[发明专利]装入制冷剂空心提升阀及其制造方法

说明书

技术领域

本发明提供一种关于与阀的使用条件相应地使耐热性和耐磨性以及强度提高的装入制冷剂空心提升阀(hollow poppet valve)及其制造方法的技术。特别是，提供一种关于通过焊接将盖与一体地被形成在圆筒状的挺杆部的一端上的圆角(fillet)区域一体化的空心提升阀及其制造方法。

背景技术

作为这种以往的技术，下述专利文献1中所公开的技术已被公知。以往的空心提升阀的前端部，如图8所示，将位于与G区域相当的圆柱形的挺杆部的上方的圆角区域的开口缘部做成厚壁，将与盖之间的焊接部A设置在与面部表面150隔开间距的厚壁部内侧。因此，焊接后的面部表面150(图8的E区域：从300～349HV)的维氏硬度，与可以看到是因焊接热的影响而下降的A，B，C，D的各区域相比，被维持在高的硬度，由此，做成了对面部表面150附加了在与气缸侧的反复接触时(阀的开闭动作时)尽可能保持充分的紧密接触性的耐磨性的结构。

上述那样的以往技术，在尽可能地维持面部表面150的硬度的同时，对以圆角区域140(图8的F区域：从350HV～399HV)为代表的阀的其他部位，也是考虑到了通过使硬度尽可能地提高能够保持疲劳强度及蠕变强度等的结构。

专利文献1：国际公开WO00/47876号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，本申请的发明人在对实际使用之际的空心提升阀中的强度进行测定研究后，根据图9和图10发现，圆角区域140等被暴露在高温中的部位，由于通过加工形成的硬度有导致疲劳强度和蠕变强度下降的危险。

图9是将在空心提升阀中使用的奥氏体系不锈钢坯料冷加工成3种(维氏硬度151，316，380HV)硬度，在不同的温度条件下(横轴)以及1千万次循环使用下进行试验，表示疲劳强度(纵轴)的变化的试验结果。另外，图10是对与图9同样坯料的阀，将在600℃温度下进行了试验之际的蠕变强度(纵轴)相对于经过的时间(横轴：拉森密勒参量值)的变化，与图9同样地基于冷加工成3种硬度的情况表示的图。

根据图9可以认为，越提高硬度，阀坯料的疲劳强度也越提高，在从常温(25℃)到400℃之间使用时的疲劳强度下降的比例，对于任何硬度来说都比较平稳。但是，在400℃以上的温度下使用时可以判断，坯料的疲劳强度下降的比例，与硬度151HV和316HV相比，最硬的380HV极端地增大。

即，在采用硬度380HV的情况下，可以判断，在400℃以上的温度下使用时疲劳强度急剧下降，在600℃时，大大低于硬度316HV的疲劳强度，一直下降到与硬度151HV无大差别的疲劳强度。

另一方面，根据图9，对于阀坯料的蠕变强度来说还可判断，在采用硬度380HV在600℃使用时，随着时间的经过，与硬度151及316HV的部位相比也大幅度地下降。另外，在采用硬度380HV在600℃下使用时的疲劳强度及蠕变强度大幅度下降的原因被推定为，通过加工成硬度380HV，加工后的组织发生了再结晶相变。

因此，圆角区域14、即阀的头部，因为被推定为当在超过500℃的高温下进行阀的开闭动作时，通过阀的面部表面150与气缸侧密封面反复接触，前述头部受到拉伸负荷，所以可以说在通过冷加工，加工硬度过分提高的情况下，不能维持使用时所需要的疲劳强度及蠕变强度，存在着发生破断等的问题的危险。

另一方面，与头部的下方连续的相当于图8中的G区域的挺杆部，即圆柱形的轴部，因为与头部同样地从气缸侧受到反复拉伸负荷，而且也是相对于导向部滑动的部位，所以在加工成与头部完全一样的硬度的情况下，存在着不能对负荷保持必要的疲劳强度和对滑动保持耐磨性的方面的问题。

再有，与气缸侧的密封面接触的表面部15，因为在与密封面之间的接触之际有确保紧密接触的必要性，所以如不加工成比头部高，则存在着不能保持确保紧密接触性所必要的耐磨性的方面的问题。

本发明是鉴于上述以往技术的问题而进行的，其目的在于提供一种具有通过冷加工和热处理、考虑到阀各部位的使用特性、保持了在高温高循环使用下的规定的疲劳强度及在高温使用下的蠕变强度的圆角区域(头部)的装入制冷剂空心提升阀及其制造方法，在此基础上，还提供一种具有保持了规定的疲劳强度和耐磨性的挺杆部(轴部)、或具有已具备了规定的耐磨性的面部表面(部)的装入制冷剂空心提升阀及其制造方法。

为了解决课题的手段