本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種排氣門座圈材料及制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)排氣門座圈的溫度可達(dá)400-600攝氏度，因長(zhǎng)時(shí)間處于較高的溫度內(nèi)工作，導(dǎo)致排氣門座圈的硬度下降而產(chǎn)生變形，排氣時(shí)高頻率的反復(fù)沖擊，氣門不斷的開合加速其磨損，高溫燃?xì)獾难趸土蚧裙餐饔?，?duì)其不斷進(jìn)侵蝕，降低其使用時(shí)間，加之不斷嚴(yán)格的環(huán)保要求，無鉛環(huán)保燃油、醇類燃料以及CNG燃料的不斷普及，如之前鉛能與燃料中的硫、磷等產(chǎn)生具有潤(rùn)滑作用的氧化鉛、硫酸鉛等不斷減少或完全消失，導(dǎo)致鉛的潤(rùn)滑、減摩作用降低或者不復(fù)存在，同時(shí)隨著工業(yè)化的發(fā)展，各種性能指標(biāo)的不斷提升，對(duì)排氣門座圈的要求也越來越高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述存在的磨損、腐蝕等問題，滿足技術(shù)不斷進(jìn)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高性能組件的需求，本發(fā)明提供了一種耐磨、耐腐蝕，抗沖擊性強(qiáng)的排氣門座圈材料，材料具有可用于環(huán)保燃料且使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
一種排氣門座圈材料及制備方法，其中座圈材料主要由以下成分按質(zhì)按量百分比組成：C:0.8-1.2%，Mn：0.5-0.8%，Ni：0.7-1.8%，Cr：1.5-5%，Co：3-6.5%，Mo：1.5-5.5%，Si：0.3-0.8%，W:0-5.5%，Cu：0-10%，V：0-2.5%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
一種排氣門座圈材料及制備方法，通過粉體制備，預(yù)壓、壓制、預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、熱鍛、液相燒結(jié)等步驟進(jìn)行制備，其主要制備步驟如下:
（1）原料準(zhǔn)備：根據(jù)進(jìn)氣門座圈材料的性能要求，合理設(shè)計(jì)各元素的含量，通過換算后，根據(jù)比例配置各組分原料備用，其中各組分粉末純度大于99.5%，然后稱量0.6-0.8%的硬脂酸鋅備用；
（2）前處理：根據(jù)各種原料的物理性質(zhì)，將上述粉末分別在60-120攝氏度的潔凈烘箱中烘干2-30小時(shí)，將粉末狀原料過篩處理，不達(dá)粒徑大小要求的利用球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理，然后過篩，粒徑控制在80-300目；
（3）原料添加：將已經(jīng)過處理的錳、鎳、鉻、鉬、鈷、硅、鎢、銅、釩以及25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉先加入粉末混合機(jī)中，然后加入30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，已經(jīng)稱量總量30%的硬脂酸鋅加在石墨上面，再依次加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅，最后加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨和25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉；
（4）原料混合：將上述已加入的原料進(jìn)行攪拌混合，攪拌時(shí)間為2-10小時(shí)，然后加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅和30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，繼續(xù)進(jìn)行攪拌混合0.5-2小時(shí)；
（5）壓制成形：將混合均勻的粉末倒入預(yù)壓模具，然后在50噸壓力成型機(jī)進(jìn)行壓制成形，壓力控制在150-300兆帕，壓制時(shí)間控制在1-3小時(shí)；
（6）去脂處理：將上述初步壓制的產(chǎn)品在350-380攝氏度的熱空氣中進(jìn)行去除硬脂酸鋅處理，時(shí)間為0.5-2小時(shí)；
（7）預(yù)燒結(jié)：將壓制成形的壓制品從模具取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，采用階梯燒結(jié)模式進(jìn)行燒結(jié)處理，溫度達(dá)到350-400攝氏度保溫1-2小時(shí)，溫度在550-600攝氏度保溫2-3小時(shí)，溫度在850-900攝氏度保溫1-2小時(shí)，溫度在1250-1400攝氏度保溫1-3小時(shí)，最后將溫度控制在1450-1500攝氏度，燒結(jié)1-4小時(shí)；
（8）精壓：將預(yù)燒結(jié)的壓制件在精壓機(jī)進(jìn)行壓制處理，壓力控制在200-350兆帕；
