专利名称：金属钠封入发动机气门的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种将金属钠封入到内部的发动机气门的制造方法。
背景技术：
在机动车等的发动机气门中，为了应对发动机的高性能化及低燃料费用化等，通过在发动机气门的内部设置中空部并将金属钠封入到该中空部，便可实现轻量化及高热传 导化。这样的发动机气门的制造过程如下例如，首先针对实心圆杆状坯料，通过锻造等使其形成伞状部，然后，利用冲床等将成为杆部部分的内侧冲压成中空部，之后，为了使杆部的外径及内径的尺寸在阶段缩小的同时，其杆部的长度阶段地伸长，则需要依次将杆部插入到多个尺寸各异的筒状模具内部，依次进行拉深加工，以得到目标尺寸的杆部(例如，参考下记的专利文献I)。接下来，(I)将固体金属钠挤压成为杆状，并切成规定的长度，然后将它插入上述中空部,或，(2)将固体金属钠加热熔化(约120 300°C )成液体,然后将规定量所述液体注入到上述中空部，当金属钠被放入到上述中空部后，通过密封杆部的顶端的开口，制成将金属钠封入到内部的发动机气门(例如，参考下记的专利文献2)现有技术文献专利文献专利文献I :(日本)专利第4390291号公报专利文献2 :(日本)特开平3-018605号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，在上述以往的金属钠封入发动机气门的制造方法中存在如下问题。(I)由于固体金属钠难以挤压成形，所以成形加工的作业性恶劣。(2)在将液体金属钠注入到上述中空部时，当该金属钠刚一附着在细长的中空部(直径为约2 4mm)内壁上时，便会立刻冷却固化并把该中空部内部堵塞住，所以需要一边对杆部加热(98°C以上)一边注入液体状的金属钠，注入的作业性恶劣。本发明鉴于上述问题而成，其目的在于提供一种能够轻易地将金属钠放到发动机气门的内部的金属钠封入发动机气门的制造方法。解决问题的技术方案为解决上述问题，第一发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法如下通过对具有中空部的杆部依次进行拉深加工，使得该杆部的外径及内径的尺寸阶段性地缩小，将该杆部成形为目标尺寸，并通过将金属钠放入该杆部的该中空部，将金属钠封入到内部，其特征在于，将块状的固体金属钠放入在上述杆部的上述中空部，并在该杆部的该中空部装入由固体状的石腊或萘组成的保护剂，以在该金属钠与环境气体之间进行阻隔，之后，通过对该杆部进行冷拉深加工，将该杆部成形为目标尺寸。第二发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法在第一发明中，其特征在于，对该杆部进行拉深加工，直至上述杆部的上述中空部的内径达到规定尺寸，然后，把块状的固体金属钠放入该杆部的该中空部并将上述保护剂装入该杆部的中空部，然后通过对该杆部进一步实施冷拉深加工，将该杆部成形为目标尺寸。第三发明涉及到的金属钠封入发动机气门的制造方法在第一发明中，其特征在于，在对上述杆部进行拉深加工前，将块状的固体金属钠装入该杆部的该中空部并将上述保护剂装入该杆部的该中空部，然后，通过对该杆部进行冷拉深加工，将该杆部成形为目标尺寸。发明的效果依据本发明涉及金属钠封入发动机气门的制造方法，将块状固体金属钠装入杆部的中空部，并在杆部的中空部装入保护剂，以在金属钠与环境气体之间进行阻隔，然后通过 对杆部实施冷拉深加工，可成形出符合目标尺寸的杆部，由于很容易将原料钠切成块状的金属钠并将其投入到中空部，可以轻易地将金属钠放入到发动机气门的内部，由于可利用保护剂防止金属钠与环境气接触所产生的化学反应，所以杆部的冷拉深加工的作业性大为简化。
图I是本发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法的主要实施方式的步骤说明图。图2是本发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法的其他实施方式的步骤说明图。
具体实施例方式以下将基于
本发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法的实施方式，但本发明不局限于基于
