部的连接段为其颈部15c ;所述预成形毛坯通过一道次或多道次楔横轧轧制成形；所述轧制温度为1000。。?1200。。。
[0034]步骤2:加工得到一预成形毛坯堵头16和一实心棒料12a，并对实心棒料12a进行热处理；具体地，所述预成形毛坯堵头16为一圆柱体，且其横截面直径与预成形毛坯头部15a横截面外径相同；其高度为预成形毛坯头部15b壁厚的5?7倍。所述实心棒料12a横截面直径与预成形毛坯杆部15b横截面外径相同。所述预成形毛坯堵头16的材料与所述预成形毛坯15相同，而所述实心棒料12a的材料可以与所述预成形毛坯15相同，也可以是不同的气门钢材料。
[0035]步骤3:预成形毛坯头部加工与封堵；具体地，对预成形毛坯头部15a进行加工后利用摩擦焊工艺将所述预成形毛坯堵头16焊于预成形毛坯头部15a—端，以封堵预成形毛坯头部15a。
[0036]步骤4:采用车削设备对预成形毛坯头部封堵后的焊接部位进行加工，切除焊接飞边，并根据预成形毛坯头部壁厚对堵头高度进行加工，得到气门毛坯17。
[0037]步骤5:锻造成形并回火，将步骤4得到的气门毛坯17加热到锻造温度，通过模锻成形工艺将气门毛坯17 —次锻造成形，形成一盘部和杆部中空且盘端面封闭的气门壳体11，并对气门壳体11进行消除应力回火。具体地，如图8、图9所示，在材料始锻温度以下终锻温度以上的高温状态下，将气门毛坯17迅速放入模锻设备的下模21中，上模22向下锻压，从而成形出气门壳体11，其外形与下模21内腔一致。所述气门壳体11包括一体成形的气门中空盘部Ila和气门中空杆部lib。本实施例中，上模22底平面不设有凸台。进一步地，模锻设备的上模底平面也可以设有凸台，凸台高度视气门成形尺寸要求而定，本领域技术人员可根据现有技术作出相应的模具调整，此处不做赘述。
[0038]步骤6:对气门壳体11的内腔进行精加工、清洗并烘干，然后充入金属钠13，并将所述实心棒料12a —端焊接于气门壳体中空杆部一端，以封堵气门壳体中空杆部；
[0039]步骤7:对整个气门进行回火处理后进行机加工，然后在气门盘部外表面堆焊镍基高温合金；
[0040]步骤8:按气门设计标准对整个气门进行精加工，再对气门进行表面处理，得到中空充钠气门成品。具体地，经过精加工，所述实心棒料12a按气门设计标准被加工成为实心杆部12，并对气门外表面进行镀铬或氮化处理，其中，若采用镀铬处理，则镀铬层厚度为3?7 μπι ;若采用氮化处理，则氮化层厚度为10?30 μπι。经过上述精加工与表面处理步骤，即可得到本发明所述的新型中空充钠气门。
[0041]请参阅图11，其为采用本发明所述的成形工艺制成的中空充钠气门的结构示意图。该中空充钠气门10包括气门壳体11和实心杆部12，所述气门壳体11包括盘端面封闭的气门中空盘部和气门中空杆部，且二者在锻造过程中为一体成形；所述气门壳体11内充有金属钠13。所述气门中空杆部采用摩擦焊与实心杆部12焊接，以封堵气门中空杆部端面，气门中空盘部表面堆焊有镍基高温合金。所述中空充钠气门10的外表面进行镀铬或者氮化，形成一镀铬层或氧化层。根据发动机使用要求，镀铬层厚度为3?7 μπι，氮化层厚度为 10 ?30 μ m。
[0042]相比于现有技术，本发明的一种新型中空充钠气门的成形工艺利用钢管料作为初始毛坯，通过楔横轧轧制得到预成形毛坯15，并对其头部进行封堵，再通过锻造成形出盘部与杆部中空且盘端面封闭的气门壳体11，成形工序大大简化，工艺简单，加工时间短，提高生产效率；同时避免了实心棒料加工中空气门时钻孔对材料的浪费，提高了材料的利用率，降低生产成本。采用本发明所述的成形工艺制得的中空充钠气门，气门内腔空间更大，充钠量更多，散热性能更好。
