专利名称：内燃机燃料喷射喷嘴、喷嘴坯料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机燃料喷射用喷嘴，涉及一种适于用于内燃机中特别是柴油发动机的、耐久性优异且低价的燃料喷射喷嘴、喷嘴坯料及其制造方法。
背景技术：
对于配置在船舶等用的内燃机的燃烧室中的燃料喷射喷嘴1，以往以来采用下述如例如图5的剖视图所示那样的构造具有在一方的端部形成有喷射口加并在另一方的端部形成有针阀3的阀座4的喷嘴头(喷嘴)2、和能够与该喷嘴头(喷嘴)2的阀座4抵接地配设的针阀3，能够将经由燃料通路Ia从燃料箱(未图示)供给的燃料以既定的时机从喷射口 2a喷射。因此，考虑到耐热性、耐侵蚀性，喷嘴头(喷嘴)2例如使用高速工具钢SKH51来制作。但是，在近年来伴随着发动机的高性能化的严酷的使用条件下，在这样的喷嘴头 (喷嘴)的情况下，耐久性低，为了进一步延长喷嘴头(喷嘴)的寿命，期望提高耐久性。针对这样的期望，例如在专利文件1中提出了一种能够提高喷嘴尖部(喷嘴)的寿命的柴油机用燃料喷射喷嘴。在专利文件1所记载的技术中，利用高M-Cr-Al类合金来形成喷嘴尖部(喷嘴)，进而令喷嘴尖部(喷嘴)与阀座分体，令阀座的材料为比喷嘴尖部(喷嘴) 的材质硬度更高的材料(参见图1、图2)。此外，在专利文件1所记载的技术中，优选进一步令喷嘴尖部(喷嘴)分体为顶端部和基端部，露出到燃烧室内的顶端部为高Ni-Cr-Al类合金、且被安装用帽覆盖的基端部为硬度比喷嘴尖部(喷嘴)的材质还高的材料，将两者冶金地接合而成为一体。根据专利文件1所记载的技术，能够显著地延长喷嘴尖部(喷嘴)的寿命。此外，在专利文件2中，提出有一种喷射喷嘴用喷嘴头(喷嘴)，其由将C、Al、Ti、 Fe、N、0以及氧化钇一起合金化而成的机械合金化铬镍钢合金构成。专利文件2所记载的技术的喷嘴头(喷嘴)在柴油发动机这样的内燃机的燃烧室中的侵蚀性、化学性以及热环境中，与以往的喷嘴头(喷嘴)相比，能够具有期间为大致两倍的耐用年限。另外，在专利文件 2中，记载有下述内容如果利用名称为“因科镍合金MA758”(商标名)的合金来制造喷射喷嘴用喷嘴头(喷嘴)，则耐用年限变为两倍或者三倍。在专利文件1、专利文件2所记载的技术中，令喷射喷嘴用喷嘴头(喷嘴)的至少露出到内燃机的燃烧室内的顶端部为高M-Cr-Al类合金、或者机械合金化铬镍钢制，从而提高喷射喷嘴用喷嘴头(喷嘴)的耐久性。而且，在专利文件1所记载的技术中，优选令喷射喷嘴用喷嘴头(喷嘴)的顶端部与基端部为不同材料制的分体部件，且借助熔接、压接等的冶金性接合来使其一体化。此外，在专利文件5中，记载有图8所示方式的燃料喷射喷嘴。专利文件5所记载的燃料喷射喷嘴1含有单一体的基体(中心部件)2b、和在其下部末端包覆有被覆件(外覆件)2c的喷嘴头(喷嘴)2。在基体2b的长轴方向上形成有长轴方向孔，该长轴方向孔具有上部区域、配置于其下部而用于喷嘴针(针阀)3的水压动作的压力室、和配置于其下部的下部区域。在专利文件5所记载的技术中，被覆件(外覆件)2c由耐高温腐蚀性合金形成。耐高温腐蚀性合金制的被覆件与基体的接合适宜使用激光应用法、等离子喷射、熔接或者粉末冶金法等。作为这样的组合不同材料的构造的喷嘴制造方法，取代令顶端部与基端部分体并使用熔接、压接等的冶金性接合，最近提出使用例如利用了焊接的接合的喷嘴的制造方法。例如，在专利文件3中，记载了图6所示的方式的喷嘴。专利文件3所记载的喷嘴 2为下述喷嘴具有中心部件2b与包围该中心部件的下方部分的外覆件2c，所述中心部件 2b具有与多个喷嘴孔(喷射口 2a)连通的中心的长度方向槽且具有下方部分，该中心部分 2b与该外覆件2c相互被焊接。而且，在专利文件3所记载的技术中，利用耐腐蚀性合金构成外覆件2c，利用具有士500MI^的疲劳强度的铁类合金来构成中心部件2b。由此，能够提供长寿命的喷嘴。另外，在专利文件3所记载的技术中，针阀3载持环状的封闭部件3a，该封闭部件3a用于在喷射结束时迅速地关闭喷射孔加。但是，在专利文件3所记载的技术中，存在焊接工序复杂而导致生产性降低的问题。此外，在专利文件4中记载了一种图7所示的方式的柴油发动机燃料阀用喷嘴。 专利文件4所记载的喷嘴中，利用由耐腐蚀性的第一合金构成的第一材料来构成外侧区域 (外覆件)2c，利用由第二合金构成的第二材料来构成外侧区域以外的其他区域(中心部件) 2b，且其间的边界区域由具有不存在微小裂纹的固化了的(一体形成的)构造的材料构成。 在专利文件4所记载的技术中，优选第一合金为具有耐腐蚀性的合金，第二合金为具有比第一合金高的疲劳强度的合金。专利文件1 日本实开平1-134773号公报专利文件2 日本特开平7-19147号公报