的如下实施方式。(主要实施方式)基于图I说明本发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法的主要实施方式。如图I所示，首先，选用实心圆棒型坯料M (例如，直径为约16 20mm，长度为约35 50mm)(工序Sll)，然后通过锻造等使其形成伞部A，并利用冲床等形成中空部H(例如，内径为约15 19mm)(工序S12)。接下来，把上述杆部S插入到内径比杆部S(中空部H的周边部分)外径小(例如，约-O. 5 -I. 5mm)的圆筒状的模具Dl的内部进行截面拉深加工，从而使杆部S的外径及内径尺寸缩小，并同时使其长度变长(工序S13)。然后，再次把上述杆部S插入到内径比上述模具Dl还小(例如，约-O. 5 -I. 5mm)的筒状模具D2的内部进一步进行拉深加工，在使杆部S的外径及内径的尺寸缩小的同时，也使其长度尺寸进一步伸长(工序S14)。接下来，需要依次使用内径尺寸每次都要减小(例如每一次约O. 5 I. 5mm左右)的多个尺寸不同的模具Dx，对上述杆部S依次进行拉深加工，直至使上述杆部S的外径及内径的尺寸阶段性缩小至规定的尺寸(例如，内径尺寸为约4 15mm(最好为约10 15mm),同时长度尺寸也相应地伸长)(工序S15)。
如果通过拉深加工使上述的杆部S缩小到上述规定的尺寸，则需要在干燥惰性气体的环境(例如，干燥的氮气等)下，把由原料钠切成规定尺寸的块状金属钠Na(例如，各边尺寸为约3 13mm(优选为约8 13mm)左右的六面体)，从上述中空部H的顶部的开口投入到其内部(工序S16-1)，然后，再将由固态石腊或者萘所组成的保护剂P也从上述中空部H的顶端的开口处投放到其内部，以在金属钠与上述环境气体之间进行阻隔而进行保护(工序 S16-2)。如果像这样，将按规定尺寸切下的块状金属钠Na投入到上述中空部H的内部空间，并用保护剂P保护该金属钠Na，然后，在干燥惰性气体的环境(例如，干燥的氮气等)下，将上述杆部S插进内径比上述模具Dx的尺寸还小(例如，约-O. 5 -I. 5mm)的筒形 模具Dx+Ι的内部实施冷拉深加工，使杆部S的外径及内径尺寸缩小，同时长度进一步伸长(工序S17)。此时，被投入到上述中空部H内的块状金属钠Na及保护剂P伴随着上述冷拉深加工，随着该中空部H的变形而变形。接下来，同样分别依次使用内径被一次次减小(例如，每次减小约O. 5 I. 5m)的多个尺寸各异的模具Dn，依次进行冷拉深加工，使上述杆部S的外径及内径的尺寸阶段性地缩小到目标尺寸(例如，外径为约5 7_，内径为约2 4_)，同时长度尺寸阶段性地伸长到目标长度尺寸(例如，55 90mm)(工序S18)。正如上述那样，一旦当上述杆部S的外径及内径的尺寸变为目标尺寸，其长度达到目标长度，便可将钛粉末等的吸气剂放入到上述中空部H的内部，然后对上述杆部S的端部实施轴焊接并密封(工序S19)，便可得到在杆部S的中空部H内封入有金属钠Na的发动机气门V。S卩，以往，为了在通过拉深加工直至加工到目标尺寸(例如，内径为约2 4mm)而成形的杆部S的中空部H内插入金属钠Na，通常采用被挤压成形为杆状的固体金属钠或者是经过加热熔化(120 300°C )而得到的液体金属钠，但在本实施方式中，却采用了如下方式对杆部S实施拉深加工，直至使其内径达到比目标尺寸大的规定尺寸(例如，内径为约4 15mm(优选为约10 15mm)),然后,在该杆部S的中空部H内放入块状的固体金属钠Na(例如,各边的长度为约3 13mm(优选为约8 13mm)左右的六面体))，接着，再将上述保护剂P放进该杆部S的该中空部H，以在该金属钠Na与上述环境气体之间进行阻隔，之后，再进一步对该杆部S实施冷拉深加工，直至使该杆部S达到上述的目标尺寸为止。因此，在本实施方式中，可以轻易地将原材料钠切成便于操作的上述规定尺寸的块状金属钠Na，然后方便地从上述中空部H的顶部开口处将该金属钠Na放进该中空部H的内部。所以，依据本发明，可轻易地把金属钠Na放入到发动机气门V的内部。此外，由于用保护剂P来对上述杆部S的上述中空部H内的金属钠Na实施保护，即使当该金属钠Na与上述环境气体相接触(例如，与包含在气体中的哪怕是极少的水分相接触)，也可以有效防止该金属钠Na发生反应，同时也可以简化上述杆部S的冷拉深加工中的作业性。(其他的实施方式)并且，在上述实施方式中，如上所述，对杆部S实施拉深加工，直至内径达到比目标尺寸大的规定尺寸(例如，内径为约4 15mm(优选为约10 15mm)),然后在该杆部S的中空部H内放入块状(例如，各边的长度为约3 13mm (优选为约8 13mm)左右的六面体)的固体金属钠Na，接下来，再对该杆部S进一步实施冷拉深加工，直到该杆部S达到上述目标尺寸为止。