[0043]本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
【主权项】
1.一种新型中空充钠气门的成形工艺，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:楔横轧预成形，将钢管料加热到轧制温度后进行楔横轧轧制成形，得到气门的预成形毛坯；所述预成形毛坯由钢管料外径变化并沿轴向伸长形成的，其外径较大的一端为头部，外径较小的一端为杆部，且其头部与杆部的连接段为其颈部； 步骤2:加工得到一预成形毛坯堵头和一实心棒料，并对实心棒料进行热处理； 步骤3:预成形毛坯头部加工与封堵；对预成形毛坯头部进行加工后利用摩擦焊工艺将 步骤2所述的预成形毛坯堵头焊于预成形毛坯头部一端，以封堵预成形毛坯头部；步骤4:采用车削设备对预成形毛坯头部封堵后的焊接部位进行加工，切除焊接飞边，并根据预成形毛坯头部壁厚对预成形毛坯堵头高度进行加工； 步骤5:锻造成形并回火，将步骤4得到的气门毛坯加热到始锻温度，通过模锻成形工艺将气门毛坯一次锻造成形，形成一盘部和杆部中空且盘端面封闭的气门壳体，并对气门壳体进行消除应力回火； 步骤6:对气门壳体的内腔进行精加工、清洗并烘干，然后充入金属钠，并将所述实心棒料一端焊接于气门壳体中空杆部一端，以封堵气门壳体中空杆部； 步骤7:对整个气门进行回火处理后进行机加工，然后在气门盘部外表面堆焊镍基高、)曰入全.ι?τπ.π ~s\t.， 步骤8:按气门设计标准对整个气门进行精加工，再对气门进行表面处理，得到中空充纳气门成品。
2.根据权利要求1所述的一种新型中空充钠气门的成形工艺，其特征在于:所述步骤2中，所述预成形毛坯堵头为一圆柱体，且其横截面直径与预成形毛坯头部横截面外径相同；所述实心棒料横截面直径与预成形毛坯杆部横截面外径相同。
3.根据权利要求2所述的一种新型中空充钠气门的成形工艺，其特征在于:所述预成形毛坯堵头的高度为预成形毛坯头部壁厚的5?7倍。
4.根据权利要求1所述的一种新型中空充钠气门的成形工艺，其特征在于:所述步骤I中，所述预成形毛坯通过一道次楔横轧轧制成形。
5.根据权利要求1所述的一种新型中空充钠气门的成形工艺，其特征在于:所述步骤I中，所述预成形毛坯通过多道次楔横轧轧制成形。
6.根据权利要求1所述的一种新型中空充钠气门的成形工艺，其特征在于:所述步骤8中，表面处理为对气门外表面进行镀铬或氮化处理，镀铬层厚度为3?7 μ m，氮化层厚度为.10 ?30 μ m0
【专利摘要】本发明属于内燃机发动机气门的成形加工方法，特别涉及一种新型中空充钠气门的成形工艺。相比于现有技术，本发明的一种新型中空充钠气门的成形工艺利用钢管料作为初始毛坯，通过楔横轧轧制得到预成形毛坯，并对其头部进行封堵，再通过锻造成形出盘部与杆部中空且盘端面封闭的气门壳体，成形工序大大简化，工艺简单，提高生产效率；同时避免了实心棒料加工中空气门时钻孔对材料的浪费，提高了材料的利用率，降低生产成本。采用本发明所述的成形工艺制得的中空充钠气门，气门内腔空间更大，充钠量更多，散热性能更好。
【IPC分类】B23P15-00
【公开号】CN104801937
【申请号】CN201510236449
【发明人】罗华欢, 林喜佳, 肖景胜, 邓海钿, 傅文兰, 刘晋平, 王宝雨, 邱万奇
【申请人】怀集登云汽配股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月11日