本發(fā)明涉一種轎車發(fā)動機用耐高溫排氣門,屬于汽車發(fā)動機配件技術領域。
背景技術:
氣門是發(fā)動機的精密零件,用于封鎖氣流通道,控制內燃機的氣體交換,工作時需承受較高的機械負荷和熱負荷,同時還承受落座沖擊負荷及燃氣壓力所給予的靜負荷,現(xiàn)有的汽車發(fā)動機氣門多采用金屬或合金材料制成,當溫度較高時易膨脹,而且氣門使用一段時間后磨損嚴重,使用壽命短,如何創(chuàng)設一種堅固耐用、熱脹冷縮系數(shù)小,使用壽命長,耐高溫,耐摩擦的新的新型發(fā)動機氣門,使汽車輕量化,最終實現(xiàn)綠色新型能源汽車產業(yè)化,成為業(yè)界急需改進的目標。
技術實現(xiàn)要素:
一種轎車發(fā)動機用耐高溫排氣門,其特征在于:采取熔煉鑄造,鍛造頭部,調質熱處理,切削加工,碳氮共滲熱處理,錐面磨削加工,錐面堆焊,表面打磨,涂覆涂層的工藝步驟,其中:
具體步驟為:
按照排氣門主體材料元素組分進行熔煉,后進行鑄造,得到坯料,排氣門主體材料為: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%,余量為Fe及不可避免的雜質;
將坯料采用電熱鐓鍛造,終鍛溫度為900℃,鍛造變形量控制在65%-85%,鐓粗速度為10mm/s;
鍛造后進行多級調質熱處理工藝:在1060℃保溫10s后水淬,470℃回火;然后990℃保溫10s后油淬,435℃回火;最后960℃保溫10s后油淬,390℃回火;
熱處理后進行對工件切削加工,
切削加工后對工件表面進行碳氮共滲熱處理,強滲過程:溫度950-980℃范圍,碳勢和氮勢采取四級步驟,碳勢0.4-0.6%,氮勢1.2-1.4%,保溫3h,然后升高碳勢至0.7-0.9%,降低氮勢至1.0-1.1%,保溫2h,再升高碳勢至1.0-1.1%,降低氮勢至0.7-0.9%,保溫2h,最后升高碳勢至1.2-1.6%,降低氮勢至0.4-0.5%,保溫2.5h;強滲后進行擴散,擴散過程:控制爐溫度降至900-920℃,保溫3h,降溫至820-850℃,保溫4h,擴散過程碳勢控制在1.2~1.3%之間,氮勢控制在1.0~1.1%之間;空冷至室溫;擴散后進行淬火,淬火過程:在850℃進行油淬,油溫控制在75℃;清洗過程:去除零部件表面油漬,清洗液溫度控制在55℃;回火:進行低溫回火,控制爐溫度190℃,時間150-200分鐘,
對工件錐面磨削加工,
錐面磨削加工后對工件進行錐面堆焊,錐面堆焊工藝為:150-200℃預熱,非轉移弧電壓20V,非轉移弧電流50A;噴嘴與工件表面的距離10-12mm,焊接完成后緩慢冷卻;堆焊層材料為:Co 33%,Mo 4.5%,Cr 1.5%,Ni 0.8%, B 0.25%,Ta 0.4%,Sn 0.55%,Gd 0.2%,C 0.1%,余量為W;
對工件表面打磨,
工件表面打磨后對工件表面涂覆碳化鈦涂層,涂層厚度約11微米;之后在碳化鈦涂層外涂覆氮化鈦涂層,涂層厚度約5微米,得到排氣門。
上述發(fā)明內容相對于現(xiàn)有技術的有益效果在于:1)本發(fā)明鐵基合金材料可以充分滿足氣門主體材料的強度要求;2)對氣門進行碳氮共滲熱處理提高排氣門的硬度及強度,避免出現(xiàn)腐蝕點; 3)通過堆焊處理使得氣門錐面達到更高的耐磨性和耐沖擊,相應的疲勞性能也得到提高;4)通過對發(fā)動機氣門涂覆涂層,提高材料的防腐、耐高溫、耐磨性能。
具體實施方式
為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。
實施例1
一種轎車發(fā)動機用耐高溫排氣門,其特征在于:采取熔煉鑄造,鍛造頭部,調質熱處理,切削加工,碳氮共滲熱處理,錐面磨削加工,錐面堆焊,表面打磨,涂覆涂層的工藝步驟,其中:
具體步驟為:
按照排氣門主體材料元素組分進行熔煉,后進行鑄造,得到坯料,排氣門主體材料為: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%,余量為Fe及不可避免的雜質;
將坯料采用電熱鐓鍛造,終鍛溫度為900℃,鍛造變形量控制在65%-85%,鐓粗速度為10mm/s;
鍛造后進行多級調質熱處理工藝:在1060℃保溫10s后水淬,470℃回火;然后990℃保溫10s后油淬,435℃回火;最后960℃保溫10s后油淬,390℃回火;
熱處理后進行對工件切削加工,
切削加工后對工件表面進行碳氮共滲熱處理,強滲過程:溫度950-980℃范圍,碳勢和氮勢采取四級步驟,碳勢0.4-0.6%,氮勢1.2-1.4%,保溫3h,然后升高碳勢至0.7-0.9%,降低氮勢至1.0-1.1%,保溫2h,再升高碳勢至1.0-1.1%,降低氮勢至0.7-0.9%,保溫2h,最后升高碳勢至1.2-1.6%,降低氮勢至0.4-0.5%,保溫2.5h;強滲后進行擴散,擴散過程:控制爐溫度降至900-920℃,保溫3h,降溫至820-850℃,保溫4h,擴散過程碳勢控制在1.2~1.3%之間,氮勢控制在1.0~1.1%之間;空冷至室溫;擴散后進行淬火,淬火過程:在850℃進行油淬,油溫控制在75℃;清洗過程:去除零部件表面油漬,清洗液溫度控制在55℃;回火:進行低溫回火,控制爐溫度190℃,時間150-200分鐘,
對工件錐面磨削加工,
錐面磨削加工后對工件進行錐面堆焊,錐面堆焊工藝為:150-200℃預熱,非轉移弧電壓20V,非轉移弧電流50A;噴嘴與工件表面的距離10-12mm,焊接完成后緩慢冷卻;堆焊層材料為:Co 33%,Mo 4.5%,Cr 1.5%,Ni 0.8%, B 0.25%,Ta 0.4%,Sn 0.55%,Gd 0.2%,C 0.1%,余量為W;
對工件表面打磨,
工件表面打磨后對工件表面涂覆碳化鈦涂層,涂層厚度約11微米;之后在碳化鈦涂層外涂覆氮化鈦涂層,涂層厚度約5微米,得到排氣門。