一种耐高温气缸排气门组的制作方法
【专利说明】一种耐高温气缸排气门组
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉一种耐高温气缸排气门组，属于汽车发动机配件技术领域。
【背景技术】
[0003]汽车发动机的配气机构是保证发动机在工作过程中，按一定时间使新鲜混合气进入气缸，并将燃烧后的废气排除气缸的工作机构，气门组件则是发动机进、排气的控制部分，气门组件工作是否正常，直接影响发动机的动力性。目前，气门组件包括气门、锁片、气门弹簧座、挺柱、垫片、气门弹簧等零件，气门的往复运动是靠凸轮轴作用挺柱或垫片，挺柱推动气门来实现的，现有气门和气门弹簧座通常采用重量较大耐冲击性能差，容易形成微裂纹影响气门组的使用寿命。
【发明内容】
[0004]一种耐高温气缸排气门组，包括排气门和安装于排气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈，
制造所述排气门具体步骤为:
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:C 0.13-0.27%，Si 3.4-4%, Mo 2-3%, W 1-2%, Mn 0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti2-3%，Cr 12-13%，Ni 2.8-3.24%，Co 1-1.2%，V 0.4-0.5%，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 °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75°C ;清洗过程:去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在55°C ;回火:进行低温回火，控制炉温度190°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:150-200°C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 30-35%，Mo 4-5%，Cr 1-2%, Ni 0.68-0.95%，B 0.2-0.3%，Ta 0.2-0.6%，Sn0.5-0.6%，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钛涂层，涂层厚度约6-10微米；之后在碳化钛涂层外涂覆氮化钛涂层，涂层厚度约8-12微米，得到排气门。
[0006]上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1:8-9 %，T1:5_6%，Mn:2-3 %，Ni:0.8-0.9 %，Zn:0.6-0.7 %，Fe:0.3-0.4 %，W:0.2-0.3 %，Cr:0.1-0.2%，Co:0.08-0.09 %，Mg:0.05-0.06 %，Zr:0.02-0.03 %，Ce:0.01-0.02 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质；
上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的制备方法:包括以下步骤:按照上述元素比例准备原料，原料熔炼、分别对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈进行浇注，脱模后，得到的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的铸坯进行热处理:首先将铸坯进行加热，升温至700°C，升温速率50°C /小时，保温4小时，后降温至550°C，降温速率150°C /小时，后再次降温至3000C，降温速率50°C /小时，保温3小时，后再次降温至150°C，降温速率60°C /小时，保温4小时，后空冷至室温，
之后对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈铸坯表面涂覆氧化铝涂层，涂层厚度5-10微米，得到最终的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈。
[0007]所述的一种耐高温气缸排气门组，排气门主体材料为:C 0.13%，Si 3.4%，Mo 2%，W 1%, Mn 0.8%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti 2%, Cr 12%，Ni 2.8%，Co 1%，V 0.4%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0008]所述的一种耐高温气缸排气门组，排气门主体材料为:C 0.27%，Si 4%，Mo 3%，W2%，Mn 0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti 3%，Cr 13%，Ni 3.24%，Co 1.2%，V 0.5%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0009]所述的一种耐高温气缸排气门组，排气门主体材料为:C 0.2%，Si 3.7%, Mo 2.5%，W 1.5%, Mn 0.9%, P^0.035%, S^0.035%, Ti 2.5%, Cr 12.5%, Ni 3%, Co 1.1%,V 0.45%,余量为Fe及不可避免的杂质。
[0010]所述的一种耐高温气缸排气门组，堆焊层材料为:Co 30%，Mo 4%，Cr 1%，Ni0.68%，B 0.2%，Ta 0.2%，Sn 0.5%，Gd 0.12%，C 0.05%，余量为 W。
[0011]所述的一种耐高温气缸排气门组，堆焊层材料为:Co 35%，Mo 5%，Cr 2%，Ni0.95%，B 0.3%，Ta 0.6%，Sn 0.6%，Gd 0.26%，C 0.13%，余量为 W。
[0012]所述的一种耐高温气缸排气门组，堆焊层材料为:Co 33%，Mo 4.5%，Cr 1.5%，Ni0.8%，B 0.25%，Ta 0.4%，Sn 0.55%，Gd 0.2%，C 0.1%，余量为 W。
[0013]所述的一种耐高温气缸排气门组，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1:8 % , Ti:5 % ,Mn:2 % ,Ni:0.8 %，Zn:0.6 %，Fe:0.3 % ,W:0.2 % , Cr:0.1 %，Co:0.08 %，Mg:0.05 %，Zr:0.02 %，Ce:0.01 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质。
[0014]所述的一种耐高温气缸排气门组，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1: 9 %，T1: 6 %，Mn: 3 %，N1: 0.9 %，Zn: 0.7 %，Fe: 0.4 % , W:
0.3 % , Cr: 0.2 %，Co: 0.09 %，Mg: 0.06 % , Zr: 0.03 % , Ce: 0.02 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质。
[0015]所述的一种耐高温气缸排气门组，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1:8.5 %，Ti:5.5 %，Mn:2.5 %，N1:0.85 % , Zn:0.65 %，Fe:0.35 %，W:0.25 %，Cr:0.15 %，Co:0.085 %，Mg:0.055 %，Zr:0.025 %，Ce:0.015 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质。
[0016]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发动机气门主体材料的强度要求；2)对发动机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)通过堆焊处理使得发动机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。5)气门弹簧座圈进行涂覆涂层涂层增加其表面耐磨性和硬度的效果。
【具体实施方式】
[0017]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】。
[0018]实施例1
一种耐高温气缸排气门组，包括排气门和安装于排气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹費座圈，
制造所述排气门具体步骤为: