專利名稱：一種中空充鈉氣門及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)動機的氣門，特別是兩種材料制作的氣門。
背景技術(shù)：
氣門是發(fā)動機配氣機構(gòu)的一部分，其保證發(fā)動機在工作中，按時開啟和關(guān)閉，將新 鮮的可燃混合氣輸入氣缸，并及時將燃燒后的廢氣排出氣缸。排氣門采用中空充鈉技術(shù)，增 強了散熱能力，提高了排氣門壽命。目前中空充鈉氣門的技術(shù)主要有德國馬勒深孔加工技 術(shù)，加工方法主要是氣門鍛造成形后，在桿部進行深孔鉆削，充鈉，抽真空，最后進行堵焊， 為軸中空氣門?？椎募庸ねǔ２捎勉@頭。這種方法效率低，成本高，不能進行盤部冷卻。
中國專利申請CN101169054公開了一種輕質(zhì)氣門它的心部是隨外形的變化而整 體中空貫通的一種熱管式輕質(zhì)氣門。它是用內(nèi)壁帶有細密條紋的金屬管材，先在管壁貼敷 一層吸液芯，再裝滿能溶于水而壓制時不熔化的硫酸鈉、氯化鈉等粉狀無機化合物，或者裝 滿低熔點合金作填充物料，用堵頭和擋板將兩端密封牢固；經(jīng)電鐓聚料并經(jīng)模鍛成型后切 除飛邊，在端部鉆孔取出該填充物料；再裝填金屬鈉、導(dǎo)熱姆或水等導(dǎo)熱介質(zhì)后將鉆孔密封 牢固，雖然該技術(shù)可以制成一種質(zhì)量小又導(dǎo)熱快的熱管式輕質(zhì)氣門。但是其強度差不適合 大功率發(fā)動機使用。CN101070765公開了一種摩托車發(fā)動機排氣門桿，在氣門桿內(nèi)孔填充金 屬鈉。該發(fā)明雖然能將排氣門桿頭部的熱量傳遞到桿部，并通過氣門導(dǎo)管帶走，有效防止了 排氣門桿頭部發(fā)生熱量積聚及驟然升溫，保障了排氣門桿的使用性能及使用壽命。但是對 于頭部的降溫效果差，且工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的中空充鈉氣門的制作方法，本發(fā)明的另一個目的 是提供一種使用該方法獲得的中空充鈉氣門。 本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種中空充鈉氣門的制作方法，其特征在于主要包括下述 步驟 A.制作鍛壓模具 a.根據(jù)產(chǎn)品毛坯圖的尺寸及精度要求設(shè)計制作內(nèi)腔與產(chǎn)品毛坯外形相同的下模 具， b.按氣門成品內(nèi)腔尺寸制作氣門內(nèi)腔形狀的碳鋼芯并淬火，做為上模具，
B.下料、鉆中心孔按發(fā)動機中空充鈉氣門的重量將直徑10—30mm奧氏體材料鋼 的棒料切割成圓柱形料坯，坯料重量比氣門毛坯重量少1% 2%，在棒料的一端鉆導(dǎo)向用 中心孔， C. —次熱擠壓將鉆孔后的棒料加熱到1120-1200°C，中心孔向上放入安裝在壓 力機工作臺上的下模具內(nèi)，把安裝在壓力機上滑軌上的碳鋼芯上模具醮潤滑劑打入紅熱的 棒料中央，同時熱擠壓成氣門頭部形狀，桿部拉長，制成氣門粗成形毛坯，其芯部的碳鋼芯 不變形，形成氣門內(nèi)腔形狀，
D.精密鍛壓在鍛造溫度1000 120(TC內(nèi)，帶著芯棒對頭部進行精密模鍛后，形 成氣門頭部形狀，鍛造完畢后，壓力機滑塊帶動上模上移拔出芯棒， E.清洗氣門內(nèi)腔用超聲波清洗技術(shù)清洗氣門內(nèi)腔并烘干，
F.加工氣門盤端部封口圓片
G.充鈉封口 a.充鈉，在常溫下往氣門內(nèi)腔內(nèi)充入金屬鈉及吸氣劑鋯粉，鈉的體積占整個內(nèi)腔 體積的60%左右，鋯粉體積占內(nèi)腔體積的1-2%， b.將步驟F加工好的封口圓片采用氬氣保護氣體等離子焊接到氣門盤端部開口 處，在焊接時采取保溫砂桿外冷卻措施； H.精加工對整個氣門毛坯外形進行機械加工，加工成設(shè)計標準所要求的氣門外 部尺寸精度和形位精度見圖4。
本發(fā)明的有益效果是 —、成本較低，比鉆孔加工方法成本低50%， 二、本發(fā)明方法制作的氣門不僅桿部有柱形空腔，而且頭部有錐形空腔，總內(nèi)腔體 積比僅桿部鉆孔氣門的內(nèi)腔體積約大50 %左右。不僅能將氣門桿部的熱量通過鈉的傳遞到 氣門導(dǎo)管，還將排氣門盤部的熱量通過鈉的傳遞到氣門外部，并通過氣門導(dǎo)管及氣門座圈 帶走。比一般的中空氣門頭部冷卻效果更好，有效防止了排氣門桿部、頭部發(fā)生熱量積聚及 驟然升溫，保障了排氣門桿及頭部的使用性能及使用壽命。同時氣門的重量降低，加工成本 降低。加工方法較常規(guī)的鉆孔方法成本低，內(nèi)腔空間大，冷卻效果好。


圖1為碳鋼芯示意圖， 圖2為帶中心孔圓柱形料坯圖， 圖3為一次熱擠壓后形成的帶有碳鋼芯的粗成形毛坯示意圖，