专利文件3 日本特表2005-537438号公报专利文件4 日本特表2006-502334号公报专利文件5 日本特开2000-73919号公报
在专利文件4中，作为制造顶端部为不同材料的双层构造的喷嘴的方法的一例，示出有例如图4所示的利用了粉末冶金的方法。将形成喷嘴的外侧区域(喷嘴顶端部外面侧)以外的区域的中间部件(芯材)10禾Ij 用第二合金构成的熔炼材等成形为预定的形状(与作为完成品的喷嘴2的内面侧部件22近似的形状)。然后将成形后的中间部件(芯材)10插入到铸模(容器)100内。铸模100包括底壁14、侧壁15、罩16、填充喷嘴17。进而，经由填充喷嘴17向铸模(容器)100内向中间部件(芯材)10的周围的空洞部填充构成喷嘴的外侧区域(喷嘴顶端部外面侧)的第一合金的粉末。之后，根据需要对铸模进行吸引而以气密状态将其封闭。之后，将铸模100加热到既定的温度，进行热等静压冲压处理(HIP处理)并进行烧结，固化为没有孔的致密体，成为顶端部为不同材料的双层构造的喷嘴用坯料。对该坯料进行机械加工而形成期望形状的喷嘴2 (完成品)。但是，在该方法中，大量地使用构成外覆件(喷嘴顶端部外面侧部件)21的高价的材料，而且大部分需要通过机械加工除去，材料成本变高，存在燃料喷射喷嘴的制造费用变高的问题。此外，构成外覆件(喷嘴顶端部外面侧部件)的材料大多是较硬而难以加工的难加工材料，机械加工需要较长时间，存在燃料喷射喷嘴的生产性降低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内燃机燃料喷射喷嘴、喷嘴坯料及其制造方法，其能够解决上述现有技术的问题，至少能够应用于图6 图8所示的方式的内燃机燃料喷射用喷嘴，制造工序简单、生产性高且能够低价、高精度地制造。另外，作为本发明的对象的喷嘴是内燃机、其中的柴油发动机的燃料喷射喷嘴用。柴油发动机也可以是四冲程十字头发动机， 但特别优选是两冲程十字头发动机。该发动机经常在甚至含有硫的重燃料油下工作。因此， 对于在该发动机中使用的喷嘴，对喷嘴的寿命有严苛的要求。本发明者为了实现上述目的而想到了金属粉末注射成形法(MIM法)的应用。进而想到了应用MIM法而构成喷嘴、分别成形喷嘴本体22和与该喷嘴本体22为不同的材料制的覆盖该喷嘴本体的顶端部外面侧的喷嘴顶端部外面侧部件21。而且，如果令它们重合 (组合)并接合而一体化，则能够利用一次的成形、接合处理而成形为接近完成品的形状，能够实现材料成本、机械加工成本的降低，并且能够显著地提高生产性。本发明是基于上述认知并重复研究而完成的。即，本发明的要旨如下。(1) 一种内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料，是具有喷嘴本体、和由与该喷嘴本体不同的材料制成且配设为覆盖该喷嘴本体的顶端部外面侧的喷嘴顶端部外面侧部件的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料，其特征在于，上述喷嘴本体由金属粉末注射成形法成形，上述喷嘴顶端部外面侧部件与上述喷嘴本体分开地利用金属粉末注射成形法成形，令该喷嘴本体与该喷嘴顶端部外面侧部件重合、接合一体化而成。( 2 )在(1)的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料中，其特征在于，上述喷嘴本体是热模具用合金工具钢制或者高速工具钢制，上述喷嘴顶端部外面侧部件是M基超合金制。