气门座用的堆焊方法以及气缸盖的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气门座用的堆焊方法以及气缸盖的制造方法。
【背景技术】
[0002]在发动机的气缸盖设置有燃烧室、与该燃烧室连通的进气/排气气孔。进而，在进气/排气气孔的靠燃烧室侧的开口端周缘设置有供气门的背面抵接的气门座。通过气门座与气门抵接来保持燃烧室的气密性。
[0003]对于在高温环境下气门反复抵接的气门座，要求耐热性、耐磨损性。因此，气门座能够通过如下方法获得:在气缸盖坯件的进气/排气气孔的开口端周缘，通过机械加工形成环状的锪孔沟槽，并在该锪孔沟槽形成由铜系合金等构成的堆焊层。
[0004]作为这样的气门座用的堆焊方法，公知有向锪孔沟槽供给金属粉末并且照射激光束从而形成堆焊层的激光熔敷法。例如专利文献I中公开了使用激光熔敷法的气门座用的堆焊方法。
[0005]专利文献1:日本特开平4 - 123885号公报
[0006]发明者发现了以下课题。
[0007]在专利文献I所公开的气门座用的堆焊方法中，熔融金属因重力而朝铅垂方向下侧垂下，因此，存在在所形成的堆焊层的铅垂方向上侧产生填充不足的顾虑。
【发明内容】
[0008]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种抑制了堆焊层的填充不足的气门座用的堆焊方法。
[0009]本发明的一个方式涉及一种气缸盖的气门座用的堆焊方法，
[0010]在具备燃烧室、与上述燃烧室连通的进气用或者排气用的气孔、以及在上述气孔的靠上述燃烧室侧的开口端形成的环状的锪孔沟槽的气缸盖坯件中，朝供给至上述锪孔沟槽的金属粉末照射激光束，从而形成堆焊层，
[0011]其中，
[0012]设置从上述锪孔沟槽朝上述锪孔沟槽的内侧且朝上述燃烧室侧突出的气体整流壁，
[0013]照射上述激光束并且吹送气体，利用上述气体整流壁使上述气体从上述锪孔沟槽的内侧朝外侧流动。
[0014]借助这样的结构，能够抑制堆焊层的填充不足。
[0015]优选从射出上述激光束的激光加工头排出上述气体。另外，优选将上述金属粉末与上述气体一起从上述激光加工头排出。并且，优选使上述激光束的光轴和上述金属粉末的排出轴同轴。
[0016]上述气体整流壁既可以形成为相对于上述气缸盖坯件装卸自如，也可以与上述气缸盖坯件形成为一体。
[0017]本发明的一个方式所涉及的气缸盖的制造方法具备:
[0018]形成具备燃烧室、和与上述燃烧室连通的进气用或者排气用的气孔的气缸盖坯件的步骤；
[0019]在上述气孔的靠上述燃烧室侧的开口端形成环状的锪孔沟槽的步骤；以及
[0020]朝供给至上述锪孔沟槽的金属粉末照射激光束，从而形成气门座用的堆焊层的步骤，
[0021]其中，
[0022]在形成上述堆焊层的步骤之前，设置从上述锪孔沟槽朝上述锪孔沟槽的内侧且朝上述燃烧室侧突出的气体整流壁，
[0023]在形成上述堆焊层的步骤中，照射上述激光束并且吹送气体，利用上述气体整流壁使上述气体从上述锪孔沟槽的内侧朝外侧流动。
[0024]借助这样的结构，能够抑制堆焊层的填充不足。
[0025]优选在形成上述堆焊层的步骤中，从射出上述激光束的激光加工头排出上述气体。另外，优选在形成上述堆焊层的步骤中，将上述金属粉末与上述气体一起从上述激光加工头排出。并且，优选使上述激光束的光轴和上述金属粉末的排出轴同轴。
[0026]也可以形成为:将上述气体整流壁形成为相对于上述气缸盖坯件装卸自如，在形成上述锪孔沟槽的步骤之后，且在形成上述堆焊层的步骤之前，相对于上述气缸盖坯件装配上述气体整流壁，在形成上述堆焊层的步骤之后，将上述气体整流壁从上述气缸盖坯件卸下。另一方面，也可以形成为:在形成气缸盖坯件的步骤中，将上述气体整流壁与上述气缸盖坯件形成为一体，在形成上述堆焊层的步骤之后，利用机械加工从上述气缸盖坯件除去上述气体整流壁。
[0027]此外，优选还具备对形成有上述堆焊层的上述气缸盖坯件进行机械加工，形成气门座的步骤。
[0028]借助本发明，能够提供抑制了堆焊层的填充不足的气门座用的堆焊方法。
【附图说明】
[0029]图1是示意性地示出实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法的概要的立体图。
[0030]图2是实施方式I所涉及的激光加工头的剖视图。
[0031]图3是示出实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法的详细情况的剖视图。
[0032]图4是图3的虚线框内的放大图。
[0033]图5是示出实施方式I的比较例所涉及的气门座用的堆焊方法的详细情况的剖视图。