圖4為成型產(chǎn)品示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的具體實施方式
是，如圖所示 實施例l，一種中空充鈉氣門的制作方法，其特征在于主要包括下述步驟
A.制作鍛壓模具 a.根據(jù)產(chǎn)品毛坯圖的尺寸及精度要求設(shè)計制作內(nèi)腔與產(chǎn)品毛坯外形相同的下模 具， b.按氣門成品內(nèi)腔尺寸制作氣門內(nèi)腔形狀的碳鋼芯并淬火，做為上模具，見圖1，
B.下料、鉆中心孔以福特排氣門為例截取直徑24mm，長度12mm的奧氏體材料鋼 的棒料做料坯，在棒料的一端鉆導(dǎo)向用中心孔，見圖2 C. —次熱擠壓將鉆孔后的棒料加熱到1120 1200°C，中心孔向上放入安裝在壓 力機工作臺上的下模具內(nèi)，把安裝在壓力機上滑軌上的碳鋼芯上模具醮潤滑劑打入紅熱的 棒料中央，同時熱擠壓成氣門頭部形狀，桿部拉長，制成氣門粗成形毛坯，其芯部的碳鋼芯 不變形，形成氣門內(nèi)腔形狀，見圖3，
4
D.精密鍛壓保持鍛造溫度為1000 120(TC，帶著芯棒對頭部進行精密模鍛后，
形成氣門頭部形狀，鍛造完畢后，壓力機滑塊帶動上模上移拔出芯棒， E.清洗氣門內(nèi)腔用超聲波清洗技術(shù)清洗氣門內(nèi)腔并烘干， F.加工氣門盤端部封口圓片， G.充鈉封口 a.充鈉，在常溫下往氣門內(nèi)腔內(nèi)充入金屬鈉及吸氣劑鋯粉，鈉的體積占整個內(nèi)腔 體積的60%左右，鋯粉體積占內(nèi)腔體積的1 2%， b.將步驟F加工好的封口圓片采用氬氣保護氣體等離子焊接到氣門盤端部開口 處，在焊接時采取保溫砂桿外冷卻措施； H.精加工對整個氣門毛坯外形進行機械加工，加工成設(shè)計標準所要求的氣門外 部尺寸精度和形位精度見圖4。
權(quán)利要求
一種中空充鈉氣門的制作方法，其特征在于主要包括下述步驟A.制作鍛壓模具a.根據(jù)產(chǎn)品毛坯圖的尺寸及精度要求設(shè)計制作內(nèi)腔與產(chǎn)品毛坯外形相同的下模具，b.按氣門成品內(nèi)腔尺寸制作氣門內(nèi)腔形狀的碳鋼芯并淬火，做為上模具，B.下料、鉆中心孔按發(fā)動機中空充鈉氣門的重量將直徑10--30mm奧氏體材料鋼的棒料切割成圓柱形料坯，坯料重量比氣門毛坯重量少1％～2％，在棒料的一端鉆導(dǎo)向用中心孔，C.一次熱擠壓將鉆孔后的棒料加熱到1120～1200℃，中心孔向上放入安裝在壓力機工作臺上的下模具內(nèi)，把安裝在壓力機上滑軌上的碳鋼芯上模具醮潤滑劑打入紅熱的棒料中央，同時熱擠壓成氣門頭部形狀，桿部拉長，制成氣門粗成形毛坯，其芯部的碳鋼芯不變形，形成氣門內(nèi)腔形狀，D.精密鍛壓在鍛造溫度1000～1200℃內(nèi)，帶著芯棒對頭部進行精密模鍛后，形成氣門頭部形狀，鍛造完畢后，壓力機滑塊帶動上模上移拔出芯棒，E.清洗氣門內(nèi)腔用超聲波清洗技術(shù)清洗氣門內(nèi)腔并烘干，F(xiàn).加工氣門盤端部封口圓片，G.充鈉封口a.充鈉，在常溫下往氣門內(nèi)腔內(nèi)充入金屬鈉及吸氣劑鋯粉，鈉的體積占整個內(nèi)腔體積的60％左右，鋯粉體積占內(nèi)腔體積的1-2％，b.將步驟F加工好的封口圓片采用氬氣保護氣體等離子焊接到氣門盤端部開口處，在焊接時采取保溫砂桿外冷卻措施；H.精加工對整個氣門毛坯外形進行機械加工，加工成設(shè)計標準所要求的氣門的外部尺寸精度和形位精度。
2. 權(quán)利要求1所述的制備方法獲得的中空充鈉氣門。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中空充鈉氣門及其制作方法屬于發(fā)動機的氣門，特別是兩種材料制作的氣門。本發(fā)明方法的特點在于根據(jù)氣門內(nèi)孔的形狀制作鋼芯作為上模，利用鋼芯和模具使用壓力機將料坯擠壓、模鍛成帶有內(nèi)腔的中空氣門毛坯，經(jīng)充鈉、焊底，精加工后制成中空充鈉氣門。該加工方法比鉆孔加工方法成本低50％，制作的氣門不僅桿部有柱形空腔，而且頭部有錐形空腔，總內(nèi)腔體積比僅桿部鉆孔氣門的內(nèi)腔體積約大50％左右。比現(xiàn)有中空氣門頭部冷卻效果更好，有效防止了排氣門桿部、頭部發(fā)生熱量積聚及驟然升溫，保障了排氣門桿及頭部的使用性能及使用壽命。同時氣門的重量降低，加工成本降低。加工方法較常規(guī)的鉆孔方法成本低，內(nèi)腔空間大，冷卻效果好。
文檔編號B23P23/00GK101745813SQ200910231600
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者曲文強, 王新峰, 董兵, 陳雪萍 申請人:濟南沃德汽車零部件有限公司