(3)—种内燃机燃料喷射喷嘴，对于(1)或(2)的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料精加工既定的喷射口、中心孔而成。(4) 一种内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，是具有喷嘴本体、和由与该喷嘴本体不同的材料制成且配设为覆盖该喷嘴本体的顶端部外面侧的喷嘴顶端部外面侧部件的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，其特征在于，将上述喷嘴本体利用金属粉末注射成形法成形为既定的形状而成为喷嘴本体成形体，接着对该喷嘴本体成形体实施脱脂工序而形成喷嘴本体脱脂体，与之分开地将上述喷嘴顶端部外面侧部件利用金属粉末注射成形法成形为既定的形状而成为喷嘴顶端部外面侧部件成形体，接着对该喷嘴顶端部外面侧部件成形体实施脱脂工序而形成喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体，之后将该喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体以覆盖上述喷嘴本体脱脂体的顶端部外面侧的方式重合配设，接着进行扩散烧结，将上述喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体与上述喷嘴本体脱脂体接合一体化， 形成内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料。(5)在(4)的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法中，其特征在于，在上述扩散烧结后，进行热等静压冲压处理。(6)在(4)或(5)的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法中，其特征在于， 在上述扩散烧结时，预先在上述喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体与上述喷嘴本体脱脂体的接合界面处涂敷接合用涂敷剂。( 7 )在(6 )的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法中，其特征在于，上述接合用涂敷剂是将与构成上述喷嘴本体或者上述喷嘴顶端部外面侧部件的金属粉末同种的金属粉末和水溶性糊状物质用水稀释而成的膏状的涂敷液。(8)在(4)至(7)的任意一项的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法中，其特征在于，上述喷嘴本体是热模具用合金工具钢制或高速工具钢制，上述喷嘴顶端部外面侧部件是Ni基超合金制。根据本发明，利用MIM法将不同种材料的成形体分别成形为接近完成品(产品)的形状的近终形状，此后将其重合而接合一体化，所以能够缩短之后的机械加工工序，生产性提高，而且能够制造低价且尺寸精度优异的、具有不同种材料的双层构造的内燃机燃料喷射喷嘴，在产业上具有显著效果。
图1是示意地表示本发明的喷嘴坯料的截面形状的一例的说明图。图2是示意地表示本发明的喷嘴坯料的制造工序的说明图。图3是示意地表示本发明的喷嘴坯料的接合部的优选截面形状的例的说明图。图4是示意地表示以往的喷嘴坯料的制造工序的一例的说明图。图5是表示内燃机用燃料喷射喷嘴的构成的一例的剖视图。图6是表示内燃机用燃料喷射喷嘴的构成的一例的剖视图。图7是表示内燃机用燃料喷射喷嘴的构成的一例的剖视图。图8是表示内燃机用燃料喷射喷嘴的构成的一例的剖视图。
