专利名称：合金材料、气门座圈及其制备方法、气门座圈的安装方法
技术领域：
本发明属于发动机配件技术领域，具体涉及一种合金材料、由该合金材料制备的气门座圈、该气门座圈的制备方法和气门座圈的安装方法。
背景技术：
乙醇是一种清洁可再生能源，国内市场上使用的汽油均添加了部分乙醇，并且国际市场尤其巴西市场对乙醇燃料的消费量巨大，因此以乙醇为燃料的发动机在国际市场潜力很大。由于有些地区的乙醇燃料中的乙醇含量较高，例如巴西的乙醇燃料内的乙醇含量 较高，最高达100%，乙醇燃料燃烧后氧化物生成量减少，酸性物生成量增多，发动机气门与座圈接触面增大，且气门与座圈之间无油雾润滑，润滑条件恶劣，腐蚀和磨损加剧。乙醇燃料对发动机的可靠性试验要求更高，而传统的汽油发动机的座圈材料或天然气发动机的座圈材料均满足不了，在完成200h可靠性试验后就会出现座圈严重下沉，气门与座圈密封不严的现象。需要开发针对以乙醇为燃料的发动机的气门座圈材料，提高气门座圈材料的，耐腐蚀和耐磨损性能。
发明内容
本发明的目的是解决现有合金材料的耐腐蚀和耐磨损性能较差的问题，提供一种耐腐蚀和耐磨损性能优良的合金材料。解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种合金材料，按质量百分比计其成分为C1. 1-1. 6% ；Cr 6.0-8.0%;Mo 6. 0-8. 0% ；Co 10. 0-13. 0% ；Ni 2.0-4.0%;Mn 0.9-1.7%;S 0.7-1.5%;其它不可避免的杂质1. 0%以下，余量为Fe。本发明的合金材料通过添加合金粒子Cr、Mo、Co (Cr-Mo-Co系硬质粒子)，可以有效抑制金属间的初期磨损，保证了合金材料的耐磨性、热稳定性，再辅以MnS(S和Mn结合)可以提高材料的自润滑性能和加工性能。优选的是，按质量百分比计其成分为C 1.2-1.5%;Cr 6. 5-7. 6% ；
Mo 6.3-7.0%;Co 11. 0-12. 6% ；Ni 2.3-3.7%;Mn1. 0-1. 6% ；S 0. 9-1. 4% ；其它不可避免的杂质1. 0%以下，
余量为Fe。本发明所要解决的技术问题还包括，针对气门座圈的制备方法中气门座圈耐磨性能和耐蚀性能不佳的问题，提供一种耐磨性能和耐蚀性能优良的气门座圈的制备方法。解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种气门座圈的制备方法，包括以下步骤按上述的的合金材料的配比称量各原料的粉末并混合压制，获得气门座圈的坯体；将气门座圈的坯体连续烧结；对气门座圈的坯体进行后处理。优选的是，所述的连续烧结步骤中，烧结温度为1090-1110°C，烧结时间为14_16min0优选的是，所述的后处理步骤包括气门座圈的坯体在过热水蒸气处理40-60min，其中，温度为 540_560°C。进一步优选的是，所述的门座圈的坯体在过热水蒸气处理中，表面生成的Fe3O4的厚度为3-4 ii m。本发明的方法制备的气门座圈的耐磨性能和耐蚀性能优良，气门座圈的切削加工性、抗拉强度和抗屈服强度得到了改善。本发明还提供一种气门座圈，该气门座圈是由上述方法制备，所述的气门座圈的洛氏硬度为35-50，密度为6. 7-7. lg/cm3，压溃强度为450_500MPa。因此，该气门座圈的耐磨性能和耐蚀性能优良，气门座圈的切削加工性、抗拉强度和抗屈服强度得到了改善。本发明还提供一种气门座圈的安装方法，通过控制气门座圈压入缸盖的过盈量为64-107 u m,防止座圈压入缸盖后碎裂。
