一種汽車發(fā)動機(jī)氣缸氣門組的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)動機(jī)氣缸氣門組，包括進(jìn)氣門和安裝于進(jìn)氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈，制造所述進(jìn)氣門方法步驟為：按照進(jìn)氣門主體材料元素組分進(jìn)行熔煉，后進(jìn)行鑄造，得到坯料，進(jìn)氣門主體材料為：C0.15%，Si3.5%，Mn0.85%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti1.3%，Cr 5.3%，W 3.2%，Ni2.9%，Co 1.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；通過對發(fā)動機(jī)氣門涂覆涂層，提高材料的防腐、耐高溫、耐磨性能。氣門彈簧座圈進(jìn)行涂覆涂層涂層增加其表面耐磨性和硬度的效果。
【專利說明】_種汽車發(fā)動機(jī)氣缸氣門組
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉一種汽車發(fā)動機(jī)氣缸氣門組，屬于汽車發(fā)動機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]汽車發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)是保證發(fā)動機(jī)在工作過程中，按一定時間使新鮮混合氣進(jìn)入氣缸，并將燃燒后的廢氣排除氣缸的工作機(jī)構(gòu)，氣門組件則是發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣的控制部分，氣門組件工作是否正常，直接影響發(fā)動機(jī)的動力性。目前，氣門組件包括氣門、鎖片、氣門彈簧座、挺柱、墊片、氣門彈簧等零件，氣門的往復(fù)運動是靠凸輪軸作用挺柱或墊片，挺柱推動氣門來實現(xiàn)的，現(xiàn)有氣門和氣門彈簧座通常采用重量較大耐沖擊性能差，容易形成微裂紋影響氣門組的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—種發(fā)動機(jī)氣缸氣門組，包括進(jìn)氣門和安裝于進(jìn)氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈，
制造所述進(jìn)氣門方法步驟為:
按照進(jìn)氣門主體材料元素組分進(jìn)行熔煉，后進(jìn)行鑄造，得到坯料，進(jìn)氣門主體材料為:C0.15%，Si 3.5%，Mn0.85%，P彡0.035%，S彡 0.035%，Ti 1.3%,Cr 5.3%,W 3.2%，Ni 2.9%，Co1.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
將坯料采用電熱鐓鍛造，終鍛溫度為9000C，鍛造變形量控制在65%-85%，鐓粗速度為1Omm/s；
鍛造后進(jìn)行多級調(diào)質(zhì)熱處理工藝:在1053°C保溫1s后水淬，454°C回火;然后982°C保溫1s后油淬，432°C回火;最后953°C保溫1s后油淬，384°C回火；
熱處理后進(jìn)行對工件切削加工，
切削加工后對工件表面進(jìn)行碳氮共滲熱處理，強(qiáng)滲過程:溫度950-980 °C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(qiáng)滲后進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散過程:控制爐溫度降至900-920°C，保溫3h，降溫至820-850°C，保溫4h，擴(kuò)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(kuò)散后進(jìn)行淬火，淬火過程:在840°C進(jìn)行油淬，油溫控制在65 V ；清洗過程:去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在40°C ;回火:進(jìn)行低溫回火，控制爐溫度180 °C，時間150-200分鐘。
[0005]對工件錐面磨削加工，
錐面磨削加工后對工件進(jìn)行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為:150-200°C預(yù)熱，非轉(zhuǎn)移弧電壓20V，非轉(zhuǎn)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 38.8%,Ni 0.7%,B 0.15%,Ta 0.25%,Sn 1.5%,Gd 0.15%,C 0.07%，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鎢涂層，涂層厚度約11微米;之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約6微米，得到進(jìn)氣門。
[0006]上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):Mg:6.3% ,Zn:3.4% ,Sn: 1.3% ,Ni:0.82% ,T1:0.61% ,Fe:0.32% ,Cr:0.13% ,V:0.14% ,Si:0.084% ,Al:0.052%，La:0.021%，Ce:0.012%，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)；