具体实施例方式用于内燃机用燃料喷射喷嘴的本发明的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料20如图 1所示具有下述构造具有喷嘴本体22、和以覆盖该喷嘴本体22的顶端部外面侧的方式配设在喷嘴顶端部外面侧部件21。喷嘴顶端部在喷嘴本体22与喷嘴顶端部外面侧部件21的界面处呈冶金性地接合的状态。喷嘴2的顶端部配置为露出到内燃机的燃烧室中，所以曝露于燃烧室内的侵蚀性、化学性以及热负荷下。为了克服这样的负荷，喷嘴坯料20的顶端部由喷嘴顶端部外面侧部件21覆盖，所述喷嘴顶端部外面侧部件21由不同于喷嘴本体22的耐热、耐腐蚀性、 耐侵蚀性优异的材料制成。作为耐热、耐腐蚀性、耐侵蚀性优异的材料，可以举出M基超合金、Co基超合金、Fe基超合金等，作为Ni基超合金，可以例示出铬镍铁625合金、铬镍铁 686合金等，作为Co基超合金，可以例示出S-816合金，作为!^e基超合金，可以例示出铬镍铁800合金等。另外，作为铬镍铁625合金，以质量百分比表示，优选C含有0.1%以下，Si含有 0. 5% 以下，Mn 含有 0. 5% 以下，Cr 含有 20. 0 23· 0%，Mo 含有 8. 0 10· 0%，Nb 含有 3. 15 4. 15%, Fe含有5%以下，剩下由Ni以及不可避免的不纯物构成。另外，进而也可含有Ti 0. 4%以下，Al 0. 4%以下。另外，在使用MIM法时，优选不添加Ti、Al而作为不可避免的不纯物。 作为不可避免的不纯物，能够允许Ti为0. 15%以下，Al为0. 1%以下。此外，由于针阀在内面侧反复进行滑动或者就位于阀座，所以喷嘴本体22优选由耐磨损性优异的材料制成。作为耐磨损性优异的材料，可以举出SKD61等的JISG4404-2006中规定的热模具用的合金工具钢、SKH51等的JIS G4403-2006中规定的高速工具钢、高温耐磨合金(Tr ibaloy )、钨铬钴合金等的合金等。另外，为了加大喷嘴本体22与喷嘴顶端部外面侧部件21的接合面积而提高接合强度，也可以令喷嘴本体22与喷嘴顶端部外面侧部件21的接合部的形状为图3所示的各种形状。在图1所示的喷嘴坯料20中，采用了图3 (a)所示的接合部形状，但是从加大接合面积的观点出发，优选为图3 (b) (d)的形状。此外，在希望接合部的形状在截面下为直线状时，考虑采用图3 (e)所示的接合部的形状，但是由于在该接合部的形状时加工容易但接合面积变少，所以更优选采用图3 (f)那样的形状。本发明的喷嘴坯料20中，将利用了金属粉末注射成形法而分别地被形成为近终形状的喷嘴本体22和喷嘴顶端部外面侧部件21重合并组合，利用扩散烧结而接合一体化。 而且，当然将喷嘴本体22与喷嘴顶端部外面侧部件21的界面冶金性地牢固地接合。接着，说明本发明的喷嘴坯料的优选制造方法。首先，分别利用金属粉末注射成形法将喷嘴本体22或者喷嘴顶端部外面侧部件 21成形为图2所示那样的既定形状(剖视图)，形成喷嘴本体成形体(A)、或者喷嘴顶端部外面侧部件成形体(B)。另外，所使用的金属粉末注射成形法可以应用常用的任意的金属粉末注射成形法(MIM)。在金属粉末注射成形法中，经过将金属粉末或者进而碳粉末等的合金用粉末与粘接剂加热、加压而进行混合的混合搅拌工序、将冷却固化后的混合搅拌物粉碎的粉碎工序而得到混合搅拌物，将该混合搅拌物利用注射成型机而向被加工为既定的形状的模具内注射成形被可塑化了的混合搅拌物，令其冷却固化而得到既定形状的金属粉末注射成形体。作为使用的金属粉末，由水喷雾法或者气体喷雾法制造的金属粉末都可以，对于喷嘴本体，优选为Jis G4404-2006中规定的SKD61等的热模具用的合金工具钢、JIS G4403-2006中规定的SKH51等的高速工具钢、及高温耐磨合金、钨铬钴合金等的耐磨损性优异的材料的粉末，此外，对于喷嘴顶端部外面侧部件，优选为耐热、耐腐蚀性、耐侵蚀性优异的Ni基超合金、Co基超合金等、！^基超合金的粉末。另外，也可以取代水喷雾粉末、气体喷雾粉末而使用铁、M的羟基粉末来组成目的的材料。另外，作为使用的粘接剂，通常的金属粉末注射成形用的粘接剂的任意某种都可以应用，但是优选使用将蜡成分、塑料成分进而植物油配合而成的粘接剂。蜡成分是在脱脂处理时主要被提取出的成分，其种类无需限定，但是作为优选的蜡成分可以例示出石蜡、微晶蜡等。此外，配合的塑料成分可以例示出聚丙烯、聚乙烯、无规聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等的热塑性树脂，但其中从成形性以及制造成本的观点出发优选聚丙烯或者聚乙烯。作为植物油优选不干性的植物油。