一种表面镀有PVD涂层的气门挺柱的制作方法

一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱
技术领域
1.本实用新型涉及气门挺柱技术领域，具体为一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱。


背景技术：

2.气门挺柱与凸轮偶件是发动机内一对重要的摩擦副，其性能及工作状况直接影响了发动机的性能，气门挺柱在发动机运转时，随着凸轮曲线上下急剧运动而推动气门开闭；其顶部与凸轮接触，接触面积小，接触应力大，而且工作面很难维持适当的润滑油层，摩擦磨损严重。
3.目前，传统的气门挺柱多采用镍铬合金铸铁，冷激合金铸铁或模具钢制造，表面处理技术主要采用碳氮共渗处理、镍基复合涂层等。但这种方法制备得到的气门挺柱仍然受到材料本身性能的限制，不能满足更高的力学性能要求，并且随着发动机不断轻量化、高速、高功率方向的发展，促使发动机对其零部件提出越来越苛刻的工况要求。气门挺柱、凸轮是发动机配气机构重要摩擦副之一。因其工作环境与功能的特殊性，这些气门挺柱在内燃机上的应用时均需要满足特别的力学性能，现有的挺柱工作面不耐磨，摩擦系数大，已无法满足正常使用，迫切需要新的技术和方法来提升挺柱与凸轮组件的性能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱以解决上述背景技术提到的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，包括气门挺柱，所述气门挺柱的工作表面从内往外依次设置有渗碳层、过渡金属层和pvd层。
6.优选的，所述过渡金属层为cr过渡层，所述cr过渡层的厚度为1～2μm，且cr过渡层的硬度≥850hv。
7.优选的，所述pvd层的涂层厚度为5～30μm。
8.优选的，所述pvd层的表面粗糙度为ra0.05，且摩擦系数为0.02。
9.优选的，所述pvd层的硬度为900～1500hv，且结合力为hf1。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
11.本实用新型通过在现有气门挺柱的工作表面镀上一层pvd涂层后，其硬度可达到1500hv，比原渗碳提升约1.5倍，其顶面粗糙度ra0.05，比原ra0.1提升1倍，从而解决了现有气门挺柱不耐磨、摩擦系数大，不能满足现代发动机朝着轻量化，高转速，高载荷，高寿命的问题。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型的结构示意图。
14.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
15.1、气门挺柱；2、渗碳层；3、过渡金属层；4、pvd层。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：
18.一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，包括气门挺柱1，其特征在于：气门挺柱1的工作表面从内往外依次设置有渗碳层2、过渡金属层3和pvd层4。
19.具体的，过渡金属层3为cr过渡层，cr过渡层的厚度为1～2μm，且cr过渡层的硬度≥850hv。
20.具体的，pvd层4的涂层厚度为5～30μm。
21.具体的，pvd层4的表面粗糙度为ra0.05，且摩擦系数为0.02。
22.具体的，pvd层4的硬度为900～1500hv，且结合力为hf1。
23.请参照图1，本实用新型的实施例一为：
24.本气门挺柱按照以下加工步骤进行加工：
25.1、将气门挺柱1本体进行渗碳处理，得到渗碳层2；
26.2、将气门挺柱1常规除油清洗，然后在碳氢清洗剂中进行超声波清洗；
27.3、将气门挺柱1进行装夹喷砂处理；
28.4、将气门挺柱1置于真空镀膜机系统中预抽真空至2
×
10-5
pa；
29.5、高频率溅射沉积金属过渡层3，以cr靶为阴极，工作气体为氩气，沉积时间30～60min，得到cr过渡层；
30.6、高频率溅射沉积pvd层4，以cr靶为阴极，工作气体为氮气，沉积时间120min；
31.7、pvd处理后对pvd层4进行研磨处理提高表面粗糙度。
32.本实施例中的气门挺柱在工作表面镀有pvd涂层后，其硬度可达到1500hv，比原渗碳提升约1.5倍，其顶面粗糙度ra0.05，比原ra0.1提升1倍，在发动机试验中，由于与添加了无灰系摩擦调整剂的发动机润滑油的结合，降低约40％的摩擦，降低燃油消耗1.5％，提升耐磨性能约10倍。提高发动机工作效率，减少发动机使用故障率。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固
定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，包括气门挺柱(1)，其特征在于：所述气门挺柱(1)的工作表面从内往外依次设置有渗碳层(2)、过渡金属层(3)和pvd层(4)。2.根据权利要求1所述的一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，其特征在于：所述过渡金属层(3)为cr过渡层，所述cr过渡层的厚度为1～2μm，且cr过渡层的硬度≥850hv。3.根据权利要求1所述的一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，其特征在于：所述pvd层(4)的涂层厚度为5～30μm。4.根据权利要求1所述的一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，其特征在于：所述pvd层(4)的表面粗糙度为ra0.05，且摩擦系数为0.02。5.根据权利要求1所述的一种表面镀有pvd涂层的气门挺柱，其特征在于：所述pvd层(4)的硬度为900～1500hv，且结合力为hf1。

技术总结
本实用新型涉及气门挺柱技术领域，具体为一种表面镀有PVD涂层的气门挺柱，包括气门挺柱，所述气门挺柱的工作表面从内往外依次设置有渗碳层、过渡金属层和PVD层，通过在现有气门挺柱的工作表面镀上一层PVD涂层后，其硬度可达到1500HV，比原渗碳提升约1.5倍，其顶面粗糙度Ra0.05，比原Ra0.1提升1倍，从而解决了现有气门挺柱不耐磨、摩擦系数大，不能满足现代发动机朝着轻量化，高转速，高载荷，高寿命的问题。题。题。


技术研发人员：林承鑫 李鑫 刘元才 谢礼忠 卢奇霞
受保护的技术使用者：福建东亚机械有限公司
技术研发日：2022.09.14
技术公布日：2023/1/11