一种汽车发动机进气门的制作方法
【专利说明】一种汽车发动机进气门
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉一种汽车发动机进气门，属于汽车发动机配件技术领域。
【背景技术】
[0003]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。
【发明内容】
[0004]一种汽车发动机进气门，其特征在于: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:
按照进气门主体材料元素组分进行熔炼，后进行铸造，得到坯料，进气门主体材料为:C0.13-0.27%，Si3.4-4%, Mn0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.2-1.9%，Cr 5-7%, W3-4%，Ν?2.8-3.24%，Co 1-1.2%，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 °C，锻造变形量控制在65%-85%，镦粗速度为1Omm/s ；
锻造后进行多级调质热处理工艺:在1050-1080 °C保温1s后水淬，450-500 °C回火；然后980-1010°C保温1s后油淬，430-440°C回火；最后950_970°C保温1s后油淬，380-410°C 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°C范围，碳势和氮势采取四级步骤，碳势0.4-0.6%，氮势1.2-1.4%，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2h，再升高碳势至1.0-1.1%，降低氮势至0.7-0.9%，保温2h，最后升高碳势至1.2-1.6%，降低氮势至0.4-0.5%，保温2.5h ;强渗后进行扩散，扩散过程:控制炉温度降至900-920°C，保温3h，降温至820-850°C，保温4h，扩散过程碳势控制在1.2?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°C进行油淬，油温控制在70°C ;清洗过程:去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50°C ;回火:进行低温回火，控制炉温度180°C，时间150-200分钟。
[0005]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:150-20(TC预热，非转移弧电压20V，非转移弧电流50A ;喷嘴与工件表面的距离10-12mm，焊接完成后缓慢冷却；堆焊层材料为:Co 38.5-40%，Ni 0.68-0.95%，B 0.1-0.25%，Ta 0.2-0.6%，Sn 1-3%, Gd
0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，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钨涂层，涂层厚度约4-10微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度约8-15微米，得到进气门。
[0006]所述的一种汽车发动机进气门，进气门主体材料为:C 0.13%，Si 3.4%，Mn0.8%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.2%，Cr 5%，W 3%，Ν?2.8%，Co 1%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
[0007]所述的一种汽车发动机进气门，进气门主体材料为:C0.27%，Si4%，Mn0.95%，P ^ 0.035%，S ^ 0.035%，Til.9%，Cr 7%，W 4%，Ν?3.24%，Co 1.2%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
[0008]所述的一种汽车发动机进气门，进气门主体材料为:C0.2%，Si3.7%，Mn0.9%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.5%，Cr 6%，W 3.5%，Ni 3%，Co 1.1%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
[0009]所述的一种汽车发动机进气门，堆焊层材料为:Co 39%，Ni 0.8%，B 0.2%，Ta
0.4%，Sn 2%，Gd 0.2%，C 0.1%，余量为 W。
[0010]所述的一种汽车发动机进气门，堆焊层材料为:Co 38.5%，Ni 0.68%，B 0.1%，Ta
0.2%，Sn 1%，Gd 0.12%，C 0.05%，余量为 W。
[0011]所述的一种汽车发动机进气门，堆焊层材料为:Co 40%，Ni 0.95%，B 0.25%，Ta
0.6%，Sn 3%，Gd 0.26%，C 0.13%，余量为 W。
[0012]所述的一种汽车发动机进气门，工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钨涂层，涂层厚度约4微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度约8微米，得到进气门。
[0013]所述的一种汽车发动机进气门，工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钨涂层，涂层厚度约10微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度约15微米，得到进气门。
[0014]所述的一种汽车发动机进气门的制造方法，工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钨涂层，涂层厚度约7微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度约12微米，得到进气门。
[0015]一种汽车发动机进气门的制造方法，其特征在于: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:
按照进气门主体材料元素组分进行熔炼，后进行铸造，得到坯料，进气门主体材料为:C0.13-0.27%，Si3.4-4%, Mn0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.2-1.9%，Cr 5-7%, W3-4%，Ν?2.8-3.24%，Co 1-1.2%，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 °C，锻造变形量控制在65%-85%，镦粗速度为1Omm/s ；
锻造后进行多级调质热处理工艺:在1050-1080 °C保温1s后水淬，450-500 °C回火；然后980-1010°C保温1s后油淬，430-440°C回火；最后950_970°C保温1s后油淬，380-410°C 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°C范围，碳势和氮势采取四级步骤，碳势0.4-0.6%，氮势1.2-1.4%，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2h，再升高碳势至1.0-1.1%，降低氮势至0.7-0.9%，保温2h，最后升高碳势至1.2-1.6%，降低氮势至0.4-0.5%，保温2.5h ;强渗后进行扩散，扩散过程:控制炉温度降至900-920°C，保温3h，降温至820-850°C，保温4h，扩散过程碳势控制在1.2?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°C进行油淬，油温控制在70°C ;清洗过程:去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50°C ;回火:进行低温回火，控制炉温度180°C，时间150-200分钟。
[0016]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:150-20(TC预热，非转移弧电压20V，非转移弧电流50A ;喷嘴与工件表面的距离10-12mm，焊接完成后缓慢冷却；堆焊层材料为:Co 38.5-40%，Ni 0.68-0.95%，B 0.1-0.25%，Ta 0.2-0.6%，Sn 1-3%, Gd
0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，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钨涂层，涂层厚度约4-10微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度约8-15微米，得到进气门。
[0017]上述
【发明内容】
相对于现有技术的有益效果在于:I)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进气门的硬度及强度，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】
[0018]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】。
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