具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。实施例1本实施例提供一种合金材料，该合金材料的配方见表I。优选的，上述合金材料应用于制备气门座圈。当然，也不限制于进排气的气门座圈，也可以应用于其它腐蚀和磨损严重的地方，例如，正时齿轮。合金材料中添加合金粒子Cr、Mo、Co (Cr-Mo-Co系硬质粒子)，可以有效抑制金属间的初期磨损，保证了合金材料的耐磨性、热稳定性，再辅以MnS (S和Mn结合)可以提高合金材料的自润滑性能和加工性能。优选的，将上述的配方的合金材料通过称料-混料-压制-烧结-冷处理-热处理-后处理的工艺过程制得气门座圈。其中，称料、混料和压制可以采用现有技术的方法进行。优选的，上述的烧结工艺为连续烧结，将压制成型后的气门座圈的坯体放在连续烧结炉里进行烧结，烧结温度为1100°c，烧结时间为16min。优选的，烧结后气门座圈的坯体还可采用冰冻处理机进行冷处理和采用退火进行热处理，用以改善组织结构，提高座圈的综合性能。优选的，所述的后处理工艺为将气门座圈的坯体在过热水蒸气下处理40min，其中，水蒸气的压力为1. 013MPa，温度为550°C，水蒸气与气门座圈的铁基材料发生化学反应生成均匀、致密、有铁磁性、厚度为3 ii m的氧化物Fe3O4,同时氧化物还会渗入气门座圈的孔隙内，在工作中可以有效抑制金属间的接触磨损，增加了耐磨性能和耐蚀性能。
优选的，经过上述工艺制得的气门座圈，其洛氏硬度为45，密度为6. 7g/cm3，压溃强度为470MPa。上述的气门座圈通过过盈配合的方法安装入缸盖，其中过盈量为88i!m，以防止座圈压入缸盖后碎裂。取本实施例制备的气门座圈放入发动机的气缸，以100%乙醇为燃料进行500h可靠性试验，结果见表2，从表2可知，本实施例制备的气门座圈的磨损量较小，特别适合于以乙醇为燃料的发动机。表I各实施例合金材料的配方
权利要求
1.一种合金材料，其特征在于，按质量百分比计其成分为C1. 1-1. 6% ；Cr 6. 0-8. 0% ；Mo 6. 0-8. 0% ；Co 10. 0-13. 0% ；Ni 2. 0-4. 0% ；Mn O. 9-1. 7% ；S O. 7-1. 5% ；其它不可避免的杂质1. 0%以下，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的合金材料，特征在于，按质量百分比计其成分为C1. 2-1. 5% ；Cr 6. 5-7. 6% ；Mo 6. 3-7. 0% ；Co 11. 0-12. 6% ；Ni 2. 3-3. 7% ；Mn1. 0-1. 6% ；S O. 9-1. 4% ；其它不可避免的杂质1. 0%以下，余量为Fe。
3.一种气门座圈的制备方法，特征在于，包括以下步骤按照权利要求1或2所述的合金材料的配比称量各原料的粉末并混合压制，获得气门座圈的坯体；将气门座圈的坯体连续烧结；对气门座圈的坯体进行后处理。
4.如权利要求3所述的气门座圈的制备方法，特征在于，所述的连续烧结步骤中，烧结温度为1090-1110°C，烧结时间为14-16min。
5.如权利要求4所述的气门座圈的制备方法，特征在于，所述的后处理步骤包括气门座圈的坯体在过热水蒸气处理40-60min，其中，温度为540_560°C。
6.如权利要求5所述的气门座圈的制备方法，特征在于，所述的门座圈的坯体在过热水蒸气处理中，表面生成的Fe3O4的厚度为3-4 μ m。
7.一种气门座圈，特征在于，该气门座圈是由权利要求3-6任一所述的方法制备的。
8.如权利要求7所述的气门座圈，特征在于，所述的气门座圈的洛氏硬度为35-50，密度为 6. 7-7. lg/cm3，压溃强度为 450-500MPa。
9.一种气门座圈的安装方法，特征在于，如权利要求7或8所述的气门座圈压入缸盖的过盈量为64-107 μ m。
全文摘要
本发明提供一种合金材料、由该合金材料制备的气门座圈、该气门座圈的制备方法和气门座圈的安装方法，属于汽车配件技术领域，其可解决现有的合金材料和由其制备的气门座圈在以乙醇为燃料的发动机中耐腐蚀和耐磨损性能较差的问题。本发明的改进了合金材料的配方，完善了气门座圈的制备工艺和安装方法。本发明的气门座圈的耐磨性能和耐蚀性能优良，切削加工性、抗拉强度和抗屈服强度得到了改善。
文档编号C22C38/60GK102994917SQ201210532980
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者刘吉, 慕金华, 谢小祥 申请人:奇瑞汽车股份有限公司