法 |
US5745993A (en) * | 1996-02-27 | 1998-05-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Valve seat |
JP3546261B2 (ja) * | 1996-03-05 | 2004-07-21 | ヤマハ発動機株式会社 | 異種金属材料の接合方法 |
JPH09324272A (ja) * | 1996-03-31 | 1997-12-16 | Furontetsuku:Kk | シール装置 |
GB2315115B (en) * | 1996-07-10 | 2000-05-31 | Hitachi Powdered Metals | Valve guide |
US6017591A (en) * | 1996-11-14 | 2000-01-25 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of making adherently sprayed valve seats |
EP0859131A1 (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-19 | Fuji Oozx Inc. | Poppet valve and method of making it |
JP3409631B2 (ja) * | 1997-04-15 | 2003-05-26 | 日産自動車株式会社 | レーザビームによる肉盛り方法及び肉盛り構造 |
FR2765915B1 (fr) * | 1997-07-10 | 1999-08-27 | Renault | Procede de fabrication d'une culasse a sieges de soupape integres et culasse a sieges de soupape integres |
DE19912889A1 (de) | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes |
KR100387488B1 (ko) | 2001-04-25 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | 레이저 클래딩 공법을 이용한 밸브 시트 제조방법 |
DE10156196C1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-01-02 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes |
DE10255447A1 (de) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Daimlerchrysler Ag | Ventilsitz und Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes |
US20040238780A1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-12-02 | Gethmann Doug P. | Control valve with integrated hardened valve seat |
US6904661B2 (en) * | 2003-08-05 | 2005-06-14 | Heany Industries, Inc. | Method of fabricating surface coated spherical slip joint for forming a sealed interface |
US7251550B2 (en) * | 2003-10-01 | 2007-07-31 | Honeywell International Inc. | Aircraft accessory monitor |
US7779807B2 (en) * | 2003-11-11 | 2010-08-24 | Honda Motor Co., Ltd. | Intake/exhaust valve and its seal for internal combustion engine |
DE102007031464A1 (de) * | 2006-07-17 | 2008-01-24 | Alstom Technology Ltd. | Dampfeinlassventil einer Dampfturbine |
US20100055479A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Caterpillar Inc. | Coating for a combustion chamber defining component |
US20100269778A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Cylinder head assembly for an internal combustion engine and method of making the same |
US9228458B2 (en) * | 2010-02-19 | 2016-01-05 | Ford Global Technologies, Llc | Valve seat insert |
CA2734475C (en) * | 2011-03-16 | 2012-10-09 | Macdon Industries Ltd. | Drive roller for the draper canvas of a crop header |
US9845734B2 (en) | 2011-04-20 | 2017-12-19 | Honeywell International Inc. | Air turbine start system with monopole starter air valve position |
US10183365B2 (en) * | 2013-12-13 | 2019-01-22 | Dm3D Technology, Llc | Method of manufacturing high-conductivity wear resistant surface on a soft substrate |
US20160333751A1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-11-17 | Frank J. Ardezzone | Engine Insert and Process for Installing |
US20160341146A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Caterpillar Inc. | Method, System and Apparatus for Dissipating Heat in Cylinder Head |
DE102016214009A1 (de) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Ventilsitzring zum Einpressen in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, Anordnung eines Ventilsitzringes in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sowie Montageverfahren |
JP6729461B2 (ja) | 2017-03-22 | 2020-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 肉盛層の製造方法及びその製造装置 |
US10774939B2 (en) | 2018-04-12 | 2020-09-15 | Cla-Val Co. | Valve with integral insert-cast seat and related method |
DE102018212908B4 (de) * | 2018-08-02 | 2022-09-01 | Ford Global Technologies, Llc | Beschichteter Ventilsitzbereich eines Verbrennungsmotors |
KR20200024613A (ko) * | 2018-08-28 | 2020-03-09 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 연소실 |
DE102018218241A1 (de) * | 2018-10-24 | 2020-04-30 | Mahle International Gmbh | Verfahren zur Montage eines Ventilsitzrings an einem Zylinderklopf einer Brennkraftmaschine |
US20200173317A1 (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-04 | GM Global Technology Operations LLC | Cylinder head assembly having a hybrid valve seat insert |
CN110904448A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-24 | 四川皇龙智能破碎技术股份有限公司 | 一种铜基为介质的固液双金属复合铸造方法 |
CN112943404A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-11 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种发动机气门座圈及甲醇发动机 |
GB2620056A (en) | 2021-03-26 | 2023-12-27 | Jaguar Land Rover Ltd | Nickel aluminium alloy compositions |
WO2022199837A1 (en) | 2021-03-26 | 2022-09-29 | Jaguar Land Rover Limited | A casting for an internal combustion engine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS507010A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-01-24 | ||
JPS5230448A (en) * | 1975-09-04 | 1977-03-08 | Hitachi Cable Ltd | Junction of optical fibers |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1507293A (en) * | 1919-12-11 | 1924-09-02 | Gen Motors Res Corp | Cylinder construction |
