专利名称：内燃机配气气门表面处理方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机气门的表面处理方法。
如图3所示，气门3由耐热钢材料制成，它包括气门头1，气门杆2，气门导管4，气门导管4被压入在气缸盖的孔内(图中未示)，气门杆2和气门导管4滑动配合。气门杆2的端部受摇臂5，或挺杆(图中未示)的压力驱动。
在内燃机的工作循环过程中，气门杆2不停地沿气门导管4上下高速移动，为防过量润滑油泄漏到气门杆2上而装有密封唇6，这样就使得气门3在恶劣的摩擦环境下工作。
在现有技术中，气门3是通过磨削加工方法使气门杆2表面粗糙度达到设计要求，然后进行软渗氮处理(又称碳氮共渗)或镀铬、镀镍以形成硬化层，从而提高气门杆2的耐磨性能。
但是采用表面处理这种工艺，尤其是对气门杆2的软渗氮处理，气门杆2表面有如图4所示的幅度较大的粗糙度，而且表面上留有碳和氮化物硬质点7。
为了能解决这些缺陷，有人建议在磨床上用砂轮对气门杆2上和密封唇6滑动配合的碳氮共渗处理的部分进行磨削，以减小表面粗糙度。但由于硬化层太薄而经不住磨损而且寿命低，故须考虑磨削裕量而使硬化层适当加厚，以致表面处理费很多时间导致生产率下降或费很多热处理介质而使成本增加，这也是不利因素。
考虑到上述不足之处，本发明的目的是提供一种气门表面处理的方法，它不必用砂轮磨削硬化层，就可以轻而易举地降低气门杆的粗糙度，从而将密封唇的磨损降低到尽可能小的程度。
为了达到上述目的而提出一种对包含气门杆和气门头的气门表面进行处理的方法，该方法包括如下步骤在气门杆表面形成硬化层；用具有平坦压辗表面的延辗元件至少对与密封唇滑动配合接触的硬化层部分进行压延；硬化层最好用碳氮共渗工艺形成；气门杆表面上形成的硬化层被压辗元件辗压使硬化层表面上幅值较大的凸起被压平而成为粗糙度较小的平坦表面。于是，密封唇与气门杆成为面接触，使接触部分的面压力降低。由于气门杆硬化层表面粗糙度降低，故可以减小密封唇6的磨损率，延长寿命，避免油泄漏到密封唇上，于是就可避免“持油”与润滑油消耗增大。由于不用砂轮对硬化层磨削，因此不会降低气门的抗磨损性能。用相当简便的方法就降低了硬化层表面粗糙度，从而既降低了生产成本，又提高了劳动生产率。
通过结合附图的对本发明的说明本发明的主要特点和优点将显然可见。附图中
图1(A)，图1(B)示出了本发明的一个实施例的表面加工处理步骤。图1(A)是气门纵向剖面图，示出了在气门表面形成的硬化层。图1(B)是一个纵向剖面图，示出了用一对压力辊对气门杆和密封唇滑动接触部分进行压延。
图2示出了放大了的气门杆被压延后表面粗糙度的剖面图。
图3示出了本发明中所用的气门操纵机构局部正视图。
图4示出了现有技术放大了的气门表面粗糙度的剖面图。
本发明的具体实现步骤由图1(A)和图1(B)示出。对耐热钢气门10作一系列机械精加工，至所要求的尺寸，除了气门头底端面10d外，预先将气门杆10a，气门头10b和环形槽10c在磨床上用砂轮进行磨削加工，使之具有所需的表面粗糙度，例如微观不平度Rz的值在1μm-10μm之间。各预处理步骤未示出。
然后，将图1(A)中所示各表面(10d除外)在盐酸液中作碳氮共渗处理以形成硬化层11，将含有KCN，KOCN，Na4[Fe(CN)6]的处理槽加热至约600℃，将气门10的各预先处理过的部分浸入其中保持一定的时间以在表面上形成了硬化层11，硬化层厚度以10μm-20μm为佳。
然后，如图1(B)所示的那样，把气门杆上和密封唇滑动接触的有硬化层11的部分10a置入两压力辊12，12之间，压力辊的挤压面是平坦的，压延过程中，两压力辊12随气门3旋转时，该硬化层11表面受到固定的载荷，例如5kg/cm2。由于有较大幅值的凸起压平，使硬化层11表面变为粗糙度较低的平坦表面。密封唇和气门杆10a大体上可实现面接触，使接触表面压力减小，密封唇的磨损率大大降低，从而避免密封唇的润滑油界面泄漏。粗糙表面的各“齿根14”形成的沟槽可容纳润滑油，从而增大了润滑油的存贮。
在前面所述实施例中只提到了用压力辊12对与密封唇滑动配合部分进行压延，但也可以对气门杆上和气门导管滑动接触的全部表面进行压延(图3示出)，或对与气门导管的上下两端滑动配合的硬化层11的表面进行压延。于是，和上述同样地也可以降低气门导管的磨损率。
为了形成图1(A)步骤中的硬化层11，除了前面提到的液体盐浴软渗氮工艺外，还可以采用气体渗氮，离子渗氮(辉光渗氮)，气体碳氮共渗，电镀金属，喷涂，喷镀等。形成本发明的硬化层11的手段并不局限于软渗氮，只要能获得较好光洁度的硬化层11，就可以选用。本发明所提供的处理方法既适用于耐热钢材料的气门，同样也适于用钛或钛合金材料制成的气门。
上面所述仅涉及本发明的各种实施例。显然本领域的熟练技术人员还可在不脱离下述各权利要求的范围内作出种种的变更与修正。
权利要求
1.一种处理包含气门头和气门杆的气门的表面的方法，其特征在于该方法包括下列步骤在气门杆上形成硬化层；利用有平坦压辗表面的压辗元件至少对气门杆上与密封唇滑动接触的硬化层部分进行表面压延。
2.如权利要求1中所述的表面处理方法，其特征在于硬化层是通过软渗氮处理工艺形成的。
3.如权利要求1中所述的表面处理方法，其特征在于该压辗元件包含一对压力辊，通过挤压将气门杆部分的粗糙表面的凸起压平，以降低其表面粗糙度，防止粗糙面“持油”过多。
全文摘要
一种内燃机配气系统用的气门表面处理方法，该气门由气门头和气门杆组成。所述方法包括下列步骤在气门杆先形成硬化层，然后用压力辊压延气门杆上和密封唇的滑动配合段，从而降低了密封唇的磨损。
文档编号C23C8/80GK1135536SQ9510546
公开日1996年11月13日 申请日期1995年5月9日 优先权日1995年5月9日
发明者神田雅典 申请人:富士乌兹克斯株式会社