氣門座用的堆焊方法以及氣缸蓋的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣門座用的堆焊方法以及氣缸蓋的制造方法。
【背景技術】
[0002]在發(fā)動機的氣缸蓋設置有燃燒室、與該燃燒室連通的進氣/排氣氣孔。進而，在進氣/排氣氣孔的靠燃燒室側(cè)的開口端周緣設置有供氣門的背面抵接的氣門座。通過氣門座與氣門抵接來保持燃燒室的氣密性。
[0003]對于在高溫環(huán)境下氣門反復抵接的氣門座，要求耐熱性、耐磨損性。因此，氣門座能夠通過如下方法獲得:在氣缸蓋坯件的進氣/排氣氣孔的開口端周緣，通過機械加工形成環(huán)狀的锪孔溝槽，并在該锪孔溝槽形成由銅系合金等構成的堆焊層。
[0004]作為這樣的氣門座用的堆焊方法，公知有向锪孔溝槽供給金屬粉末并且照射激光束從而形成堆焊層的激光熔敷法。例如專利文獻I中公開了使用激光熔敷法的氣門座用的堆焊方法。
[0005]專利文獻1:日本特開平4 - 123885號公報
[0006]發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了以下課題。
[0007]在專利文獻I所公開的氣門座用的堆焊方法中，熔融金屬因重力而朝鉛垂方向下側(cè)垂下，因此，存在在所形成的堆焊層的鉛垂方向上側(cè)產(chǎn)生填充不足的顧慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種抑制了堆焊層的填充不足的氣門座用的堆焊方法。
[0009]本發(fā)明的一個方式涉及一種氣缸蓋的氣門座用的堆焊方法，
[0010]在具備燃燒室、與上述燃燒室連通的進氣用或者排氣用的氣孔、以及在上述氣孔的靠上述燃燒室側(cè)的開口端形成的環(huán)狀的锪孔溝槽的氣缸蓋坯件中，朝供給至上述锪孔溝槽的金屬粉末照射激光束，從而形成堆焊層，
[0011]其中，
[0012]設置從上述锪孔溝槽朝上述锪孔溝槽的內(nèi)側(cè)且朝上述燃燒室側(cè)突出的氣體整流壁，
[0013]照射上述激光束并且吹送氣體，利用上述氣體整流壁使上述氣體從上述锪孔溝槽的內(nèi)側(cè)朝外側(cè)流動。
[0014]借助這樣的結構，能夠抑制堆焊層的填充不足。
[0015]優(yōu)選從射出上述激光束的激光加工頭排出上述氣體。另外，優(yōu)選將上述金屬粉末與上述氣體一起從上述激光加工頭排出。并且，優(yōu)選使上述激光束的光軸和上述金屬粉末的排出軸同軸。
[0016]上述氣體整流壁既可以形成為相對于上述氣缸蓋坯件裝卸自如，也可以與上述氣缸蓋坯件形成為一體。
[0017]本發(fā)明的一個方式所涉及的氣缸蓋的制造方法具備:
[0018]形成具備燃燒室、和與上述燃燒室連通的進氣用或者排氣用的氣孔的氣缸蓋坯件的步驟；
[0019]在上述氣孔的靠上述燃燒室側(cè)的開口端形成環(huán)狀的锪孔溝槽的步驟；以及
[0020]朝供給至上述锪孔溝槽的金屬粉末照射激光束，從而形成氣門座用的堆焊層的步驟，
[0021]其中，
[0022]在形成上述堆焊層的步驟之前，設置從上述锪孔溝槽朝上述锪孔溝槽的內(nèi)側(cè)且朝上述燃燒室側(cè)突出的氣體整流壁，
[0023]在形成上述堆焊層的步驟中，照射上述激光束并且吹送氣體，利用上述氣體整流壁使上述氣體從上述锪孔溝槽的內(nèi)側(cè)朝外側(cè)流動。
[0024]借助這樣的結構，能夠抑制堆焊層的填充不足。
[0025]優(yōu)選在形成上述堆焊層的步驟中，從射出上述激光束的激光加工頭排出上述氣體。另外，優(yōu)選在形成上述堆焊層的步驟中，將上述金屬粉末與上述氣體一起從上述激光加工頭排出。并且，優(yōu)選使上述激光束的光軸和上述金屬粉末的排出軸同軸。
[0026]也可以形成為:將上述氣體整流壁形成為相對于上述氣缸蓋坯件裝卸自如，在形成上述锪孔溝槽的步驟之后，且在形成上述堆焊層的步驟之前，相對于上述氣缸蓋坯件裝配上述氣體整流壁，在形成上述堆焊層的步驟之后，將上述氣體整流壁從上述氣缸蓋坯件卸下。另一方面，也可以形成為:在形成氣缸蓋坯件的步驟中，將上述氣體整流壁與上述氣缸蓋坯件形成為一體，在形成上述堆焊層的步驟之后，利用機械加工從上述氣缸蓋坯件除去上述氣體整流壁。
[0027]此外，優(yōu)選還具備對形成有上述堆焊層的上述氣缸蓋坯件進行機械加工，形成氣門座的步驟。
[0028]借助本發(fā)明，能夠提供抑制了堆焊層的填充不足的氣門座用的堆焊方法。
【附圖說明】
[0029]圖1是示意性地示出實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法的概要的立體圖。
[0030]圖2是實施方式I所涉及的激光加工頭的剖視圖。
[0031]圖3是示出實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法的詳細情況的剖視圖。
[0032]圖4是圖3的虛線框內(nèi)的放大圖。
[0033]圖5是示出實施方式I的比較例所涉及的氣門座用的堆焊方法的詳細情況的剖視圖。