（9）燒結(jié)：將精壓后的產(chǎn)品取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，溫度達(dá)到400-450攝氏度保溫1-2小時(shí)，溫度在600-650攝氏度保溫1-3小時(shí)，溫度在900-950攝氏度保溫1-2小時(shí)，溫度在1200-1250攝氏度保溫1-2小時(shí)，最后將溫度控制在1520-1580攝氏度，燒結(jié)1-2小時(shí)；
（10）滲銅處理：將滲銅塊放在燒結(jié)成形產(chǎn)品的頂部進(jìn)行滲銅處理，熔滲保護(hù)氣體氛圍為分解氨，其中熔滲溫度為1115-1135攝氏度，熔滲時(shí)間為0.5-1小時(shí)，然后爐冷；
（11）復(fù)壓校形：將燒結(jié)后的粉末壓制件放入壓制模具中，進(jìn)行再次壓制，壓力控制在150-300兆帕，壓制時(shí)間1-2小時(shí)；
（12）后處理：將復(fù)壓后的產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，在820-875攝氏度，在0.5%-0.8%的碳勢(shì)保護(hù)氛圍中加熱1-2小時(shí)，進(jìn)行淬火處理，在170-235攝氏度回火1-2小時(shí)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種排氣門座圈材料及制備方法，其中座圈材料主要由以下成分按質(zhì)按量百分比組成：C：0.8%，Mn：0.5%，Ni：0.7%，Cr：1.5%，Co：3%，Mo：1.5%，Si：0.3%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
一種排氣門座圈材料及制備方法，通過粉體制備，預(yù)壓、壓制、預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、熱鍛、液相燒結(jié)等步驟進(jìn)行制備，其主要制備步驟如下：
（1）原料準(zhǔn)備：根據(jù)進(jìn)氣門座圈材料的性能要求，合理設(shè)計(jì)各元素的含量，通過換算后，根據(jù)比例配置各組分原料備用，其中各組分粉末純度大于99.5%，然后稱量0.6%的硬脂酸鋅備用；
（2）前處理：根據(jù)各種原料的物理性質(zhì)，將上述粉末分別在60攝氏度的潔凈烘箱中烘干2小時(shí)，將粉末狀原料過篩處理，不達(dá)粒徑大小要求的利用球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理，然后過篩，粒徑控制在80目；
（3）原料添加：將已經(jīng)過處理的錳、鎳、鉻、鉬、鈷、硅、鎢、銅、釩以及25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉先加入粉末混合機(jī)中，然后加入30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，已經(jīng)稱量總量30%的硬脂酸鋅加在石墨上面，再依次加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅，最后加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨和25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉；
（4）原料混合：將上述已加入的原料進(jìn)行攪拌混合，攪拌時(shí)間為2小時(shí)，然后加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅和30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，繼續(xù)進(jìn)行攪拌混合0.5小時(shí)；
（5）壓制成形：將混合均勻的粉末倒入預(yù)壓模具，然后在50噸壓力成型機(jī)進(jìn)行壓制成形，壓力控制在150兆帕，壓制時(shí)間控制在1小時(shí)；
（6）去脂處理：將上述初步壓制的產(chǎn)品在350攝氏度的熱空氣中進(jìn)行去除硬脂酸鋅處理，時(shí)間為0.5小時(shí)；
（7）預(yù)燒結(jié)：將壓制成形的壓制品從模具取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，采用階梯燒結(jié)模式進(jìn)行燒結(jié)處理，溫度達(dá)到350攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在550攝氏度保溫2小時(shí)，溫度在850攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在1250攝氏度保溫1小時(shí)，最后將溫度控制在1450攝氏度，燒結(jié)1小時(shí)；
（8）精壓：將預(yù)燒結(jié)的壓制件在精壓機(jī)進(jìn)行壓制處理，壓力控制在200兆帕；
（9）燒結(jié)：將精壓后的產(chǎn)品取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，溫度達(dá)到400攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在600攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在900攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在1200攝氏度保溫1小時(shí)，最后將溫度控制在1520攝氏度，燒結(jié)1小時(shí)；