作为不干性的植物油可以例示出花生油、蓖麻油、橄榄油、色拉油，优选为从其中选出的一种或者两种以上。通过将植物油添加配合于上述范围的蜡成分和塑料成分，能够降低粘接剂的凝固点，提高粘接剂的流动性，提高粘接剂向金属粉末及塑料粉末的亲和性等，并且能够降低冷却时的收缩量，抑制成形体的裂纹的发生，进而提高从模具的脱离性。接着，对得到的喷嘴本体成形体或者喷嘴顶端部外面侧部件成形体进行脱脂工序，形成喷嘴本体脱脂体或者喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体。作为在本发明中能够优选地使用的脱脂工序，可以是溶剂脱脂处理、加热脱脂处理的任一种。另外，在进行溶剂脱脂处理时，优选利用溶剂脱脂处理除去粘接剂的一部分，进而利用兼作烧结处理的脱脂烧结处理除去残余部分。此外，脱脂工序也可以取代溶剂脱脂、加热脱脂而采用超临界二氧化碳脱脂。进行了脱脂工序后的喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体在将接合面的异物等除去后， 如图2所示，以覆盖同样地进行了脱脂工序并将接合面的异物等除去了的喷嘴本体脱脂体的顶端部外面侧的方式重合配设，形成为重合体(C)，接着进行基于扩散烧结的接合。由此， 能够将喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体与喷嘴本体脱脂体接合一体化。扩散烧结的温度优选为115(T1400°C的范围的温度。在扩散烧结温度不满1150°C 时，无法进行期望的扩散烧结，无法确保期望的界面的接合强度。另一方面，在超过1400°C 的温度时，结晶粒粗大化而机械特性变差。另外，更优选为115(T130(TC。另外，扩散烧结的环境优选为真空环境、或者使用了氩等的非活性气体或者氮等的减压环境。此外，在将喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体与喷嘴本体脱脂体重合而形成重合体 (C)时，在界面处产生间隙这样的情况等时，为了可靠地进行接合一体化，也可以在接合界面上涂敷接合用涂敷剂。作为接合用涂敷剂，优选为下述膏状的涂敷液将与构成喷嘴本体或者喷嘴顶端部外面侧部件的金属粉末同种的金属粉末与水溶性糊状物质用水稀释而得至IJ。在此，水溶性糊状物质是指溶于水而呈糊状的物质，指以谷类的淀粉质为原料而形成为糊状的物质。另外，作为谷类可以例示出小麦、米、豆类、马铃薯、木薯等。淀粉质糊状物质即便使用市场销售的淀粉糊也没有任何问题。作为淀粉质糊状物质以外的水溶性糊状物质， 可以举出PVA等。另外，膏状的涂敷液的配合优选金属粉末为65 90质量％，其余为5 34质量％的水和淀粉质糊状物质的混合物。重合体(C)被进行扩散烧结而被接合一体化而成为结合体。在本发明中，优选对该结合体进一步进行热等静压冲压处理(以下，也称作HIP处理)。通过在扩散烧结后进一步进行HIP处理，界面呈现更为牢固的接合状态，进一步将烧结密度提高到真密度的大致100%。 由此，能够提高喷嘴的耐疲劳特性，即便是烧结部件，也能够确保与熔炼部件同等或者更高的疲劳强度。另外，HIP处理优选在处理温度为100(Tl300°C、50MPa以上或者10(T200MPa 左右的压力下在氩或者氮环境中进行。此外，从改善喷嘴本体的机械加工性的观点出发，优选进行了 HIP处理的结合体在HIP处理后马上在炉中进行冷却(炉冷)。另外，也可以在HIP 处理后不进行炉冷而进行冷却、在之后的其他工序中进行退火处理。这样地被一体化了的喷嘴坯料20进而进行精加工而成为具有期望的产品尺寸形状的喷嘴2。作为精加工，主要是切削加工等的机械加工，但是由于利用金属粉末注射成形法成形为了近终形状，所以加工量很小。另外，也可以取代分别分体地成形喷嘴本体与喷嘴顶端部外面侧部件并形成为接合体而成为喷嘴，而是利用金属粉末注射成形法的两色成形法来将喷嘴顶端部外面侧部件与喷嘴本体接合一体化来制造。优选通过对得到的喷嘴坯料20进行切削加工等的机械加工，在与例如图6 图8 所示的各方式的燃料喷射喷嘴对应的既定位置处精加工既定尺寸形状的喷射口 2a、中心孔，形成喷嘴2。
