[發明專利]鐵基燒結合金制閥座

無效

• 申請號: 201280005998.3
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN103328776A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 高橋林太郎;逸見浩二;鹿內周一
• 申請（專利權）人: 株式會社理研
• 主分類號: F01L3/02
• 分類號: F01L3/02;B22F1/00;B22F5/00;C22C27/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及內燃機的閥座，尤其是涉及在因氣筒內燃料噴射而導致潤滑狀態稀薄的條件下使用的鐵基燒結合金制閥座。

背景技術

在內燃機中，出于環境對應的考慮，謀求燃料消耗費的提高、低排放化、高輸出化，因燃燒狀態的高負載化、發動機規格的高負載化而要求構成燃燒室的部件在寬廣的使用溫度范圍內進一步提高耐磨損性。作為進氣閥、排氣閥的閥座的具有保持燃燒室的氣密的功能的閥座也暴露于燃燒時的燃燒壓，并且在閥的往復運動的作用下反復受到較強沖擊。并且，閥在進行往復運動的同時以閥軸為中心而旋轉自如，與閥接觸的閥座的滑動面需要耐磨損性。尤其是在向氣筒內直接噴射燃料的DI(Direct?Injection)型內燃機中，在閥與閥座的滑動面形成因燃料導致的無潤滑作用的無潤滑狀態下的滑動，在閥座處要求強于以往的耐磨損性的提高。因此，例如日本特開2003-166025號公報所公開的那樣，將通過使氟化鈣等固體潤滑材料大量地分散到基體中來提高自潤滑性、而使無潤滑狀態下的耐磨損性提高的鐵系燒結合金應用于閥座。

然而，在將氟化鈣作為固體潤滑材料大量分散到基體中的現有的鐵系燒結合金所制成的閥座中，燒結體的強度變低，在低溫區域下的耐磨損性不夠，在寬廣的使用溫度區域下的應用中存在問題。并且，作為硬質顆粒而僅含有鉬鐵合金的現有鐵系燒結合金制閥座的耐磨損性在寬廣的使用溫度區域下也不夠。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的課題在于提供一種鐵基燒結合金制閥座，其能夠在與燃料消耗費的提高、低排放化、高輸出化對應的DI型內燃機中使用，且在寬廣的溫度區域中具有高耐磨損性。

解決方案

本申請的發明者通過深入研究，其結果發現，通過對分散于鐵基燒結合金制閥座的基體中的固體潤滑材料的添加量進行限定，并且使硬度不同的至少兩種硬質顆粒分散到基體中，能夠同時賦予高強度與自潤滑性，在無潤滑狀態下也能夠在寬廣的溫度區域中顯著提高耐磨損性。

即，本發明是使硬度不同的至少兩種的硬質顆粒與固體潤滑材料分散的鐵基燒結合金制閥座，其特征在于，所述鐵基燒結合金制閥座使上述固體潤滑材料分散0.2～0.8質量％。

優選的是，硬度不同的至少兩種上述硬質顆粒包括第一硬質顆粒與第二硬質顆粒，作為第一硬質顆粒而使平均顆粒直徑為50～150μm、維氏硬度為Hv800～1200的硬質顆粒分散2～8質量％，并且作為第二硬質顆粒而使平均顆粒直徑為10～150μm、維氏硬度為Hv400～750的硬質顆粒分散5～15質量％。作為硬質顆粒，能夠使用Fe-Mo系合金顆粒、Fe-Cr-Mo-V系合金顆粒、Co-Mo-Cr系合金顆粒。尤其是，優選第一硬質顆粒是包括以質量％計Mo：40～70％、Si：0.1～2.0％、剩余部分為Fe及不可避免的雜質在內的Fe-Mo-Si合金顆粒，第二硬質顆粒是包括以質量％計C：0.2～0.5％、Cr：0.5～5％、Mo：1～5％、V：2～5％、剩余部分為Fe及不可避雜質在內的Fe-C-Cr-Mo-V合金顆粒。

此外，優選的是，供硬度不同的至少兩種的上述硬質顆粒與固體潤滑材料分散的基體部的組成包括以質量％計C：0.5～2.5％、Si：0.4～2％、Mo：0.5～5％、Ni：1～5％、剩余部分為Fe及不可避雜質，并且，優選上述基體相包含回火馬氏體相及珠光體相。

此外，優選的是，作為固體潤滑材料，是從MnS、MoS₂等硫化物、BN等氮化物中選擇出的一種以上的粉末，其平均顆粒直徑為2～50μm。

發明效果

本發明的鐵基燒結合金制閥座通過使固體潤滑材料分散0.2～0.8質量％、并且使硬度不同的至少兩種的硬質顆粒分散于基體中，能夠同時賦予高強度與自潤滑性，在無潤滑狀態下也能夠在寬廣的溫度區域中顯著提高耐磨損性。對于兩種硬質顆粒，構成一方的硬質顆粒的元素的一部分固溶到基材中或與基體中的元素形成化合物而強化基體，并且對構成另一方的硬質顆粒的元素向基材的固溶進行抑制并提高抗軟化性，從而有助于高溫及低溫下的耐磨損性的提高。由此，作為在向氣筒內直接噴射燃料的DI型內燃機中使用的閥座，即使在潤滑稀薄的條件下及150～350℃的從低溫度區域到高溫度區域的寬廣的溫度區域內的使用中也顯現出優良的耐磨損性。本發明的鐵基燒結合金制閥座能夠尤其適宜用作進氣用閥座。

附圖說明

圖1是表示本發明的鐵基燒結合金制閥座的評價所使用的單體磨損試驗的概要的圖。