[0034]图6是示出实施方式2所涉及的气门座用的堆焊方法的详细情况的剖视图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图对应用了本发明的【具体实施方式】详细地进行说明。但是，并不意味着本发明限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，适当地简化以下的记载以及附图。
[0036](实施方式I)
[0037]首先，参照图1?4对实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法进行说明。图1是示意性地示出实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法的概要的立体图。图2是实施方式I所涉及的激光加工头的剖视图。图3是示出实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法的详细情况的剖视图。图4是图3的虚线框内的放大图。
[0038]参照图1对实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法的概要进行说明。首先，对气缸盖坯件10的结构进行说明。气缸盖坯件10是由例如铸铁、铝合金等构成的铸件。如图1所示，气缸盖坯件10具备多个燃烧室13。各燃烧室13具备进气气孔11以及排气气孔12。进而，在进气气孔11以及排气气孔12的各个，在靠燃烧室13侧的开口端周缘通过机械加工形成有堆焊层形成用的锪孔沟槽14。
[0039]图1所示的气缸盖坯件10是4缸16气门用的气缸盖坯件，在4个燃烧室13的各个分别各具备两个进气气孔11以及两个排气气孔12。当然，燃烧室13、进气气孔11以及排气气孔12的个数并不限定于图1的例子，而是可以适当地决定。
[0040]如图1所示，从激光加工头40朝锪孔沟槽14供给金属粉末，并且照射激光束(光轴A2)，从而形成堆焊层。通过激光加工头40以环状的锪孔沟槽14的中心轴Al为轴旋转一圈，能够在锪孔沟槽14的整周形成堆焊层。中心轴Al是通过锪孔沟槽14的中心、且与锪孔沟槽14的底面垂直的轴。
[0041]接下来，参照图2对激光加工头40的结构进行说明。激光加工头40具备内侧喷嘴41、外侧喷嘴42、原料供给管43。S卩，激光加工头40具有由均以激光束30的光轴A2作为中心轴的内侧喷嘴41以及外侧喷嘴42构成的同轴双重管构造。具体而言，从内侧喷嘴41射出激光束30。并且，从内侧喷嘴41与外侧喷嘴42之间排出经由原料供给管43供给的惰性气体以及金属粉末。即，金属粉末以及惰性气体的排出轴与激光束30的光轴A2同轴。作为惰性气体，例如能够列举氩气、氮气。这样，激光束的照射和金属粉末以及惰性气体的供给一体化，由此能够使激光加工装置紧凑。另外，在图1中省略了原料供给管43。
[0042]接下来，参照图3、4对实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法的详细情况进行说明。首先，如图3所示，在实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法中，在气缸盖坯件10中，在进气气孔11以及排气气孔12的靠燃烧室13侧的端部设置有气体整流壁15。气体整流壁15是用于对用于从激光加工头40排出金属粉末的气体流进行整流的部分。对于气门座用的堆焊方法，在进气气孔11侧和排气气孔12侧相同，因此对进气气孔11侧进行说明。
[0043]首先，如图4所示，在铸造坯件10的进气气孔11的靠燃烧室13侧的开口端周缘，通过机械加工形成环状的锪孔沟槽14。锪孔沟槽14具备底面14a、斜面14b、侧壁14c。在锪孔沟槽14的角部，容易在堆焊层20产生缺陷。然而，借助设置于底面14a与侧壁14c之间的斜面14b，能够抑制锪孔沟槽14的角部处的堆焊层20的缺陷。
[0044]接下来，从激光加工头40朝锪孔沟槽14供给金属粉末，并且照射激光束(光轴A2)。由此，在锪孔沟槽14的内部，金属粉末熔融?凝固，形成堆焊层20。这里，由于激光加工头40以环状的锪孔沟槽14的中心轴Al为轴旋转一圈，因此能够在锪孔沟槽14的整周形成堆焊层20。
[0045]如上所述，在实施方式I所涉及的气门座用的堆焊方法中，在气缸盖坯件10中，在进气气孔11的靠燃烧室13侧的开口端设置有气体整流壁15。如图4所示，气体整流壁15朝锪孔沟槽14的内径方向、且从底面14a朝燃烧室13侧突出。本实施方式所涉及的气体整流壁15以装卸自如的方式装配于进气气孔11的靠燃烧室13侧的开口端。具体而言，气体整流壁15在形成堆焊层20之前装配，且在形成堆焊层20之后卸下。气体整流壁15具备:从锪孔沟槽14的底面14a朝燃烧室13侧突出的