以下，基于实施例进一步详细说明本发明。
实施例准备两种水喷雾法制造的原料粉末。另外，原料粉末使用平均粒径5 15 μ m的原料粉末。一种原料粉为SKD61钢粉，为喷嘴本体用。另一种原料粉为M基超合金粉末，为喷嘴顶端部外面侧部件用。SKD61钢的组成按照质量％为0. 35%C-0. 97%Si_0. 40%Mn-4. 93 %Cr-l. 21%Mo-l. 01%V_bal. Fe。此外，Ni 基超合金的组成按照质量 ％ 为0. 02%C_0. 18%Si_0 .23%Mn-21. 8%Cr-8. 9%Mo_3. 9%Nb_2. 4%Fe-bal. Ni。在该原料粉中以40体积％配合粘接剂，在12(T180°C的温度下进行混合搅拌而形成注射成形用混合搅拌物。粘接剂是将蜡成分(PW)、塑料成分(PE)、植物油成分(花生油) 混合并加热搅拌而使用。配合量为蜡成分塑料成分植物油成分的比为35:40:25。将这些混合搅拌物冷却固化后进行粉碎，投入到注射成形机中，令压力缸温度为11(T18(TC，使之塑化，在既定的压力(IOOMPa)下向既定的模具注射，形成图2所示形状的喷嘴本体成形体(A)、喷嘴顶端部外面侧部件成形体(B)。对于得到的成形体A、B，进行基于溶剂脱脂处理的脱脂工序，得到各脱脂体。另外， 脱脂条件为，温度30°C，溶剂为二氯甲烷。将得到的喷嘴本体脱脂体(A)和喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体(B)重合，得到图2 所示的重合体(C)。接着，将重合体(C)在减压氮环境中加热(加热温度1250°C)，在该温度下进行扩散烧结(烧结时间2h)并使其一体化，得到结合体。扩散烧结后，对于一部分进而进行HIP 处理。HIP处理的条件为氩环境中的1200°C，压力为117MPa。另外，在一部分重合的情况下，在界面涂敷接合用涂敷剂。对得到的结合体进行机械加工而得到既定尺寸的产品。另外，作为比较例，利用图4所示的以往的方法制作相同尺寸的喷嘴。对于得到的结合体(喷嘴)，进行界面的接合状态的观察，拉伸试验、疲劳试验。试验方法如下。( 1)界面的接合状态的观察
对于得到的结合体，使用光学显微镜(倍率200倍)观察结合体的轴向截面，评价接合界面的接合状态。在观察的接合界面的全长的以上观察到间隙时为X，间隙为不满 29ΓΟ. 5%以上时为Δ，在间隙不满0. 5%时为〇，评价界面的接合状态。(2)拉伸试验
使用与喷嘴本体相同的原料粉以及与喷嘴顶端部外面侧部件相同的原料粉，使用注射成形机分别注射成形为圆柱，在与上述结合体的接合条件相同的条件下将成形的圆柱彼此接合。从得到的圆柱采集拉伸试验片，进行拉伸试验而求得强度，评价界面的接合状态。另夕卜，强度以作为比较例的产品No. 4为基准(1. 0)以相对的比示出。(3)疲劳试验
使用与喷嘴本体相同的原料粉(SKD61粉末)借助注射成形机成形为圆柱状，然后进行脱脂、烧结。从得到的圆柱采集疲劳试验片(6πιπιΦ X平行部IOmm长度)，进行拉伸-压缩疲劳试验(负荷应力士70(Tl000MPa、频率10Hz)，从S-N曲线求得疲劳极限。另夕卜，比较例(产品No.4)为SKD61 (熔炼材)制。疲劳极限以该比较例的值为基准(1.0)而以相对的比示出。在喷嘴中，喷嘴本体的疲劳强度(疲劳极限)是问题所在，所以仅对喷嘴本体进行了疲劳试验。表1表示得到的结果。[表 1]
权利要求
1.一种内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料，是具有喷嘴本体、和由与该喷嘴本体不同的材料制成且配设为覆盖该喷嘴本体的顶端部外面侧的喷嘴顶端部外面侧部件的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料，其特征在于，上述喷嘴本体由金属粉末注射成形法成形，上述喷嘴顶端部外面侧部件与上述喷嘴本体分开地利用金属粉末注射成形法成形，令该喷嘴本体与该喷嘴顶端部外面侧部件重合、接合一体化而成。