但是，作为一种其他的实施方式，例如，如图2所示，首先，准备坯料M(工序Sll)，然后，通过锻造等使其形成伞部A，并用冲床等形成中空部H(工序S12)，此时，在干燥惰性气体(例如，干燥的氮气)环境下，当把从原料钠切下的规定尺寸的块状金属钠Na (例如，各边为约13 17mm左右的六面体)，从上述中空部H的顶部开口处投进到内部后(工序S23-1)，再把上述保护剂P从上述中空部H的顶部开口处投进到内部，以在该金属钠Na与上述环境气体之间进行阻隔(工序S23-2)，然后，再将上述杆部S插入模具Dl的内部进行冷拉深加工，使外径及内径尺寸缩小而长度尺寸伸长(工序S24)。下面，将继续进行说明，在上述的环境气体环境下，与之前的说明相同，依次使用内径一次次减小的多个不同尺寸的模具D2、Dn等，并依次进行冷拉深加工，以使上述杆部S的外径及内径阶段性地缩小到目标尺寸，同时长度尺寸伸长至目标尺寸(工序S25，S18)，然后，通过沿轴向方向对上述杆部S的顶端部实施焊接并密封开口(工序S19)，可获得在杆部S的中空部H内封入有金属钠Na的发动机气门V，即，在对上述杆部S进行拉深加工之前，先将块状的固体金属钠Na放进该杆部S的该中空部H，并把上述保护剂P也放入到该杆部S的该中空部H内，然后再对该杆部S进行冷拉深加工，也能够成形尺寸为目标尺寸的该杆部S。然而，也可以像上述实施方式那样，对杆部S实施拉深加工，直至使内径达到比目标尺寸还大的规定尺寸(例如，内径为约10 15_)，然后，把块状(例如，各边为约8 13mm左右的六面体)的固体金属钠Na放进该杆部S的中空部H内，并把上述保护剂P放入该杆部S的中空部H，然后再次地对该杆部S进行冷拉深加工，直至进行到使该杆部S被成形成上述的目标尺寸为止。由于可以把在干燥惰性气体环境下所进行的冷拉深加工的工序数量抑制在所需的最小限度内，并能抑制工作效率的降低，所以这是我们最期待的。另外，作为上述保护剂P向上述中空部H的放入方法可以例举，例如，将保护剂P预先成形为与该中空部H的直径尺寸相符的圆板状或圆柱状，在放入上述金属钠Na后，放 入保护剂P而起到栓塞的作用，以阻塞该金属钠Na上方的该中空部H部分，或在放入上述金属钠Na后，使上述保护剂P加热熔化，通过从上述中空部H的上方开口滴下该保护剂P，使保护剂P进入上述中空部H的内部，以覆盖该金属钠Na的表面等。产业上的可利用性由于本发明涉及的金属钠封入发动机气门的制造方法可方便地将金属钠放进发动机气门的内部，所以能够非常有益地应用在产业中。符号说明V发动机的气门A 伞部S 杆部H中空部Dl、D2、Dx、Dx+l、Dn 模具Na金属钠P保护剂
权利要求
1.一种金属钠封入发动机气门的制造方法， 该制造方法通过对具有中空部的杆部依次进行拉深加工，使得该杆部的外径及内径的尺寸阶段性地缩小，使该杆部成形为目标尺寸，并通过将金属钠放入该杆部的该中空部，将金属钠封入到内部，其特征在于， 把块状的固体金属钠放入上述杆部的上述中空部，并且把由固体石腊或者萘所组成的保护剂也放入该杆部的该中空部，以在该金属钠与环境气体之间进行阻隔，然后，通过对该杆部实施冷拉深加工，使该杆部成形为目标尺寸。
2.根据权利要求I所述的金属钠封入发动机气门的制造方法，其特征在于， 对该杆部进行拉深加工，直至上述杆部的上述中空部的内径达到规定尺寸，然后，将块状的固体金属钠放入该杆部的该中空部，并把上述保护剂也放入该杆部的该中空部之后，对该杆部进一步实施冷拉深加工，使该杆部成形为目标尺寸。
3.根据权利要求I所述的金属钠封入发动机气门的制造方法，其特征在于， 在对上述杆部进行拉深加工前，将块状的固体金属钠放入该杆部的上述中空部，并把上述保护剂也放入该杆部的该中空部，然后，通过对该杆部实施冷拉深加工，使该杆部成形为目标尺寸。
全文摘要
一种金属钠封入发动机气门的制造方法，其通过使用模具(D1，D2，Dx，Dx+1，Dn)对杆部(S)依次进行拉深加工，以使具有中空部(H)的杆部(S)的外径及内径的尺寸阶段性地缩小，将杆部(S)成形为目标尺寸来制造发动机气门(V)，对杆部(S)进行拉深加工，直至杆部(S)的中空部(H)的内径达到规定尺寸(工序S11-S15)，然后，将块状的固体金属钠(Na)放入杆部(S)的中空部(H)(工序S16-1)，并且将由固体状石腊或者萘所组成的保护剂(P)放入杆部(S)的中空部(H)，以在金属钠(Na)与环境气体之间进行阻隔，(工序S16-2)，然后，对杆部(S)进一步实施冷拉深加工(工序S17，S18)。
文档编号F01L3/24GK102859130SQ20118001723
公开日2013年1月2日 申请日期2011年5月2日 优先权日2010年5月12日
发明者丸山和孝, 森井宏和, 吉村豹治 申请人:三菱重工业株式会社, 吉村股份有限公司