阀座制造技术

本发明专利技术提供一种强度及耐磨损性优异的阀座。本发明专利技术的阀座使用铁基烧结合金，通过氧化处理，在铁基烧结合金的表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物，在安装在汽缸盖上之前的状态下，铁基烧结合金的截面上以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率为5～20％。优选地，铁基烧结合金含有硬质颗粒，所述硬质颗粒由选自周期表4a～6a族中一种以上元素的金属间化合物、碳化物、硅化物、氮化物及硼化物中至少一种化合物形成，在安装在汽缸盖上之前的状态下，铁基烧结合金的截面上的硬质颗粒的平均面积率为5～45％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀座
本专利技术涉及一种使用铁基烧结合金的阀座。
技术介绍
阀座是成为吸气阀、排气阀的阀座的配件，是为了与阀(7' )接触，保持燃烧室的气密的必要配件。阀座要求具有如下功能:(I)为防止压缩气体、燃烧气体向歧管泄漏的气密保持功能，(2)用来使阀的热量向汽缸盖侧逸散的导热功能，(3)在阀就位时能经受住阀的碰撞的强度，(4)在高温且高负荷的环境下也难以磨损的耐磨损功能等。此外，作为阀座的要求特性，可以列举(5)对相应阀的冲击性小，(6)合理的价格，(7)加工时容易切削。因此，为了满足上述功能、特性，在阀座上使用铁基烧结合金。例如，专利文献I中公开了一种铁基烧结合金制阀座，至少外周面由四氧化三铁封孔,空孔内部由有机化合物填充。此外，专利文献2中公开了一种由铁基烧结合金构成的阀座，所述铁基烧结合金以铁基烧结合金作为基体，其表面由以四氧化三铁为主体的铁氧化物膜包覆。现有技术文献专利文献专利文献1:日本技术公开昭和54-173117号公报专利文献2:日本专利公开平成7-133705号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题在上述专利文献1、2中，通过对铁基烧结合金进行氧化处理，在表面上形成氧化铁层，来实现阀座的耐磨损性的提高。但是，根据本专利技术人等的研究已知，阀座的强度受形成在铁基烧结合金内部的氧化物量的影响大。在上述专利文献1、2中，并没有探讨形成在铁基烧结合金内部的氧化物的量，有可能发生强度下降。因此，本专利技术的目的在于提供一种由铁基烧结合金构成的强度及耐磨损性优异的阀座。(二)技术方案本专利技术人等经过各种研究，结果发现:通过在铁基烧结合金的表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物，并且将铁基烧结合金内部的以四氧化三铁为主体的氧化物比例设定在特定的范围，能够在保持强度的同时，提高耐磨损性，并完成了本专利技术。即，本专利技术的阀座使用铁基烧结合金，其特征在于，通过氧化处理，在所述铁基烧结合金的表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物，在安装在汽缸盖上之前的状态下，所述铁基烧结合金的截面上以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率为5?20%。根据本专利技术的阀座，由于在铁基烧结合金的表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物，因此在运转时，以预先形成在铁基烧结合金表面上的氧化物为起点，在与阀的接触面上容易形成氧化物。通过在与阀的接触面上形成氧化物，可以限制阀与阀座间的金属接触，阀座的耐磨损性提高。而且，通过将铁基烧结合金的截面上以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率设定为5?20%，能够在保持强度的同时，提高耐磨损性。本专利技术的阀座优选为，所述铁基烧结合金含有硬质颗粒，所述硬质颗粒由含有选自周期表4a?6a族中一种以上元素的金属间化合物、碳化物、硅化物、氮化物及硼化物中至少一种化合物形成，在安装在汽缸盖上之前的状态下，所述铁基烧结合金的截面上的所述硬质颗粒的平均面积率为5?45%。根据这种方式，通过硬质颗粒可以限制铁基烧结合金的塑性流动，能够进一步提高耐磨损性。本专利技术的阀座优选为，所述硬质颗粒的硬度为600?1600HV。(三)有益效果根据本专利技术，能够提供一种强度及耐磨损性优异的阀座。【附图说明】图1是表示以组成I的铁基烧结合金的四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率与强度比之间关系的图表。图2是表示以组成2的铁基烧结合金的四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率与强度比之间关系的图表。图3是表示以组成I的铁基烧结合金的四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率与磨损量比之间关系的图表。图4是表示以组成2的铁基烧结合金的四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率与磨损量比之间关系的图表。