US1693520A (en) * | 1928-01-30 | 1928-11-27 | Kondo Rennosuke | Cylinder of an internal-combustion engine |
US2240202A (en) * | 1939-07-25 | 1941-04-29 | Anselmi Carlo | Copper alloy |
US2280660A (en) * | 1940-09-27 | 1942-04-21 | United Aircraft Corp | Reinforced cylinder |
US2399468A (en) * | 1942-10-30 | 1946-04-30 | United Aircraft Corp | Engine cylinder and head connection |
US2600529A (en) * | 1946-06-19 | 1952-06-17 | Fairchild Engine & Airplane | Engine cylinder construction for cooling valve seat inserts |
US2456272A (en) * | 1946-08-02 | 1948-12-14 | Fairchild Engine & Airplane | Engine cylinder construction |
US2881750A (en) * | 1956-03-29 | 1959-04-14 | Gen Motors Corp | Valve |
US3773504A (en) * | 1970-12-28 | 1973-11-20 | I Niimi | Copper base alloy having wear resistance at high temperatures |
DE2153317C3 (de) * | 1971-10-26 | 1979-12-06 | Kabel- Und Metallwerke Gutehoffnungshuette Ag, 3000 Hannover | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung kupferplattierter Aluminiumdrähte |
IT1172891B (it) * | 1978-07-04 | 1987-06-18 | Fiat Spa | Procedimento per rivestire con materiale antiusura una superficie metallica |
JPS5940212B2 (ja) * | 1979-02-01 | 1984-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 内燃機関のエンジンバルブおよびバルブシ−ト用Co基合金 |
JPS57140802A (en) * | 1981-02-26 | 1982-08-31 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Composite molded valve seat |
JPS57171572A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-22 | Inst Elektroswarki Patona | Method of welding metal except aluminum onto alloy using aluminum as base |
JPS58152982A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-10 | Honda Motor Co Ltd | 高剛性を有する二層焼結合金製バルブシ−トリング |
IT1155320B (it) * | 1982-04-22 | 1987-01-28 | Fiat Auto Spa | Metodo per l'ottenimento di una sede valvola su una testata di un motore endotermico e motore con sedi valvola ottenute con tale metodo |
JPS5925959A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-10 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 焼結合金製バルブシ−ト |
EP0167034B1 (en) * | 1984-06-12 | 1988-09-14 | Sumitomo Electric Industries Limited | Valve-seat insert for internal combustion engines and its production |
JPS6216894A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-26 | Toyota Motor Corp | アルミニウム系母材への肉盛方法 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60296191A patent/JPS62150014A/ja active Granted
-
1986
- 1986-12-22 US US06/944,850 patent/US4723518A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-23 AU AU66946/86A patent/AU589727B2/en not_active Expired
- 1986-12-23 DE DE8686310084T patent/DE3674175D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-23 EP EP86310084A patent/EP0228282B1/en not_active Expired
- 1986-12-24 CA CA000526261A patent/CA1282291C/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS507010A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-01-24 | ||
JPS5230448A (en) * | 1975-09-04 | 1977-03-08 | Hitachi Cable Ltd | Junction of optical fibers |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016223303A (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
US9964066B2 (en) | 2015-05-27 | 2018-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0228282A2 (en) | 1987-07-08 |
EP0228282B1 (en) | 1990-09-12 |
DE3674175D1 (de) | 1990-10-18 |
JPH0258444B2 (ja) | 1990-12-07 |
US4723518A (en) | 1988-02-09 |
CA1282291C (en) | 1991-04-02 |
AU589727B2 (en) | 1989-10-19 |
AU6694686A (en) | 1987-07-02 |
EP0228282A3 (en) | 1988-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS62150014A (ja) | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド | |
US5125962A (en) | Copper-based sintered material, its use, and method of producing molded parts from the sintered material | |
FI105945B (fi) | Dieselmenetelmällä toimivan iskumäntäpolttomoottorikoneen pakoventtiili ja venttiilin valmistumenetelmä | |
US4432313A (en) | Aluminum base material with hard facing deposit | |
US20190001447A1 (en) | Method of manufacturing high-conductivity wear resistant surface on a soft substrate | |
JPS61270335A (ja) | 内燃機関用肉盛バルブ | |
US20050034700A1 (en) | Method for the production of a valve seat | |
JP3287865B2 (ja) | 耐摩耗性および相手攻撃性に優れたコバルト基盛金合金 | |
JP2005256147A (ja) | 肉盛耐摩耗銅基合金 | |
JP2006516313A (ja) | 弁座及び弁座を製造する方法 | |
CN113084457B (zh) | 一种活塞的金相强化制造方法 | |
JPH11315356A (ja) | 軽量中空の弁装置 | |
JP2002160039A (ja) | シート肉盛を施されたエンジンバルブおよびその製作方法 | |
JPH0835027A (ja) | 高温耐摩耗性に優れた銅合金 | |
US9404400B2 (en) | Cylinder head with valve seat and method for the production thereof | |
EP0730085B1 (en) | A cylinder head and a method for producing a valve seat | |
JPS59100263A (ja) | 溶射ピストンリング | |
JPH01177440A (ja) | Al合金製シリンダヘッド | |
JPH0610081A (ja) | 排気用チタンバルブを備えたエンジン | |
US11427889B2 (en) | Copper alloy for engine valve seats manufactured by laser cladding | |
JPH02196117A (ja) | シリンダヘッド | |
Moriyama et al. | Nimonic compound exhaust valve spindles for diesel engines via hot isostatic pressing | |
US20210395862A1 (en) | Copper alloy for valve seats | |
JPH0480988B2 (ja) | ||
JPH07189628A (ja) | 接合型バルブシート |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |