专利名称：一种高耐磨低钴粉末冶金气门座的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别是一种高耐磨低钴粉末冶金气门座。
背景技术：
气门座是汽车发动机的重要部件，它与气门组成一对重要密封磨擦付，发动机工 作时，气门座圈受到气门冲击，高温(530 810°C)燃烧气体的冲刷、腐蚀、以及燃烧产物、 空气中灰尘的磨损，另外还受到热冷应力交替作用，它极易产生变形、烧损，甚至断裂，因此 不但要求气门座材料耐磨、耐腐蚀、抗高温，还要求一定经向压溃强度。鉴于以上情况，国内外许多厂家，均采用高钴合金材料，其钴含量一般为5 10%，钴金属为稀有金属，价格昂贵，也是战备物资，但是由于价格过于昂贵，所以没有得到 广泛的使用。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种高耐磨低钴粉末冶金气门座。实现本发明目的的技术解决方案为一种高耐磨低钴粉末冶金气门座，化学成分 及其含量为c :0. 8-1. 2%, Cr 10-30%, Mo 2. 0-4. 0%, Ni 0. 5-1. 2%, Co 0. 2-0. 5 %， Cu 12-30%，余量为 Fe。本发明与现有技术相比，其显著优点为1)本发明通过改进高压水雾化制粉技术 以及合理添加一定含量的Cr、Mo 二种合金粉末，通过机械混合、压制、烧结。又由于铜溶浸 工艺的采用，使气门座的导热性、热强度和耐磨性等物理性质和机械性能的得到了显著的 改善。2)气门座坯经烧结的形成了在相对软的基体上镶嵌着硬质点的组织结构，明显地提 高气门座的耐磨性、高温稳定性。经过整机厂配套使用和333小时台架试验，使用无铅汽油 为燃料，其密度达到7. 8g/cm3，硬度达到HRB108-111 ；金相组织为Cr、Mo为马氏体、贝氏体、 索氏体及均勻分布在基体的合金碳化物。合金碳化物的显微硬度HV800-1100，采用低钴合 金材料研制的MR479QA和JL376QE等粉末冶金气门座，即耐磨、耐热又耐冲击，不仅大量应 用轻载和中载无铅汽油汽车发动机，而且能日益广泛于轿车(汽车)高功率密度的发动机。 3)本发明的气门座是用低钴合金材料，满足气门座恶劣工况，降低生产成本。该粉末冶金材 料与其他材料相比具有特殊的竞争力。
具体实施例方式本发明的一种高耐磨低钴粉末冶金气门座，化学成分及其含量为C 0. 8-1. 2%, Cr :1. 0-3. 0%, Mo :2· 0-4. 0%, Ni :0· 5-1. 2%, Co :0· 2-0. 5%, Cu :12_30%，余量为 Fe。其中优选含量为:C:1-1. 2%, Cr :20_3· 0 %, Mo :3· 0-4. 0 %, Ni :1_1· 2 %, Co 0. 3-0. 5%, Cu : 12-20%，余量为 Fe。本发明的高耐磨低钴粉末冶金气门座，在制造的时候首先将基础铁粉采用水雾化 制成的低合金粉末，之后配入一定量的二种(Cr、Mo)高合金粉末；压制后将烧结坯置于推捍式烧结炉，在氨分解气氛中，温度在1100 1150°C进行烧结。气门座烧结坯硬度大于 HB108，其金相组织(马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物)，密度彡7.8g/cm3。烧结后 可获得强劲的合金基体上，均勻分布的硬质相，极大地提高产品的耐磨性、耐热性、耐腐蚀 性及经向压溃强度。本发明的关键为1)选用的基础粉末，它须具备一定耐磨、耐热、耐腐蚀，且有较 高强度的低合金材料。2)选用能形成硬质相的高合金材料，它须具备较高耐磨、耐热、耐腐 蚀性能，同时要求它和基础粉末有较好的亲和性和熔合界面，通过烧结，能够牢固地结合在 一起，当气门座受到冲击时，硬质相又不会脱落。