一种耐高温排气门的制作方法

文档序号:15578927发布日期:2018-09-29 06:19阅读:345来源:国知局

本发明涉一种耐高温排气门,属于汽车发动机配件技术领域。



背景技术:

气门是发动机的精密零件,用于封锁气流通道,控制内燃机的气体交换,工作时需承受较高的机械负荷和热负荷,同时还承受落座冲击负荷及燃气压力所给予的静负荷,现有的汽车发动机气门多采用金属或合金材料制成,当温度较高时易膨胀,而且气门使用一段时间后磨损严重,使用寿命短,如何创设一种坚固耐用、热胀冷缩系数小,使用寿命长,耐高温,耐摩擦的新的新型发动机气门,使汽车轻量化,最终实现绿色新型能源汽车产业化,成为业界急需改进的目标。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供了一种强度高、耐腐蚀的耐高温排气门,其采取熔炼铸造,锻造头部,调质热处理,切削加工,碳氮共渗热处理,锥面磨削加工,锥面堆焊,表面打磨,涂覆涂层的工艺步骤,其中:

具体步骤为:

按照排气门主体材料元素组分进行熔炼,后进行铸造,得到坯料,排气门主体材料为:c0.13-0.7%,si3.4-4%,mo2-3%,w1-2%,mn0.8-0.95%,p≤0.035%,s≤0.035%,ti-3%,cr1-13%,ni.8-3.4%,co1-1.%,v0.4-0.5%,余量为fe及不可避免的杂质;

将坯料采用电热镦锻造,终锻温度为900℃,锻造变形量控制在65%-85%,镦粗速度为10mm/s;

锻造后进行多级调质热处理工艺:在1050-1080℃保温10s后水淬,450-500℃回火;然后980-1010℃保温10s后油淬,430-440℃回火;最后950-970℃保温10s后油淬,380-410℃回火;

热处理后进行对工件切削加工;

切削加工后对工件表面进行碳氮共渗热处理,强渗过程:温度950-980℃范围,碳势和氮势采取四级步骤,碳势0.4-0.6%,氮势1.-1.4%,保温3h,然后升高碳势至0.7-0.9%,降低氮势至1.0-1.1%,保温h,再升高碳势至1.0-1.1%,降低氮势至0.7-0.9%,保温h,最后升高碳势至1.-1.6%,降低氮势至0.4-0.5%,保温.5h;强渗后进行扩散,扩散过程:控制炉温度降至900-90℃,保温3h,降温至80-850℃,保温4h,扩散过程碳势控制在1.~1.3%之间,氮势控制在1.0~1.1%之间;空冷至室温;扩散后进行淬火,淬火过程:在850℃进行油淬,油温控制在75℃;清洗过程:去除零部件表面油渍,清洗液温度控制在55℃;回火:进行低温回火,控制炉温度190℃,时间150-00分钟;

对工件锥面磨削加工;

锥面磨削加工后对工件进行锥面堆焊,锥面堆焊工艺为:150-00℃预热,非转移弧电压0v,非转移弧电流50a;喷嘴与工件表面的距离10-1mm,焊接完成后缓慢冷却;堆焊层材料为:co30-35%,mo4-5%,cr1-%,ni0.68-0.95%,b0.-0.3%,ta0.-0.6%,sn0.5-0.6%,gd0.1-0.6%,c0.05-0.13%,余量为w;

对工件表面打磨;

工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钛涂层,涂层厚度9-1微米;之后在碳化钛涂层外涂覆氮化钛涂层,涂层厚度4-6微米,得到排气门。

上述发明内容相对于现有技术的有益效果在于:1)本发明铁基合金材料可以充分满足气门主体材料的强度要求;2)对气门进行碳氮共渗热处理提高排气门的硬度及强度,避免出现腐蚀点;3)通过堆焊处理使得气门锥面达到更高的耐磨性和耐冲击,相应的疲劳性能也得到提高;4)通过对发动机气门涂覆涂层,提高材料的防腐、耐高温、耐磨性能。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现详细说明本发明的具体实施方式。

实施例:

一种耐高温排气门,其采取熔炼铸造,锻造头部,调质热处理,切削加工,碳氮共渗热处理,锥面磨削加工,锥面堆焊,表面打磨,涂覆涂层的工艺步骤,其中:

具体步骤为:

按照排气门主体材料元素组分进行熔炼,后进行铸造,得到坯料,排气门主体材料为:c0.13%,si3.4%,mo%,w1%,mn0.8%,p≤0.035%,s≤0.035%,ti%,cr1%,ni.8%,co1%,v0.4%,余量为fe及不可避免的杂质;

将坯料采用电热镦锻造,终锻温度为900℃,锻造变形量控制在65%-85%,镦粗速度为10mm/s;

锻造后进行多级调质热处理工艺:在1050℃保温10s后水淬,450℃回火;然后980℃保温10s后油淬,430℃回火;最后950℃保温10s后油淬,380℃回火;

热处理后进行对工件切削加工;

切削加工后对工件表面进行碳氮共渗热处理,强渗过程:温度950-980℃范围,碳势和氮势采取四级步骤,碳势0.4-0.6%,氮势1.-1.4%,保温3h,然后升高碳势至0.7-0.9%,降低氮势至1.0-1.1%,保温h,再升高碳势至1.0-1.1%,降低氮势至0.7-0.9%,保温h,最后升高碳势至1.-1.6%,降低氮势至0.4-0.5%,保温.5h;强渗后进行扩散,扩散过程:控制炉温度降至900-90℃,保温3h,降温至80-850℃,保温4h,扩散过程碳势控制在1.~1.3%之间,氮势控制在1.0~1.1%之间;空冷至室温;扩散后进行淬火,淬火过程:在850℃进行油淬,油温控制在75℃;清洗过程:去除零部件表面油渍,清洗液温度控制在55℃;回火:进行低温回火,控制炉温度190℃,时间150-00分钟。

对工件锥面磨削加工;

锥面磨削加工后对工件进行锥面堆焊,锥面堆焊工艺为:150-00℃预热,非转移弧电压0v,非转移弧电流50a;喷嘴与工件表面的距离10-1mm,焊接完成后缓慢冷却;堆焊层材料为:co30%,mo4%,cr1%,ni0.68%,b0.%,ta0.%,sn0.5%,gd0.1%,c0.05%,余量为w;

对工件表面打磨;

工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钛涂层,涂层厚度约9微米;之后在碳化钛涂层外涂覆氮化钛涂层,涂层厚度约4微米,得到排气门。



技术特征:

技术总结
一种耐高温排气门,按照排气门主体材料元素组分进行熔炼,后进行铸造,得到坯料,排气门主体材料为:C0.13‑0.7%,Si3.4‑4%,Mo2‑3%,W1‑2%,Mn0.8‑0.95%,P≤0.035%,S≤0.035%,Ti‑3%,Cr1‑13%,Ni.8‑3.4%,Co1‑1.%,V0.4‑0.5%,余量为Fe及不可避免的杂质;通过堆焊处理使得气门锥面达到更高的耐磨性和耐冲击,相应的疲劳性能也得到提高;通过对发动机气门涂覆涂层,提高材料的防腐、耐高温、耐磨性能。

技术研发人员:方纯结
受保护的技术使用者:安庆市鼎立汽车配件有限公司
技术研发日:2018.03.20
技术公布日:2018.09.28
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