[0034]圖6是示出實施方式2所涉及的氣門座用的堆焊方法的詳細情況的剖視圖。
【具體實施方式】
[0035]以下，參照附圖對應用了本發(fā)明的【具體實施方式】詳細地進行說明。但是，并不意味著本發(fā)明限定于以下的實施方式。另外，為了使說明明確，適當?shù)睾喕韵碌挠涊d以及附圖。
[0036](實施方式I)
[0037]首先，參照圖1?4對實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法進行說明。圖1是示意性地示出實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法的概要的立體圖。圖2是實施方式I所涉及的激光加工頭的剖視圖。圖3是示出實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法的詳細情況的剖視圖。圖4是圖3的虛線框內(nèi)的放大圖。
[0038]參照圖1對實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法的概要進行說明。首先，對氣缸蓋坯件10的結構進行說明。氣缸蓋坯件10是由例如鑄鐵、鋁合金等構成的鑄件。如圖1所示，氣缸蓋坯件10具備多個燃燒室13。各燃燒室13具備進氣氣孔11以及排氣氣孔12。進而，在進氣氣孔11以及排氣氣孔12的各個，在靠燃燒室13側(cè)的開口端周緣通過機械加工形成有堆焊層形成用的锪孔溝槽14。
[0039]圖1所示的氣缸蓋坯件10是4缸16氣門用的氣缸蓋坯件，在4個燃燒室13的各個分別各具備兩個進氣氣孔11以及兩個排氣氣孔12。當然，燃燒室13、進氣氣孔11以及排氣氣孔12的個數(shù)并不限定于圖1的例子，而是可以適當?shù)貨Q定。
[0040]如圖1所示，從激光加工頭40朝锪孔溝槽14供給金屬粉末，并且照射激光束(光軸A2)，從而形成堆焊層。通過激光加工頭40以環(huán)狀的锪孔溝槽14的中心軸Al為軸旋轉(zhuǎn)一圈，能夠在锪孔溝槽14的整周形成堆焊層。中心軸Al是通過锪孔溝槽14的中心、且與锪孔溝槽14的底面垂直的軸。
[0041]接下來，參照圖2對激光加工頭40的結構進行說明。激光加工頭40具備內(nèi)側(cè)噴嘴41、外側(cè)噴嘴42、原料供給管43。S卩，激光加工頭40具有由均以激光束30的光軸A2作為中心軸的內(nèi)側(cè)噴嘴41以及外側(cè)噴嘴42構成的同軸雙重管構造。具體而言，從內(nèi)側(cè)噴嘴41射出激光束30。并且，從內(nèi)側(cè)噴嘴41與外側(cè)噴嘴42之間排出經(jīng)由原料供給管43供給的惰性氣體以及金屬粉末。即，金屬粉末以及惰性氣體的排出軸與激光束30的光軸A2同軸。作為惰性氣體，例如能夠列舉氬氣、氮氣。這樣，激光束的照射和金屬粉末以及惰性氣體的供給一體化，由此能夠使激光加工裝置緊湊。另外，在圖1中省略了原料供給管43。
[0042]接下來，參照圖3、4對實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法的詳細情況進行說明。首先，如圖3所示，在實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法中，在氣缸蓋坯件10中，在進氣氣孔11以及排氣氣孔12的靠燃燒室13側(cè)的端部設置有氣體整流壁15。氣體整流壁15是用于對用于從激光加工頭40排出金屬粉末的氣體流進行整流的部分。對于氣門座用的堆焊方法，在進氣氣孔11側(cè)和排氣氣孔12側(cè)相同，因此對進氣氣孔11側(cè)進行說明。
[0043]首先，如圖4所示，在鑄造坯件10的進氣氣孔11的靠燃燒室13側(cè)的開口端周緣，通過機械加工形成環(huán)狀的锪孔溝槽14。锪孔溝槽14具備底面14a、斜面14b、側(cè)壁14c。在锪孔溝槽14的角部，容易在堆焊層20產(chǎn)生缺陷。然而，借助設置于底面14a與側(cè)壁14c之間的斜面14b，能夠抑制锪孔溝槽14的角部處的堆焊層20的缺陷。
[0044]接下來，從激光加工頭40朝锪孔溝槽14供給金屬粉末，并且照射激光束(光軸A2)。由此，在锪孔溝槽14的內(nèi)部，金屬粉末熔融?凝固，形成堆焊層20。這里，由于激光加工頭40以環(huán)狀的锪孔溝槽14的中心軸Al為軸旋轉(zhuǎn)一圈，因此能夠在锪孔溝槽14的整周形成堆焊層20。
[0045]如上所述，在實施方式I所涉及的氣門座用的堆焊方法中，在氣缸蓋坯件10中，在進氣氣孔11的靠燃燒室13側(cè)的開口端設置有氣體整流壁15。如圖4所示，氣體整流壁15朝锪孔溝槽14的內(nèi)徑方向、且從底面14a朝燃燒室13側(cè)突出。本實施方式所涉及的氣體整流壁15以裝卸自如的方式裝配于進氣氣孔11的靠燃燒室13側(cè)的開口端。具體而言，氣體整流壁15在形成堆焊層20之前裝配，且在形成堆焊層20之后卸下。氣體整流壁15具備:從锪孔溝槽14的底面14a朝燃燒室13側(cè)突出的