一種耐高溫氣缸排氣門組的制作方法
【專利說明】一種耐高溫氣缸排氣門組
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉一種耐高溫氣缸排氣門組，屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，按一定時(shí)間使新鮮混合氣進(jìn)入氣缸，并將燃燒后的廢氣排除氣缸的工作機(jī)構(gòu)，氣門組件則是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣的控制部分，氣門組件工作是否正常，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。目前，氣門組件包括氣門、鎖片、氣門彈簧座、挺柱、墊片、氣門彈簧等零件，氣門的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是靠凸輪軸作用挺柱或墊片，挺柱推動(dòng)氣門來實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)有氣門和氣門彈簧座通常采用重量較大耐沖擊性能差，容易形成微裂紋影響氣門組的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種耐高溫氣缸排氣門組，包括排氣門和安裝于排氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈，
制造所述排氣門具體步驟為:
按照排氣門主體材料元素組分進(jìn)行熔煉，后進(jìn)行鑄造，得到坯料，排氣門主體材料為:C 0.13-0.27%，Si 3.4-4%, Mo 2-3%, W 1-2%, Mn 0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti2-3%，Cr 12-13%，Ni 2.8-3.24%，Co 1-1.2%，V 0.4-0.5%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；將坯料采用電熱鐓鍛造，終鍛溫度為900 °C，鍛造變形量控制在65%-85%，鐓粗速度為1Omm/s ；
鍛造后進(jìn)行多級調(diào)質(zhì)熱處理工藝:在1050-1080 °C保溫1s后水淬，450-500 °C回火；然后980-1010°C保溫1s后油淬，430-440°C回火；最后950_970°C保溫1s后油淬，380-410°C 回火；
熱處理后進(jìn)行對工件切削加工，
切削加工后對工件表面進(jìn)行碳氮共滲熱處理，強(qiáng)滲過程:溫度950-980°C范圍，碳勢和氮?jiǎng)莶扇∷募壊襟E，碳勢0.4-0.6%，氮?jiǎng)?.2-1.4%，保溫3h，然后升高碳勢至0.7-0.9%，降低氮?jiǎng)葜?.0-1.1%，保溫2h，再升高碳勢至1.0-1.1%，降低氮?jiǎng)葜?.7-0.9%，保溫2h，最后升高碳勢至1.2-1.6%，降低氮?jiǎng)葜?.4-0.5%，保溫2.5h ;強(qiáng)滲后進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散過程:控制爐溫度降至900-920°C，保溫3h，降溫至820-850°C，保溫4h，擴(kuò)散過程碳勢控制在1.2?1.3%之間，氮?jiǎng)菘刂圃?.0?1.1%之間；空冷至室溫；擴(kuò)散后進(jìn)行淬火，淬火過程:在850°C進(jìn)行油淬，油溫控制在75°C ;清洗過程:去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在55°C ;回火:進(jìn)行低溫回火，控制爐溫度190°C，時(shí)間150-200分鐘。
[0005]對工件錐面磨削加工，
錐面磨削加工后對工件進(jìn)行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為:150-200°C預(yù)熱，非轉(zhuǎn)移弧電壓20V，非轉(zhuǎn)移弧電流50A;噴嘴與工件表面的距離10-12mm，焊接完成后緩慢冷卻；堆焊層材料為:Co 30-35%，Mo 4-5%，Cr 1-2%, Ni 0.68-0.95%，B 0.2-0.3%，Ta 0.2-0.6%，Sn0.5-0.6%，Gd 0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，余量為 W ；
對工件表面打磨
工件表面打磨后對工件表面涂覆碳化鈦涂層，涂層厚度約6-10微米；之后在碳化鈦涂層外涂覆氮化鈦涂層，涂層厚度約8-12微米，得到排氣門。
[0006]上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):A1:8-9 %，T1:5_6%，Mn:2-3 %，Ni:0.8-0.9 %，Zn:0.6-0.7 %，F(xiàn)e:0.3-0.4 %，W:0.2-0.3 %，Cr:0.1-0.2%，Co:0.08-0.09 %，Mg:0.05-0.06 %，Zr:0.02-0.03 %，Ce:0.01-0.02 %，余量為 Cu 及不可避免的雜質(zhì)；
上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的制備方法:包括以下步驟:按照上述元素比例準(zhǔn)備原料，原料熔煉、分別對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈進(jìn)行澆注，脫模后，得到的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的鑄坯進(jìn)行熱處理:首先將鑄坯進(jìn)行加熱，升溫至700°C，升溫速率50°C /小時(shí)，保溫4小時(shí)，后降溫至550°C，降溫速率150°C /小時(shí)，后再次降溫至3000C，降溫速率50°C /小時(shí)，保溫3小時(shí)，后再次降溫至150°C，降溫速率60°C /小時(shí)，保溫4小時(shí)，后空冷至室溫，