（10）滲銅處理：將滲銅塊放在燒結(jié)成形產(chǎn)品的頂部進(jìn)行滲銅處理，熔滲保護(hù)氣體氛圍為分解氨，其中熔滲溫度為1115攝氏度，熔滲時(shí)間為0.5小時(shí)，然后爐冷；
（11）復(fù)壓校形：將燒結(jié)后的粉末壓制件放入壓制模具中，進(jìn)行再次壓制，壓力控制在150兆帕，壓制時(shí)間1小時(shí)；
（12）后處理：將復(fù)壓后的產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，在820攝氏度，在0.5%的碳勢(shì)保護(hù)氛圍中加熱1小時(shí)，進(jìn)行淬火處理，在170攝氏度回火1小時(shí)。
實(shí)施例2
一種排氣門座圈材料及制備方法，其中座圈材料主要由以下成分按質(zhì)按量百分比組成：C： 1.2%，Mn：0.8%，Ni：1.8%，Cr：5%，Co：6.5%，Mo：5.5%，Si：0.8%，W：5.5%，Cu：10%，V：2.5%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
一種排氣門座圈材料及制備方法，通過粉體制備，預(yù)壓、壓制、預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、熱鍛、液相燒結(jié)等步驟進(jìn)行制備，其主要制備步驟如下：
（1）原料準(zhǔn)備：根據(jù)進(jìn)氣門座圈材料的性能要求，合理設(shè)計(jì)各元素的含量，通過換算后，根據(jù)比例配置各組分原料備用，其中各組分粉末純度大于99.5%，然后稱量0.8%的硬脂酸鋅備用；
（2）前處理：根據(jù)各種原料的物理性質(zhì)，將上述粉末分別在120攝氏度的潔凈烘箱中烘干30小時(shí)，將粉末狀原料過篩處理，不達(dá)粒徑大小要求的利用球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理，然后過篩，粒徑控制在200目；
（3）原料添加：將已經(jīng)過處理的錳、鎳、鉻、鉬、鈷、硅、鎢、銅、釩以及25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉先加入粉末混合機(jī)中，然后加入30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，已經(jīng)稱量總量30%的硬脂酸鋅加在石墨上面，再依次加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅，最后加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨和25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉；
（4）原料混合：將上述已加入的原料進(jìn)行攪拌混合，攪拌時(shí)間為2小時(shí)，然后加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅和30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，繼續(xù)進(jìn)行攪拌混合0.5小時(shí)；
（5）壓制成形：將混合均勻的粉末倒入預(yù)壓模具，然后在50噸壓力成型機(jī)進(jìn)行壓制成形，壓力控制在200兆帕，壓制時(shí)間控制在1小時(shí)；
（6）去脂處理：將上述初步壓制的產(chǎn)品在350攝氏度的熱空氣中進(jìn)行去除硬脂酸鋅處理，時(shí)間為0.5小時(shí)；
（7）預(yù)燒結(jié)：將壓制成形的壓制品從模具取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，采用階梯燒結(jié)模式進(jìn)行燒結(jié)處理，溫度達(dá)到400攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在550攝氏度保溫2小時(shí)，溫度在850攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在1400攝氏度保溫2小時(shí)，最后將溫度控制在1450攝氏度，燒結(jié)2小時(shí)；
（8）精壓：將預(yù)燒結(jié)的壓制件在精壓機(jī)進(jìn)行壓制處理，壓力控制在200-350兆帕；
（9）燒結(jié)：將精壓后的產(chǎn)品取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，溫度達(dá)到450攝氏度保溫2小時(shí)，溫度在650攝氏度保溫3小時(shí)，溫度在950攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在1250攝氏度保溫1小時(shí)，最后將溫度控制在1580攝氏度，燒結(jié)1小時(shí)；
（10）滲銅處理：將滲銅塊放在燒結(jié)成形產(chǎn)品的頂部進(jìn)行滲銅處理，熔滲保護(hù)氣體氛圍為分解氨，其中熔滲溫度為1135攝氏度，熔滲時(shí)間為1小時(shí)，然后爐冷；
