專利名稱：內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)氣門，特別涉及一種燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門及其制造方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣門是發(fā)動機(jī)的重要運(yùn)動部件，其服役條件苛刻、工作環(huán)境惡劣，為此，要求氣門具有優(yōu)良的綜合性能，不僅要具有高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，而且要有優(yōu)良的耐高溫燃?xì)飧g、抗氧化耐磨損的特性，上述諸性能的綜合體現(xiàn)，基本取決于氣門的結(jié)構(gòu)、材料特性、制造方法。氣門性能的優(yōu)劣直接影響著主機(jī)的動力性能、使用壽命及可靠性。在機(jī)車運(yùn)行中發(fā)生氣門破壞性失效會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)事故，嚴(yán)重危及機(jī)車的運(yùn)行安全。240系列、280系列柴油機(jī)作為動力的東風(fēng)系列內(nèi)燃機(jī)車是我國鐵路干線運(yùn)輸?shù)闹饕獎恿?，在鐵路運(yùn)輸中占有重要的地位。但是目前氣門的使用壽命還處于相對落后的水平，并時(shí)有發(fā)生氣門早期失效，諸如出現(xiàn)裂紋、掉塊和斷閥事故，為此，提高氣門的可靠性與使用壽命問題受到了鐵路運(yùn)行部門和內(nèi)燃機(jī)制造部門的極大關(guān)注。根據(jù)鐵道部頒布的《鐵路主要技術(shù)政策》中“提高機(jī)車及其主要零部件的技術(shù)性能、工作可靠性和使用壽命，逐步延長機(jī)車段修和大修間的走行公里”的要求，同時(shí)在鐵路運(yùn)輸高速重載的要求下，內(nèi)燃機(jī)車正在向提高輸出功率、提高強(qiáng)化指標(biāo)、提高可靠性、降低燃油消耗率、使用燃油多樣化、減少有害排氣、減輕重量、縮小體積、延長檢修期和實(shí)現(xiàn)無維修方向發(fā)展，這一切都對柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)的重要部件——?dú)忾T提出了更高的要求。目前我國內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)氣門的制造方法及缺陷1、閥盤錐面強(qiáng)化采用錐焊方法熔覆高溫硬面耐磨合金(附圖1所示)，不僅工藝復(fù)雜、制造難度大，而且影響著氣門整體的結(jié)構(gòu)性能，大量的氣門在運(yùn)行15萬公里以上出現(xiàn)堆焊區(qū)裂紋、掉塊也是導(dǎo)致柴油機(jī)氣門事故的主要原因之一，嚴(yán)重影響著氣門的使用壽命。
2、氣門材料4Cr4Ni14W2Mo的性能不能滿足內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)進(jìn)氣門的工作要求，使用壽命不能滿足鐵道部機(jī)務(wù)部門可靠性管理對氣門提出的要求即無維修要求氣門運(yùn)行≥30萬公里，氣門使用壽命要求達(dá)到機(jī)車大修的目標(biāo)值80萬公里±10萬公里。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明人積多年從事本領(lǐng)域工作的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)研究論證，終得本發(fā)明的產(chǎn)生；本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門及其制造方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料，其特征在于其為強(qiáng)化強(qiáng)馬氏體鋼，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)為C0.38-0.50；Si2.50-3.75；Mn≤0.80；Ni≤0.50；Cr8.5-11.0；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.2-0.3；其余為Fe。
其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.35/0.4；Si2.5/2.6；Mn0.45/0.6；Ni≤0.50；Cr10/10.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.25/0.3；其余為Fe。
其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.4/0.45；Si2.6/2.8；Mn0.35/0.45；Ni≤0.50；Cr8.5/9.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.3；其余為Fe。
其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.4/0.5；Si2.9/3.6；Mn0.35/0.4；Ni≤0.50；Cr9.5/10.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.2/0.25；其余為Fe。
一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作方法，其特征在于其流程是；備料→氣門毛坯電熱鐓鍛成形→熱處理→機(jī)械加工氣門毛坯電熱鐓鍛成形是在電熱鐓鍛時(shí)，氣門蒜頭的成形溫度為1050℃-1100℃，蒜頭變形速度為1.5-2mm/s，毛坯成形時(shí)始鍛溫度為1030℃-1080℃，終鍛溫度為960℃-1020℃。
熱處理是淬火溫度1030℃-1060℃/油冷，回火溫度520℃-620℃。
機(jī)械加工方法為車削氣門盤外園，盤底平面，基準(zhǔn)桿；氣門頸部、鎖夾槽部數(shù)控仿形、外園、端面、平面、斜面、錐面、R頸部磨削加工。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)1、氣門材料性能與工藝性好，鍛造、熱處理質(zhì)量控制穩(wěn)定，材料的性能價(jià)格比好，工業(yè)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著；社會效益優(yōu)越，應(yīng)用前景良好。
2、氣門熱處理后的強(qiáng)度高，綜合性能優(yōu)良，強(qiáng)度韌性、塑性配合良好。尤其氣門抗磨損工作面(閥面、桿及桿端面)硬度配合合理，不需要再作堆焊合金強(qiáng)化表面的工藝措施，制造簡易，使用性能優(yōu)良，抗磨損壽命提高了2倍以上，延長了氣門的維修期，可滿足鐵路內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)發(fā)展對氣門的技術(shù)要求。
