[发明专利]铁基烧结合金制阀座

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的阀座，特别是涉及可以在高输出功率用的高负荷柴油机上使用的、耐磨耗性和被削性这两方均优异的铁基烧结合金制阀座。

背景技术

阀座装配在内燃机的汽缸盖上，在高温环境下经由汽门反复受到撞击，因此为了使其耐磨耗性、耐热性等提高而进行各种改良。特别是在高输出功率用的高负荷柴油机中，用于应对环境的燃烧效率的提高，导致伴随金属接触而来的对阀座材料的负荷有越发增强的倾向，对于阀座来说，在宽泛的使用温度下，比以往任何时候都更加要求提高耐磨耗性。迄今为止，作为柴油机用阀座，例如，在日本特开昭61-19762中，公开有一种耐磨耗性烧结合金，其为了耐受热负荷和机械的负荷，并且为了确保耐磨耗性，在如下的基体中分散有以除去气孔的部分的面积比计，分散2～30％的TiN粒子的氮化钛粒子，所述基体以重量％计，C：1.0～3.0％，Si：0.2～1.0％，Cr：5.0～20％，Mo：0.5～2.0％，V：0.3～3.0％，B、P和S中的1种或2种以上合计0.02～0.5％，余量实质上由Fe构成。

然而，使TiN分散的耐磨耗性烧结合金因为TiN与基体密接性不高而脱落，从而导致被削性差，加工非常困难，成为高成本的材料。另外，因为对手材料攻击性比较强，所以也存在使阀磨耗这样的问题。即，在柴油机用阀座中，除了被削性以外，还要求包含所谓的对手材料攻击性在内的耐磨耗性的提高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题在于，提供一种对应于高输出功率化的柴油机所使用的具有高耐磨耗性和优异的被削性的铁基烧结合金制阀座。

另外，烧结合金具有许多气孔，由于气孔的存在而诱发所谓的断续切削，对工具施加冲击而使缺损和工具磨耗促进。因此，为了改善被削性，烧结合金的致密化也成为重要的方面。

【用于解决课题的手段】

本发明者们对铁基烧结合金制阀座进行锐意研究，结果想到：使用维氏硬度Hv为800～1200的金属间化合物，并且，在铁基烧结阀座的组成之中，特别是对于C和P，以质量％计分别使之在1.2～1.6％和0.80～1.35％的范围，由此能够得到耐磨耗性和被削性这两者均优异的铁基烧结合金制阀座。

即，本发明的铁基烧结合金制阀座的特征在于，所述的铁基烧结合金制阀座在基体中，以体积％计分散有5～14％的由平均粒径为5～200μm、维氏硬度Hv 800～1200的金属间化合物构成的硬质粒子，所述基体的组成由C、Si、Cr、Mo、V、P，以及余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述C和所述P相对于所述铁基烧结阀座，以质量％计为C：1.2～1.6％，P：0.80～1.35％。优选使用以如下方式调合的原料粉末作为所述基体的组成，即以质量％计，由C：1.3～1.85％、Si：0.4～0.8％、Cr：10.0～13.0％、Mo：0.8～1.2％、V：1.7～2.2％、P：0.80～1.72％、以及余量：Fe和不可避免的杂质构成。

优选所述硬质粒子包含Fe-Mo-Si合金和/或Cr-W-Co-Fe合金，更优选所述Fe-Mo-Si合金以质量％计，包含Mo：40～70％、Si：0.4～2.0％、C：0.1％以下、以及余量：Fe和不可避免的杂质，另外所述Cr-W-Co-Fe合金，以质量％计，包含Cr：27～33％、W：22～28％、Co：8～12％、以及余量：Fe和不可避免的杂质。硬质粒子选择Fe-Mo-Si合金时，更优选铁基烧结阀座的组成之中，Si、Cr、Mo、V相对于铁基烧结阀座，以质量％计为Si：0.5～0.9％、Cr：8.0～11.0％、Mo：5.0～10.0％、和V：1.4～1.9％。

另外，基于液相烧结带来的致密化，从耐磨耗性和被削性这两者优异的这一观点出发，优选密度为7.5～7.8g/cm³。

发明的效果

本发明的铁基烧结合金制阀座，以体积％计分散5～14％的由维氏硬度Hv为800～1200的金属间化合物构成的硬质粒子，另外，对于铁基烧结阀座的组成之中特别是C，以质量％计使之在1.2～1.6％的范围，由此可以作为具备耐磨耗性和被削性这两者的柴油机用阀座使用。此外，相对于铁基烧结阀座，以质量％计添加0.80～1.35％的范围的P，有助于液相烧结带来的致密化，结果是抑制硬质粒子的脱落，另外避免断续切削，有助于耐磨耗性和被削性两者。此外，借助树脂填充等的封孔处理提高被削性的对策也无需成为必须，有助于成本降低。

附图说明