2.如权利要求1所述的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料，其特征在于，上述喷嘴本体是热模具用合金工具钢制或者高速工具钢制，上述喷嘴顶端部外面侧部件是M基超合金制。
3.一种内燃机燃料喷射喷嘴，对于权利要求1或2所述的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料精加工既定的喷射口、以及中心孔而成。
4.一种内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，是具有喷嘴本体、和由与该喷嘴本体不同的材料制成且配设为覆盖该喷嘴本体的顶端部外面侧的喷嘴顶端部外面侧部件的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，其特征在于，将上述喷嘴本体利用金属粉末注射成形法成形为既定的形状而成为喷嘴本体成形体，接着对该喷嘴本体成形体实施脱脂工序而形成喷嘴本体脱脂体，与之分开地将上述喷嘴顶端部外面侧部件利用金属粉末注射成形法成形为既定的形状而成为喷嘴顶端部外面侧部件成形体，接着对该喷嘴顶端部外面侧部件成形体实施脱脂工序而形成喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体，之后将该喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体以覆盖上述喷嘴本体脱脂体的顶端部外面侧的方式重合配设，接着进行扩散烧结，将上述喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体与上述喷嘴本体脱脂体接合一体化，形成内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料。
5.如权利要求4所述的的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，其特征在于， 在上述扩散烧结后，进行热等静压冲压处理。
6.如权利要求4或5所述的的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，其特征在于，在上述扩散烧结时，预先在上述喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体与上述喷嘴本体脱脂体的接合界面处涂敷接合用涂敷剂。
7.如权利要求6所述的的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，其特征在于， 上述接合用涂敷剂是将与构成上述喷嘴本体或者上述喷嘴顶端部外面侧部件的金属粉末同种的金属粉末和水溶性糊状物质用水稀释而成的膏状的涂敷液。
8.如权利要求4至7的任意一项所述的的内燃机燃料喷射喷嘴用喷嘴坯料的制造方法，其特征在于，上述喷嘴本体是热模具用合金工具钢制或高速工具钢制，上述喷嘴顶端部外面侧部件是Ni基超合金制。
全文摘要
一种内燃机燃料喷射喷嘴、喷嘴坯料及其制造方法，工序简单、生产性高且能够低价、高精度地制造。令内燃机燃料喷射喷嘴为具有喷嘴本体和以覆盖其顶端部外面侧的方式配设的喷嘴顶端部外面侧部件的不同种材料制的双层构造。将喷嘴本体利用金属粉末注射成形法成形为既定的形状而成为成形体，接着进行脱脂工序而成为喷嘴本体脱脂体。与此分别地、同样将喷嘴顶端部外面侧部件利用金属粉末注射成形法成形为既定的形状而成为成形体，接着进行脱脂工序而成为喷嘴顶端部外面侧部件脱脂体。将喷嘴顶端部外面侧部件脱脂以覆盖喷嘴本体脱脂体的顶端部外面侧的方式重合，接着进行扩散烧结而接合一体化。另外，扩散烧结之后优选进行热等静压冲压处理。
文档编号C22C38/24GK102472224SQ201080029728
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月29日 优先权日2009年6月30日
发明者后藤贵幸, 大宫隆雄, 新泽真洋, 木村正宏, 青木敦也 申请人:三井造船株式会社, 日本活塞环株式会社