3、氣門制造方法先進(jìn)、獨(dú)特、產(chǎn)品精度高、應(yīng)用效果好。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為傳統(tǒng)進(jìn)氣門結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料為強(qiáng)化強(qiáng)馬氏體鋼MS41，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)為C0.38-0.50；Si2.50-3.75；Mn≤0.80；Ni≤0.50；Cr8.5-11.0；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.2-0.3；其余為Fe。
實(shí)施例1本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料為強(qiáng)化強(qiáng)馬氏體鋼MS41，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.35/0.4；Si2.5/2.6；Mn0.45/0.6；Ni≤0.50；Cr10/10.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.25/0.3；其余為Fe。
實(shí)施例2本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料為強(qiáng)化強(qiáng)馬氏體鋼MS41，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.4/0.45；Si2.6/2.8；Mn0.35/0.45；Ni≤0.50；Cr8.5/9.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.3；其余為Fe。
實(shí)施例3本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料為強(qiáng)化強(qiáng)馬氏體鋼MS41，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.4/0.5；Si2.9/3.6；Mn0.35/0.4；Ni≤0.50；Cr9.5/10.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.2/0.25；其余為Fe。
上述任一實(shí)施例的化學(xué)成分配比下，內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作方法是備料→氣門毛坯電熱鐓鍛成形→熱處理→機(jī)械加工1、備料將磨光棒材切成定長，變形端制作特定R2、氣門毛坯電熱鐓鍛成形在電熱鐓鍛時(shí)，氣門蒜頭的成形溫度為1050℃-1100℃，蒜頭變形速度為1.5-2mm/s，毛坯成形時(shí)始鍛溫度為1030℃-1080℃，終鍛溫度為960℃-1020℃3、熱處理淬火溫度1030℃-1060℃/油冷回火溫度520℃-620℃4、機(jī)械加工為傳統(tǒng)的加工方法，加工順序?yàn)檐囅鳉忾T盤外園，盤底平面，基準(zhǔn)桿；氣門頸部、鎖夾槽部數(shù)控仿形、外園、端面、平面、斜面、錐面、R頸部磨削加工。
以上所述，是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料，其特征在于其為強(qiáng)化型馬氏體鋼，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)為C0.38-0.50；Si2.50-3.75；Mn≤0.80；Ni≤0.50；Cr8.50-11.0；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.2-0.3；其余為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料，其特征在于其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.35/0.4；Si2.5/2.6；Mn0.45/0.6；Ni≤0.50；Cr10/10.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.25/0.3；其余為Fe。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料，其特征在于其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.4/0.45；Si2.6/2.8；Mn0.35/0.45；Ni≤0.50；Cr8.5/9.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.3；其余為Fe。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料，其特征在于其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)可以選定為C0.4/0.5；Si2.9/3.6；Mn0.35/0.4；Ni≤0.50；Cr9.5/10.5；S≤0.002；P≤0.003；Mo0.2/0.25；其余為Fe。
5.一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作方法，其特征在于其流程是備料→氣門毛坯電熱鐓鍛成形→熱處理→機(jī)械加工。
6.如權(quán)利要求5所述的燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作方法，其特征在于氣門毛坯電熱鐓鍛成形是在電熱鐓鍛時(shí)，氣門蒜頭的成形溫度為1050℃-1100℃，蒜頭變形速度為1.5-2mm/s，毛坯成形時(shí)始鍛溫度為1030℃-1080℃，終鍛溫度為960℃-1020℃。
7.如權(quán)利要求5所述的燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作方法，其特征在于熱處理是淬火溫度1030℃-1060℃/油冷，回火溫度520℃-620℃。
8.如權(quán)利要求5所述的燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作方法，其特征在于機(jī)械加工方法為車削氣門盤外園，盤底平面，基準(zhǔn)桿；氣門頸部、鎖夾槽部數(shù)控仿形、外園、端面、平面、斜面、錐面、R頸部磨削加工。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)高強(qiáng)化型進(jìn)氣門的制作材料，其為強(qiáng)化型馬氏體鋼，其化學(xué)成分規(guī)范(wt％)為C0.38－0.50,Si2.50－3.75,Mn≤0.80,Ni≤0.50,Cr8.5－11.0,S≤0.002,P≤0.003,Mo0.2－0.3，其余為Fe。本發(fā)明氣門材料性能與工藝性好，鍛造、熱處理質(zhì)量控制穩(wěn)定，材料的性能價(jià)格比好，工業(yè)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著；氣門熱處理后的強(qiáng)度高，綜合性能優(yōu)良，強(qiáng)度韌性、塑性配合良好。
文檔編號F01L3/02GK1453459SQ0312379
公開日2003年11月5日 申請日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者張綿勝, 姚正剛, 張志勇 申請人:北京特冶工貿(mào)有限責(zé)任公司