之后對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈鑄坯表面涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度5-10微米，得到最終的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈。
[0007]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，排氣門主體材料為:C 0.13%，Si 3.4%，Mo 2%，W 1%, Mn 0.8%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti 2%, Cr 12%，Ni 2.8%，Co 1%，V 0.4%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，排氣門主體材料為:C 0.27%，Si 4%，Mo 3%，W2%，Mn 0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti 3%，Cr 13%，Ni 3.24%，Co 1.2%，V 0.5%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0009]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，排氣門主體材料為:C 0.2%，Si 3.7%, Mo 2.5%，W 1.5%, Mn 0.9%, P^0.035%, S^0.035%, Ti 2.5%, Cr 12.5%, Ni 3%, Co 1.1%,V 0.45%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，堆焊層材料為:Co 30%，Mo 4%，Cr 1%，Ni0.68%，B 0.2%，Ta 0.2%，Sn 0.5%，Gd 0.12%，C 0.05%，余量為 W。
[0011]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，堆焊層材料為:Co 35%，Mo 5%，Cr 2%，Ni0.95%，B 0.3%，Ta 0.6%，Sn 0.6%，Gd 0.26%，C 0.13%，余量為 W。
[0012]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，堆焊層材料為:Co 33%，Mo 4.5%，Cr 1.5%，Ni0.8%，B 0.25%，Ta 0.4%，Sn 0.55%，Gd 0.2%，C 0.1%，余量為 W。
[0013]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):A1:8 % , Ti:5 % ,Mn:2 % ,Ni:0.8 %，Zn:0.6 %，F(xiàn)e:0.3 % ,W:0.2 % , Cr:0.1 %，Co:0.08 %，Mg:0.05 %，Zr:0.02 %，Ce:0.01 %，余量為 Cu 及不可避免的雜質(zhì)。
[0014]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):A1: 9 %，T1: 6 %，Mn: 3 %，N1: 0.9 %，Zn: 0.7 %，F(xiàn)e: 0.4 % , W:
0.3 % , Cr: 0.2 %，Co: 0.09 %，Mg: 0.06 % , Zr: 0.03 % , Ce: 0.02 %，余量為 Cu 及不可避免的雜質(zhì)。
[0015]所述的一種耐高溫氣缸排氣門組，上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):A1:8.5 %，Ti:5.5 %，Mn:2.5 %，N1:0.85 % , Zn:0.65 %，F(xiàn)e:0.35 %，W:0.25 %，Cr:0.15 %，Co:0.085 %，Mg:0.055 %，Zr:0.025 %，Ce:0.015 %，余量為 Cu 及不可避免的雜質(zhì)。
[0016]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:I)本發(fā)明鐵基合金材料可以充分滿足發(fā)動(dòng)機(jī)氣門主體材料的強(qiáng)度要求；2)對發(fā)動(dòng)機(jī)氣門進(jìn)行碳氮共滲熱處理提高進(jìn)氣門的硬度及強(qiáng)度，避免出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)；3)通過堆焊處理使得發(fā)動(dòng)機(jī)氣門錐面達(dá)到更高的耐磨性和耐沖擊，相應(yīng)的疲勞性能也得到提高；4)通過對發(fā)動(dòng)機(jī)氣門涂覆涂層，提高材料的防腐、耐高溫、耐磨性能。5)氣門彈簧座圈進(jìn)行涂覆涂層涂層增加其表面耐磨性和硬度的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0018]實(shí)施例1
一種耐高溫氣缸排氣門組，包括排氣門和安裝于排氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈費(fèi)座圈，
制造所述排氣門具體步驟為: