耐高温磨损气门座圈及其制备方法与流程

文档序号:12997035研发日期:2017年阅读:465来源:国知局
技术简介:
发现现有气门座圈材料无法满足高端发动机恶劣工况需求,通过创新合金配方(含Co、Mo、W等元素)及渗铜、冷处理等工艺,显著提升材料耐高温磨损性能和加工性,实现恶劣工况下的长寿命应用。
关键词:耐高温气门座圈,合金材料,粉末冶金工艺
本发明涉及汽车零部件,具体涉及一种气门座圈。
背景技术
:随着中国汽车行业的迅猛发展,发动机技术的不断更新,发动机的工作环境也越来越恶劣,现有的气门座圈材料已经无法满足高端柴油发动机机、汽油发动机和特殊燃料发动机的技术要求,本发明材料的气门座圈具备优良的耐高温磨损性能,应对恶劣工况。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐高温磨损气门座圈,能够应对发动机恶劣工况,具备良好的耐高温磨损信息。为解决上述技术问题,本发明的耐高温磨损气门座圈,其特征在于:按照重量百分比,所述的耐高温磨损气门座圈由以下元素制备而成:c:0.5-1.5%、w:2-7%、cr:2.5-6.5%、mo:5.0-15.0%、v:1.0-3.0%、co:15.0-25.0%、cu:10-25%、mn:0.2-3%、s:0.3-1.8%、o:0.3-2.0%、si:0.3-2.0%、p:0.2-2.0%、余量为fe。所述耐高温磨损气门座圈的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例将原材料粉末混合均匀;(2)在压机上将混合好的粉末按照6.45~6.65g/cm3密度压制成型;(3)将成型毛坯在烧结炉中进行1100℃高温烧结;然后进行渗铜处理;(4)用液氮对烧结毛坯进行-130℃冷处理;(5)在热处理炉中对冷处理毛坯进行500℃高温回火热处理;(6)机加工成成品。上述技术方案的优点:提高耐磨性原理:本发明中使用工具钢粉即含c、mo、w、cr、v等的合金钢粉来替代纯铁粉,提高整个基体的耐磨性,同时添加高co合金粒子进行弥散强化,合金粒子作为耐磨相提高耐磨性;改善加工性原理:锰系和硫系化合物添加到本发明的新材料制备中,可作为固体润滑剂改善加工性能,同时可以提高材料的自润滑性能,改善磨损环境,提高耐磨性。具体实施方式实施例1本实施例的气门座圈材料成分如下:元素cwcrmococumnvssipo余量含量wt%1.14.85.01122190.81.81.11.21.40.4fe以上成分中,部分以单元素物质直接加入,部分以化合物形式加入,部分以合金粉末形式加入。本实施例中,o、p、si、w等元素随铁粉加入,c、cu以粉末形式加入;mo、mn、s以化合物形态加入并起到润滑作用,co、cr等其他元素以合金粉形态加入。制作工艺:(1)按比例将原材料粉末进行混合均匀;2)在压机上将混合好的粉末按照6.55g/cm3密度压制成型;(3)将成型毛坯在烧结炉中进行1100℃高温烧结;然后进行渗铜处理;(4)用液氮对烧结毛坯进行-130℃冷处理;(5)在热处理炉中对冷处理毛坯进行500℃高温回火热处理;(6)机加工成成品。实施例2本实施例的气门座圈材料成分如下:元素cwcrmococumnvssipo余量含量wt%1.24.64.81221180.71.61.21.01.20.5fe制作工艺同实施例一。实施例3本实施例的气门座圈材料成分如下:元素cwcrmococumnvssipo余量含量wt%1.14.74.61219190.81.61.11.11.30.5fe制作工艺同实施例一。实施例4本实施例的气门座圈材料成分如下:元素cwcrmococumnvssipo余量含量wt%1.14.54.51221190.91.51.11.21.30.5fe制作工艺:同实施例一。实施例1-4所制备的气门座圈通过以下方法进行试验:1、耐磨性试验(试验条件:温度400℃,转数2500rpm,试验时间10小时,气门座圈磨耗试验机)气门座圈材料气门座圈磨损量mm气门磨损量mm总磨损量mm基准材料v5710.990.0340.133实施例1材料0.0180.0060.024实施例2材料0.0120.0050.017实施例3材料0.0190.0050.024实施例4材料0.0140.0050.019由试验数据可知,本发明的实施例1-4所得气门座圈材料有效的提高了粉末冶金座圈的耐高温磨损性能,可以应对恶劣的发动机工况。2、发动机耐久试验(试验条件:额定功率,试验时间500小时,玉柴联合动力13l天然气发动机耐久试验)气门座圈材料气门座圈磨损量mm气门磨损量mm总磨损量mm实施例1材料0.0310.0110.042实施例2材料0.0340.0120.046实施例3材料0.0320.0080.040实施例4材料0.0290.0080.037由试验数据可知,本发明的实施例1-4所得气门座圈材料有效的提高了粉末冶金座圈的耐高温磨损性能,可以应对恶劣的发动机工况。当前第1页12
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