专利名称：内燃机车柴油机高强化型进气门及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种进气门，特别涉及一种燃机车柴油机高强化型进气门及其制造方法。
背景技术：
内燃机车柴油机配气机构的进气门是发动机的重要运动部件，其服役条件苛刻、工作环境恶劣，为此，要求气门具有优良的综合性能，不仅要具有高温强度和热稳定性，而且要有优良的耐高温燃气腐蚀、抗氧化耐磨损的特性，上述诸性能的综合体现，基本取决于气门的结构、材料特性、制造方法。气门性能的优劣直接影响着主机的动力性能、使用寿命及可靠性。在机车运行中发生气门破坏性失效会导致发动机事故，严重危及机车的运行安全。240系列、280系列柴油机作为动力的东风系列内燃机车是我国铁路干线运输的主要动力，在铁路运输中占有重要的地位。但是目前气门的使用寿命还处于相对落后的水平，并时有发生气门早期失效，诸如出现裂纹、掉块和断阀事故，为此，提高气门的可靠性与使用寿命问题受到了铁路运行部门和内燃机制造部门的极大关注。根据铁道部颁布的《铁路主要技术政策》中“提高机车及其主要零部件的技术性能、工作可靠性和使用寿命，逐步延长机车段修和大修间的走行公里”的要求，同时在铁路运输高速重载的要求下，内燃机车正在向提高输出功率、提高强化指标、提高可靠性、降低燃油消耗率、使用燃油多样化、减少有害排气、减轻重量、缩小体积、延长检修期和实现无维修方向发展，这一切都对柴油机燃烧系统的重要部件——气门提出了更高的要求。目前我国内燃机柴油机气门的制造方法及缺陷1、阀盘锥面强化采用锥焊方法熔覆高温硬面耐磨合金(附图1所示)，不仅工艺复杂、制造难度大，而且影响着气门整体的结构性能，大量的气门在运行15万公里以上出现堆焊区裂纹、掉块也是导致柴油机气门事故的主要原因之一，严重影响着气门的使用寿命。
2、气门材料4Cr4Ni14W2Mo的性能不能满足内燃机车柴油机进气门的工作要求，使用寿命不能满足铁道部机务部门可靠性管理对气门提出的要求即无维修要求气门运行≥30万公里，气门使用寿命要求达到机车大修的目标值80万公里±10万公里。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺点，本发明人积多年从事本领域工作的经验，经过反复研究论证，终得本发明的产生；本发明提供一种内燃机车柴油机高强化型进气门及其制造方法。
本发明采用的技术方案是一种内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料，其特征在于其为强化强马氏体钢，其化学成分规范(wt％)为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；其余为Fe。
其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
一种内燃机车柴油机高强化型进气门的制作方法，其特征在于其流程是；备料→气门毛坯电热镦锻成形→热处理→机械加工气门毛坯电热镦锻成形是在电热镦锻时，气门蒜头的成形温度为1050℃-1100℃，蒜头变形速度为1.5-2mm/s，毛坯成形时始锻温度为1030℃-1080℃，终锻温度为960℃-1020℃。
热处理是淬火温度1030℃-1060℃/油冷，回火温度520℃-620℃。
机械加工方法为车削气门盘外园，盘底平面，基准杆；气门颈部、锁夹槽部数控仿形、外园、端面、平面、斜面、锥面、R颈部磨削加工。
本发明具有的优点1、气门材料性能与工艺性好，锻造、热处理质量控制稳定，材料的性能价格比好，工业应用技术经济效益显著；社会效益优越，应用前景良好。
2、气门热处理后的强度高，综合性能优良，强度韧性、塑性配合良好。尤其气门抗磨损工作面(阀面、杆及杆端面)硬度配合合理，不需要再作堆焊合金强化表面的工艺措施，制造简易，使用性能优良，抗磨损寿命提高了2倍以上，延长了气门的维修期，可满足铁路内燃机车柴油机发展对气门的技术要求。
3、气门制造方法先进、独特、产品精度高、应用效果好。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为传统进气门结构示意图。
具体实施例方式
本发明内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料为强化强马氏体钢MS41，其化学成分规范(wt％)为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；其余为Fe。
实施例1本发明内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料为强化强马氏体钢MS41，其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
实施例2本发明内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料为强化强马氏体钢MS41，其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
实施例3本发明内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料为强化强马氏体钢MS41，其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
上述任一实施例的化学成分配比下，内燃机车柴油机高强化型进气门的制作方法是备料→气门毛坯电热镦锻成形→热处理→机械加工1、备料将磨光棒材切成定长，变形端制作特定R2、气门毛坯电热镦锻成形在电热镦锻时，气门蒜头的成形温度为1050℃-1100℃，蒜头变形速度为1.5-2mm/s，毛坯成形时始锻温度为1030℃-1080℃，终锻温度为960℃-1020℃3、热处理淬火温度1030℃-1060℃/油冷回火温度520℃-620℃4、机械加工为传统的加工方法，加工顺序为车削气门盘外园，盘底平面，基准杆；气门颈部、锁夹槽部数控仿形、外园、端面、平面、斜面、锥面、R颈部磨削加工。
以上所述，是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料，其特征在于其为强化型马氏体钢，其化学成分规范(wt％)为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；其余为Fe。
2.如权利要求1所述的内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料，其特征在于其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
3.如权利要求1所述的内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料，其特征在于其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
4.如权利要求1所述的内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料，其特征在于其化学成分规范(wt％)可以选定为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；其余为Fe。
5.一种内燃机车柴油机高强化型进气门的制作方法，其特征在于其流程是备料→气门毛坯电热镦锻成形→热处理→机械加工。
6.如权利要求5所述的燃机车柴油机高强化型进气门的制作方法，其特征在于气门毛坯电热镦锻成形是在电热镦锻时，气门蒜头的成形温度为1050℃-1100℃，蒜头变形速度为1.5-2mm/s，毛坯成形时始锻温度为1030℃-1080℃，终锻温度为960℃-1020℃。
7.如权利要求5所述的燃机车柴油机高强化型进气门的制作方法，其特征在于热处理是淬火温度1030℃-1060℃/油冷，回火温度520℃-620℃。
8.如权利要求5所述的燃机车柴油机高强化型进气门的制作方法，其特征在于机械加工方法为车削气门盘外园，盘底平面，基准杆；气门颈部、锁夹槽部数控仿形、外园、端面、平面、斜面、锥面、R颈部磨削加工。
全文摘要
一种内燃机车柴油机高强化型进气门的制作材料，其为强化型马氏体钢，其化学成分规范(wt％)为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，其余为Fe。本发明气门材料性能与工艺性好，锻造、热处理质量控制稳定，材料的性能价格比好，工业应用技术经济效益显著；气门热处理后的强度高，综合性能优良，强度韧性、塑性配合良好。
文档编号F01L3/02GK1453459SQ0312379
公开日2003年11月5日 申请日期2003年6月2日 优先权日2003年6月2日
发明者张绵胜, 姚正刚, 张志勇 申请人:北京特冶工贸有限责任公司