（11）復(fù)壓校形：將燒結(jié)后的粉末壓制件放入壓制模具中，進(jìn)行再次壓制，壓力控制在300兆帕，壓制時(shí)間2小時(shí)；
（12）后處理：將復(fù)壓后的產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，在875攝氏度，在0.8%的碳勢(shì)保護(hù)氛圍中加熱2小時(shí)，進(jìn)行淬火處理，在235攝氏度回火2小時(shí)。
實(shí)施例3
一種排氣門座圈材料及制備方法，其中座圈材料主要由以下成分按質(zhì)按量百分比組成：C： 1.2%，Mn：0.8%，Ni：1.8%，Cr：2%，Co：3.5%，Mo：1.8%，Si：0.5%，W：2%，Cu：9%，V：2%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
一種排氣門座圈材料及制備方法，通過粉體制備，預(yù)壓、壓制、預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、熱鍛、液相燒結(jié)等步驟進(jìn)行制備，其主要制備步驟如下:
（1）原料準(zhǔn)備：根據(jù)進(jìn)氣門座圈材料的性能要求，合理設(shè)計(jì)各元素的含量，通過換算后，根據(jù)比例配置各組分原料備用，其中各組分粉末純度大于99.5%，然后稱量0.75%的硬脂酸鋅備用；
（2）前處理：根據(jù)各種原料的物理性質(zhì)，將上述粉末分別在80攝氏度的潔凈烘箱中烘干15小時(shí)，將粉末狀原料過篩處理，不達(dá)粒徑大小要求的利用球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理，然后過篩，粒徑控制在200目；
（3）原料添加：將已經(jīng)過處理的錳、鎳、鉻、鉬、鈷、硅、鎢、銅、釩以及25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉先加入粉末混合機(jī)中，然后加入30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，已經(jīng)稱量總量30%的硬脂酸鋅加在石墨上面，再依次加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅，最后加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨和25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純霧化鐵粉；
（4）原料混合：將上述已加入的原料進(jìn)行攪拌混合，攪拌時(shí)間為10小時(shí)，然后加入50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬脂酸鋅和30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨，繼續(xù)進(jìn)行攪拌混合1小時(shí)；
（5）壓制成形：將混合均勻的粉末倒入預(yù)壓模具，然后在50噸壓力成型機(jī)進(jìn)行壓制成形，壓力控制在200兆帕，壓制時(shí)間控制在2小時(shí)；
（6）去脂處理：將上述初步壓制的產(chǎn)品在360攝氏度的熱空氣中進(jìn)行去除硬脂酸鋅處理，時(shí)間為1小時(shí)；
（7）預(yù)燒結(jié)：將壓制成形的壓制品從模具取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，采用階梯燒結(jié)模式進(jìn)行燒結(jié)處理，溫度達(dá)到380攝氏度保溫2小時(shí)，溫度在550攝氏度保溫2小時(shí)，溫度在880攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在1250攝氏度保溫2小時(shí)，最后將溫度控制在1480攝氏度，燒結(jié)2小時(shí)；
（8）精壓：將預(yù)燒結(jié)的壓制件在精壓機(jī)進(jìn)行壓制處理，壓力控制在260兆帕；
（9）燒結(jié)：將精壓后的產(chǎn)品取出，置入帶氣體保護(hù)氛圍的網(wǎng)帶式鐵基燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，溫度達(dá)到420攝氏度保溫2小時(shí)，溫度在620攝氏度保溫3小時(shí)，溫度在920攝氏度保溫1小時(shí)，溫度在1220攝氏度保溫1小時(shí)，最后將溫度控制在1560攝氏度，燒結(jié)2小時(shí)；
（10）滲銅處理：將滲銅塊放在燒結(jié)成形產(chǎn)品的頂部進(jìn)行滲銅處理，熔滲保護(hù)氣體氛圍為分解氨，其中熔滲溫度為1125攝氏度，熔滲時(shí)間為1小時(shí)，然后爐冷；
（11）復(fù)壓校形：將燒結(jié)后的粉末壓制件放入壓制模具中，進(jìn)行再次壓制，壓力控制在300兆帕，壓制時(shí)間1小時(shí)；
（12）后處理：將復(fù)壓后的產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，在855攝氏度，在0.7%的碳勢(shì)保護(hù)氛圍中加熱1.5小時(shí)，進(jìn)行淬火處理，在195攝氏度回火1小時(shí)。