本發(fā)明涉及汽車零部件技術領域，尤其涉及一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料。
背景技術：
隨汽油價格的上漲、潔凈能源天然氣的廣泛使用、國家排放要求及環(huán)保法規(guī)不斷提高，以天然氣和汽油作為雙燃燒介質的發(fā)動機已成為一大趨勢，市場上出現的兩用燃料天然氣和汽油發(fā)動機、油改氣改裝車等，若不對氣門導管進行重新設計及驗證，極容易出現異常磨損，造成發(fā)動機漏氣、功率下降及報廢。目前國產天然氣-汽油發(fā)動機主要是在原汽油發(fā)動機基礎上優(yōu)化設計而來的，汽油燃料燃燒后產生微量碳顆粒，對導管有一定的潤滑作用，而天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機的燃料較“干燥”，不具有潤滑氣門的成分，熱負荷大，排氣溫度高等，這就要求對發(fā)動機氣門導管材料進行相應改進。目前市場上的氣門導管，主要以鑄造銅合金為主，長期存在早期磨損、偏磨等問題，對天然氣-汽油兩種燃料的適應性一直沒有得到很好地解決。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，通過對材料組分的開發(fā)，制備的氣門導管具有耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，可以滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機使用。
為實現上述目的，本發(fā)明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.6-0.9%，銅4.0-6.0％，二硫化鉬0.5-1.5%，氟化鈣0.5-1.5%，硫化錳0.2-1.0%，鋁青銅2.0-5.0%，鉻鐵粉30-40%，余量為磷鐵粉。
優(yōu)選的，本發(fā)明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.6%，銅4.0％，二硫化鉬1.2%，氟化鈣0.8%，硫化錳0.4%，鋁青銅2%，鉻鐵粉30%，余量為磷鐵粉。
優(yōu)選的，本發(fā)明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.9%，銅6.0％，二硫化鉬1.3%，氟化鈣1.0%，硫化錳0.6%，鋁青銅5%，鉻鐵粉40%，余量為磷鐵粉。
優(yōu)選的，本發(fā)明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.85%，銅5％，二硫化鉬1.5%，氟化鈣1%，硫化錳0.5%，鋁青銅3.5%，鉻鐵粉35%，余量為磷鐵粉。
所述鋁青銅粉為含鎳2～6.5%、鋁2～12%、鐵3～8.5%，其它≤2%，余量為銅。
所述鉻鐵粉為含鉻1.5-4.0%的合金粉。
所述磷鐵粉為含磷0.3-0.6%的合金粉。
上述天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管通過以下步驟制得：將按以上組分均勻混和的粉末裝入全自動干粉壓機進行壓制，壓制密度控制在6.95g/cm3以上，溫度控制在1040℃在燒結爐中燒結6小時，然后進行真空浸油及后加工處理制得。
有益效果
本發(fā)明提供的組分配比是根據天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機工況需求，通過將磷鐵粉、鉻鐵粉、石墨粉、銅粉、二硫化鉬、氟化鈣、硫化錳、鋁青銅按照比例配比，采用粉末冶金工藝制得的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管，具有耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機使用。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
實施例1:
所述一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，按照質量百分比計，由以下組分組成:石墨0.6%，銅4.0％，二硫化鉬1.2%，氟化鈣0.8%，硫化錳0.4%，鋁青銅2.0%，鉻鐵粉30%，余量為磷鐵粉。
按以上配比，采用粉末冶金工藝生產的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管，以貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）相為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑；在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損試驗摩擦系數≤0.3，發(fā)動機臺架試驗內孔磨損量≤0.035mm，解決了氣門導管耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機使用。
實施例2:
所述一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，按照質量百分比計，由以下組分組成:石墨0.9%，銅6.0％，二硫化鉬1.3%，氟化鈣1.0%，硫化錳0.6%，鋁青銅5%，鉻鐵粉40%，余量為磷鐵粉。
按以上配比，采用粉末冶金工藝生產的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管，以貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）相為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑；在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損試驗摩擦系數≤0.32，發(fā)動機臺架試驗內孔磨損量≤0.031mm，解決了氣門導管耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機使用。
實施例3:
所述一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管材料，按照質量百分比計，由以下組分組成:石墨0.85%，銅5.0％，二硫化鉬1.5%，氟化鈣1.0%，硫化錳0.5%，鋁青銅3.5%，鉻鐵粉35%，余量為磷鐵粉。
按以上配比，采用粉末冶金工藝生產的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管，以貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）相為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑；在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損試驗摩擦系數≤0.31，發(fā)動機臺架試驗內孔磨損量≤0.03mm，解決了氣門導管耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機使用。
下面從金相組織、高溫摩擦磨損試驗、發(fā)動機臺架試驗等方面與原裝鑄銅件進行對比分析：
1.氣門導管金相組織
從表1可以看出，實施例1、2、3主要以綜合性能較好的貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑，滿足材料的耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能。
和原裝鑄銅件相比：基體組織、潤滑相、硬質均有較大的區(qū)別。特別是實施例1、2、3添加的磷鐵粉、鉻鐵粉、鋁青銅，在500℃下工作具有高強度、耐腐蝕、耐磨等優(yōu)良特點；而添加的固體潤滑劑（二硫化鉬、氟化鈣）又具有非常好的減磨、潤滑、抗粘著等優(yōu)良特性。
2.氣門導管高溫耐磨及潤滑特性：
表2為實施例1、2、3與原裝鑄銅件材料在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損對比試驗，用磨損減簿量評價材料的耐磨性能，用摩擦系數評價材料的潤滑性能。從試驗結果可以看出，實施例1、2、3的高溫耐磨性能遠優(yōu)于原裝鑄銅件材料。
3.氣門導管發(fā)動機臺架實驗：
表3為實施例1、2、3與原裝件材料在某1.6l天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機臺架試驗上的拆解數據，從試驗結果可以看出，實施例1、2、3耐磨性遠優(yōu)于原裝鑄銅件材料，滿足設計要求及考核指標。
通過實施例1、2、3數據分析，三種實施例均都能滿足性能要求，其中：從效果和成本方面綜合考慮，實施例3為最佳實施例。
綜上所述，采用本發(fā)明所提供的組分制得的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機氣門導管具有耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機使用。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。