图5是使用组成3的铁基烧结合金的阀座在耐磨损性试验前的截面组织照片及氧图谱(酸素V y 7°)图像。图6是使用组成4的铁基烧结合金的阀座在耐磨损性试验前的截面组织照片及氧图谱图像。图7是使用组成3的铁基烧结合金的阀座在耐磨损性试验后的截面组织照片及氧图谱图像。图8是阀座磨损试验机的示意图。【具体实施方式】本专利技术的阀座由通过氧化处理，在表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物的铁基烧结合金构成。在本专利技术中，阀座在安装在汽缸盖上之前的状态下，铁基烧结合金的截面上以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率必须为5?20%，优选为7?15%。如果以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率为上述范围，则能够制成强度及耐磨损性优异的阀座。如果平均面积率大于20%，则径向压溃强度下降，由于阀在阀座上就位时的冲击而变得容易损坏。如果小于5%，则耐磨损性差。另外，在本专利技术中，如后述的实施例所示，使用扫描型电子显微镜观察铁基烧结合金的任意截面，使用能量色散X射线分析仪(EDX)的氧图谱对该观察图像求出氧图谱，将得到的氧图谱数据的亮度二值化，求出亮度5以上的面积比，将N= 3处/个XlO点的平均值作为以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率。在本专利技术中，优选地，用于阀座的铁基烧结合金含有硬质颗粒，所述硬质颗粒由含有选自周期表4a~6a族中一种以上元素的金属间化合物、碳化物、硅化物、氮化物及硼化物中至少一种化合物形成。而且，在安装在汽缸盖上之前的状态下，铁基烧结合金的截面上的硬质颗粒的平均面积率优选为5~45%，更加优选为15~45%。通过使铁基烧结合金含有上述硬质颗粒，能够限制阀座的塑性流动，能够进一步提高耐磨损性。如果硬质颗粒的平均面积率大于45%，呈现出在制造性差的同时，铁基烧结合金的密度下降，强度下降的倾向。如果小于5%,则对耐磨损性的添加效果减少。另外，在本专利技术中，如后述的实施例所示，使用光学显微镜或电子显微镜以200倍观察阀座的任意截面，将ImmX Imm范围的截面组织照片的硬质颗粒部描在座标纸上并求出面积，将四处的测定值的平均值作为硬质颗粒的平均面积率。硬质颗粒的硬度优选为600~1600HV，更加优选为650~1400HV。如果小于600HV，则耐磨损性不足，如果大于1600HV，则作为相应材料的阀的磨损增加。另外，在本专利技术中，硬质颗粒的硬度是依据JISZ2244 “维氏硬度试验一试验方法”而测定的值。作为硬质颗粒的具体例，可以列举Fe-Mo (铁钥)、Fe-Cr (铁铬)、Co-Mo-Cr等金属间化合物，分散有Cr、Mo等的碳化物的Fe基、Co基或Ni基合金，分散有Cr、Mo等的硅化物的Fe基、Co基或Ni基合金，分散有Cr、Mo等的氮化物的Fe基、Co基或Ni基合金，分散有Cr、Mo等的硼化物的Fe基、Co基或Ni基合金。其中，Fe-Mo (铁钥)、Fe-Cr (铁铬)、Co-Mo-Cr等金属间化合物、分散有Cr、Mo等的碳化物的Fe基、Co基或Ni基合金的硬度为600~1600HV，可以优选使用。本专利技术的阀座的制造方法没有特别限定，例如可以如下所述地进行制造。在纯铁粉、Cr钢粉、Mn钢粉、MnCr钢、CrMo钢粉、NiCr钢粉、NiCrMo钢粉、工具钢粉、高速度钢粉、Co合金钢粉、Ni钢粉等原料铁粉中，作为任意成分，添加添加元素(C、Cu、N1、Cr、Mo、Co、P、Mn等)、硬质颗粒、固体润滑剂(氟化韩、硫化猛、硫化钥、硫化鹤、硫化铬、顽火辉石、滑石、氮化硼等)，并混合。各原料的混合比例没有特别限定。例如，可以列举30~99%质量的原料铁粉、O~50%质量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀座，其使用铁基烧结合金，其特征在于，通过氧化处理，在所述铁基烧结合金的表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物；在安装在汽缸盖上之前的状态下，所述铁基烧结合金的截面上以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率为5～20％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.29 JP 2011-2603371.一种阀座，其使用铁基烧结合金，其特征在于， 通过氧化处理，在所述铁基烧结合金的表面及内部形成以四氧化三铁为主体的氧化物； 在安装在汽缸盖上之前的状态下，所述铁基烧结合金的截面上以四氧化三铁为主体的氧化物的平均面积率为5~20%。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山善夫，花田房宣，原松太郎，
申请(专利权)人：帝伯爱尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP