[发明专利]发动机气门

说明书

技术领域

本发明涉及形成了采用堆焊(盛金)的面的发动机气门。

背景技术

在天然气等的干式的燃烧环境中，在发动机气门的面的表面不易形成燃烧残渣，因此，在其与气门座之间产生金属接触，在面上产生激烈的粘着磨损。关于这一点，虽然作为面的表面固化合金将钴基耐磨损性合金、即商标名Tribaloy T400用于磨损环境严酷的天然气等，但材料费昂贵，另外加工性差，因此，成为气门制造上的难点。

为了降低这种在干式的燃烧环境下具有耐久性的发动机气门的成本，提出了各种技术方案，特别是如专利文献1中所示的技术方案，在特定组成的铁基合金的堆焊上通过氮化处理形成表面固化层，由此，以低成本谋求发动机气门的耐久性提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7 102916号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于近年来对环境意识的提高，工业设备使用环境的严格度增加。随之而来的是要求表面固化合金的更加高性能化及、矿物资源的有效利用和与之相伴的稀有金属的使用抑制导致的便宜的合金。尤其是，在发动机气门所使用的堆焊合金中，具备耐冲击性和耐磨损性、耐高温腐蚀性，并且利用了丰富资源的便宜的合金的开发成为课题。

本发明的目的在于，提供一种发动机气门，其将规定的稀有金属的组成比率抑制为较小，且为了应对使用环境的严酷化，可按规定标准满足耐磨损性、耐冲击性、耐高温腐蚀性的全部。

用于解决课题的技术方案

权利要求1的发明的特征在于，在包括包含轴部和其一端的伞部的发动机气门用的气门基体，在所述伞部设有堆焊焊接形成的圆周状的焊缝隆起部(肉盛部)，具备在该焊缝隆起部形成有表面固化层的面的发动机气门中，由Ni-Fe-Cr系合金形成所述焊缝隆起部的堆焊材料，其含有元素的质量成分为：W：8.0～40.0％、Mo和W的合计为20.0～40.0％的范围、Fe：20.0～50.0％、Cr：12.0～36.0％、B：1.0～2.5％，余部由Ni及不可避免的杂质构成，且所述表面固化层是在形成于所述面的精加工面形成氮化层而成，该氮化层通过气门整体的氮化处理而形成。

权利要求2的发明的特征在于，在权利要求1的发明的构成中，在所述堆焊材料的含有元素的余部的范围混入的元素的质量成分为：以合计计选自Co、Mn、Cu、Si的元素为15.0％以下、Co为15.0％以下、Mn和Cu分别为5.0％以下、Si为2.0％以下、C为0.5％以下。

权利要求3的发明的特征在于，在包括包含轴部和其一端的伞部的发动机气门用的气门基体，在所述伞部设有堆焊焊接形成的圆周状的焊缝隆起部，具备在该焊缝隆起部形成有表面固化层的面而成的发动机气门中，由Co基耐磨损合金形成所述焊缝隆起部的堆焊材料，且所述表面固化层是在形成于所述面的精加工面通过气门整体的氮化处理而形成伴随分散氮化层的氧化被膜而成。

发明效果

通过权利要求1的发明，在满足规定的4个特性条件的堆焊形成的面的精加工面上，作为表面固化层通过气门整体的氮化处理形成氮化层，因此，发动机气门能够抑制取得困难的规定的稀有金属的组成比率，且不增加特别的处理工序地确保所需要的耐久性。

权利要求2的发明是在权利要求1的发明的效果的基础上，通过将不会给物性带来不利影响的添加元素抑制在规定的上限内，能够抑制本发明合金的耐冲击性及耐磨损性的降低。

通过权利要求3的发明，使用普通的钴基堆焊材料，在面的精加工面作为表面固化层通过气门整体的氮化处理形成伴随分散氮化层的氧化皮膜，因此，能够不增加特别的处理工序地确保所要求的耐久性。

附图说明

图1是发动机气门的面周围的剖视图；

图2是发动机气门制造的新旧工序比较图(a)(b)；

图3是铁基堆焊的氮化层的有无导致的面磨损量比较曲线；

图4是钴基堆焊的氮化的有无导致的面磨损量比较曲线；

图5是堆焊材料的高温硬度比较曲线；

图6是发动机气门的示意图；

图7是阀磨损试验方法的概略图。

具体实施方式

下面，基于上述技术思想对具体地构成的实施方式参照附图进行说明。

(构成)