专利名称：耐磨型气门座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气门座生产技术领域。
背景技术：
国内外气门座的研究和生产一直致力于两个方向①设计和改进气门座 的材质及采用适当的热处理，以获得气门座本体最佳的机械性能；②开发气 门座的各种表面改性技术，进一步开展涂层材料和工艺的创新研究，以降低 磨损为导向，研制或应用新的涂层材料和涂层工艺，制造致密、耐热、耐摩、 抗氧化性能良好的气门座涂层，以达到减小气门(座)下沉量的目的。后者已 成为近年来国内外气门座技术进步的主要研究方向。
目前，国内外气门座材料概括起来可分为两大类。 一类是传统材料，如 金属及各种合金；另一类是非传统材料，如陶瓷材料等。当然，金属材料是 目前使用得最多的气门座材料，其生产、制造工艺相对比较成熟。陶瓷材料 气门座正处于研制和开发阶段。
①粉末冶金气门座
传统材料的粉末冶金材料由于其低密度和疏松性，而使P /M零件 的热硬度和抗磨性较差，影响了广泛应用。但是，近年来，由于粉末冶 金的材质和制备技术与工艺水平的迅速提高，例如P /M座圈经两次压制、 两次烧结、热锻、液相烧结，可使P/M材料的致密化程度提高，密度可达 7.4g/cm3 8，Og/cm3。又由于固体润滑剂和硬质分散相的引入，或铜溶 浸工艺和蒸汽处理等工艺的采用，均使P/M的导热性、热强度和耐磨性等 物理性质和机械性能得到了显著的改善，因此P /M气门座不仅大量应用于 通常的轻载和中载发动机，而且日益广泛地应用于高强化的汽油机和重载柴油机，以及天然气、液化石油气和醇类燃料发动机。P/M材料的耐热性、 耐磨性等机械性能已远高于合金铸铁。甚至优于某些耐热合金钢。 ②陶瓷材料气门座
相对金属材料而言，陶瓷材料具有其自身的一系列特点。首先，陶瓷材 料具有优良的耐热、耐摩、抗氧化性能以及高的高温强度和硬度；具备制造 大功率发动机气门座所必须的特性。陶瓷材料较低的导热系数、良好的隔热
性对于发动机的隔热、提高发动机的热效率是有利的。陶瓷材料的另一个特 点是，随着温度的变化，这种材料的膨胀系数不容易发生突变。主要原因是 陶瓷材料高温组织比较稳定，不容易发生相变。陶瓷材料还有一个特点是它 的抗震性能好，发动机实验发现，用陶瓷材料制造的发动机气门座使用起来 噪音更小。至于为什么会出现这种现象，到目前为止，人们仍然没有弄明白 其中的原因。由于陶瓷材料具有这么多的优点，因此人们争相研究开发这种 材料。美国专门列出规划，发展发动机陶瓷气门系统部件。但陶瓷材料成型、 切削加工困难，因而目前还没有得到广泛使用。
实用新型内容
本实用新型目的在于设计一种能提高气门座整体使用寿命、产品技术稳 定性好的耐磨型气门座。
本实用新型包括由金属材料制成的气门座主体，在气门座主体的密封锥 面设置陶瓷颗粒增强复合涂层。
本实用新型可在低等级材质上实现高性能表层改性，复合涂层与合金铸 铁基材呈牢固冶金结合。同时实现了使低等级合金铸铁材料实现高性能表层 改性，达到零件低成本与工作表面高性能的最佳组合，节约资源，具有提高 气门座整体使用寿命、产品技术稳定性好的优越性。
本实用新型是基于对发动机配气结构中，气门座和气门组成一对重要的 摩擦副工作特性及内燃机技术进步的迫切要求，激光制备颗粒增强复合涂层，利用激光快速熔凝过程所提供的物理冶金和化学冶金特性，形成与基材 呈牢固冶金结合的细小致密涂层基底，凝固过程中以原位析出方式形成的大 量微米级和亚微米级金属陶瓷颗粒均匀弥散地分布其中，涂层具有高硬度
(40-58HRC)和优异的强韧性，使气门座具有优良的耐热、耐摩、抗氧化 性能以及高的高温强度和硬度；较低的导热系数、良好的隔热性，具备制造 大功率发动机气门座所必须的特性。
本实用新型所述陶瓷颗粒增强复合涂层厚度可以为0.5 1.0mm。既能 实现良好的耐磨、耐蚀、耐高温，又能节约材料，节省加工成本。
图1为本实用新型的一种结构示意图。
具体实施方式
如图所示，将毛坯铸造、磨削加工端面、粗车外圆、粗镗內圆后得到的 气门座主体1上，与气门配合的密封锥面的内圆面均匀涂覆一层金属陶瓷 粉，采用激光合金化法，在气门座主体1的密封锥面形成陶瓷颗粒增强复合 涂层2，其厚度为0.5 1.0mm，然后再将半成品经精车外圆、精镗內圆、磨 外圆、倒外角、终检、上油，形成最终的活塞环。
经检测本实用新型陶瓷颗粒增强复合涂层2络氏硬度为40-58HRC，同 片气门座复合涂层织硬度差不大于3HRC单位。
权利要求1、耐磨型气门座，包括由金属材料制成的气门座主体，其特征在于在气门座主体的密封锥面设置陶瓷颗粒增强复合涂层。
2、 根据权利要求1耐磨型气门座，其特征在于所述陶瓷颗粒增强复合涂层厚度为0.5 1.0mm。
专利摘要耐磨型气门座，涉及气门座生产技术领域。包括由金属材料制成的气门座主体，在气门座主体的密封锥面设置陶瓷颗粒增强复合涂层。本实用新型可在低等级材质上实现高性能表层改性，复合涂层与合金铸铁基材呈牢固冶金结合。同时实现了使低等级合金铸铁材料实现高性能表层改性，达到零件低成本与工作表面高性能的最佳组合，节约资源，具有提高气门座整体使用寿命、产品技术稳定性好的优越性。
文档编号F01L3/08GK201401202SQ20092003884
公开日2010年2月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者刘文今, 孙康和, 张伟明, 张红军, 朱有慧, 钟敏霖, 马明星 申请人:江苏仪征威龙活塞环有限公司