下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述实施例1 基础粉采用水雾化制备的低合金粉末+ 二种(Cr、Mo)高合金粉+1.2%石墨 +0.8%硬脂酸锌混合40分钟，在制压后，用推捍式烧结炉，氨分解气氛，温度1120°C，烧结 40分钟，检测烧坯硬度HRB108 110 ；金相组织马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物； 径向压溃强度:840N/mm2 ；密度 7. 8g/cm3 ；化学成份 C 0. 91，Cr 1. 28，Mo 2. 68，Ni 0. 48， Co 0. 24，Cu 1396，其余 Fe。按照超速耐久试验规范，将上述研制的气门座产品在试验台架上全速全负荷(额 定转速6000r/min，额定功率69KW，最大扭矩128N. m)，累计运行333小时(其中磨合22小 时20分钟，外特性试验1小时40分钟，强化试验309小时)。经折机检测，气门座尺寸全部 在公差范围内，未见磨损，气门没有下沉，使用情况良好。试验所用的汽油机转速高，扭矩大，气门落座时拍击力大，而且排气温度较高，为 850士 10°C，使用条件相当恶劣。用同一条件试验的其它几种材料的气门座，在试验到50-60 小时，气门座都有不同程度的下沉。上述试验结果表明，本发明气门座具有优异的耐热、耐 磨、耐冲击性能，特别适合排气温度高、使用无铅汽油的汽车发动机的工作环境。实施例2:高耐磨低钴粉末冶金气门座，化学成分及其含量为C 0.8%, Cr 1.0%, Mo
2.0%, Ni 0. 5%, Co 02%, Cu :12%，余量为 Fe。制造方法同实施例1，超速耐久试验后气门座没有下沉。实施例3:高耐磨低钴粉末冶金气门座，化学成分及其含量为C -.1.2%, Cr -.3.0%, Mo 4. 0%, Ni 1. 2%, Co 0. 5%, Cu :30%，余量为 Fe。制造方法同实施例1，超速耐久试验后气门座没有下沉。实施例4 高耐磨低钴粉末冶金气门座，化学成分及其含量为C 10%, Cr ；2.5%, Mo
3.5%, Ni 1. 0%, Co 0. 3%, Cu :20%，余量为 Fe。制造方法同实施例1，超速耐久试验后气门座没有下沉。
权利要求
一种高耐磨低钴粉末冶金气门座，其特征在于，化学成分及其含量为C0.8 1.2％，Cr1.0 3.0％，Mo2.0 4.0％，Ni0.5 1.2％，Co0.2 0.5％，Cu12 30％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的高耐磨低钴粉末冶金气门座，其特征在于，化学成分及其 含量为C :1-1. 2%, Cr 2. 0-3. 0 %, Mo :3· 0-4. 0 %, Ni :1· 0-1. 2%, Co :0· 3-0. 5%, Cu 12-20%，余量为 Fe。
3.根据权利要求1所述的高耐磨低钴粉末冶金气门座，其特征在于，化学成分及其 含量为:C -.1-1.2%, Cr 2. 5-3.0%，Mo :3· 5-4. 0 %, Ni 1. 0-1. 2%, Co :0· 3-0. 5%, Cu: 12-14%，余量为 Fe。
全文摘要
本发明公开了一种高耐磨低钴粉末冶金气门座，化学成分及其含量为C0.8-1.2％，Cr1.0-3.0％，Mo2.0-4.0％，Ni0.5-1.2％，Co0.2-0.5％，Cu12-30％，余量为Fe。本发明通过改进高压水雾化制粉技术以及合理添加一定含量的Cr、Mo二种合金粉末，通过机械混合、压制、烧结。由于铜溶浸工艺的采用，气门座的导热性、热强度和耐磨性等物理性质和机械性能的得到了显著的改善。
文档编号C22C38/52GK101906592SQ20101024638
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者周学斌, 奚杰 申请人:仪征宝泰合金有限公司