上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的制備方法:包括以下步驟:按照上述元素比例準(zhǔn)備原料，原料熔煉、分別對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈進(jìn)行澆注，脫模后，得到的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的鑄坯進(jìn)行熱處理:首先將鑄坯進(jìn)行加熱，升溫至600°C，升溫速率200°C/小時，保溫I小時，后降溫至400°C，降溫速率100°C/小時，后再次降溫至3000C，降溫速率25°C/小時，保溫2小時，后再次降溫至200°C，降溫速率40°C/小時，保溫4小時，后空冷至室溫，
之后對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈鑄坯表面涂覆氮化鈦涂層，涂層厚度11微米，得到最終的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈。
[0007]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:I)本發(fā)明鐵基合金材料可以充分滿足發(fā)動機(jī)氣門主體材料的強(qiáng)度要求;2)對發(fā)動機(jī)氣門進(jìn)行碳氮共滲熱處理提高進(jìn)氣門的硬度及強(qiáng)度，避免出現(xiàn)腐蝕點；3)通過堆焊處理使得發(fā)動機(jī)氣門錐面達(dá)到更高的耐磨性和耐沖擊，相應(yīng)的疲勞性能也得到提高;4)通過對發(fā)動機(jī)氣門涂覆涂層，提高材料的防腐、耐高溫、耐磨性能。5)氣門彈簧座圈進(jìn)行涂覆涂層涂層增加其表面耐磨性和硬度的效果。
【具體實施方式】
[0008]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0009]實施例1
一種發(fā)動機(jī)氣缸氣門組，包括進(jìn)氣門和安裝于進(jìn)氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈，
制造所述進(jìn)氣門方法步驟為:
按照進(jìn)氣門主體材料元素組分進(jìn)行熔煉，后進(jìn)行鑄造，得到坯料，進(jìn)氣門主體材料為:C0.15%，Si 3.5%，Mn0.85%，P彡0.035%，S彡 0.035%，Ti 1.3%,Cr 5.3%,W 3.2%，Ni 2.9%，Co1.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
將坯料采用電熱鐓鍛造，終鍛溫度為9000C，鍛造變形量控制在65%-85%，鐓粗速度為1Omm/s；
鍛造后進(jìn)行多級調(diào)質(zhì)熱處理工藝:在1053°C保溫1s后水淬，454°C回火;然后982°C保溫1s后油淬，432°C回火;最后953°C保溫1s后油淬，384°C回火；
熱處理后進(jìn)行對工件切削加工，
切削加工后對工件表面進(jìn)行碳氮共滲熱處理，強(qiáng)滲過程:溫度950-980 °C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(qiáng)滲后進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散過程:控制爐溫度降至900-920°C，保溫3h，降溫至820-850°C，保溫4h，擴(kuò)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(kuò)散后進(jìn)行淬火，淬火過程:在840°C進(jìn)行油淬，油溫控制在65 V ；清洗過程:去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在40°C ;回火:進(jìn)行低溫回火，控制爐溫度180 °C，時間150-200分鐘。
[0010]對工件錐面磨削加工，
錐面磨削加工后對工件進(jìn)行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為:150-200°C預(yù)熱，非轉(zhuǎn)移弧電壓20V，非轉(zhuǎn)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 38.8%,Ni 0.7%,B 0.15%,Ta 0.25%,Sn 1.5%,Gd 0.15%,C 0.07%，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鎢涂層，涂層厚度約11微米;之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約6微米，得到進(jìn)氣門。
[0011]上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):Mg:6.3% ,Zn:3.4% ,Sn: 1.3% ,Ni:0.82% ,T1:0.61% ,Fe:0.32% ,Cr:0.13% ,V:0.14% ,Si:0.084% ,Al:0.052%，La:0.021%，Ce:0.012%，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)；
上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的制備方法:包括以下步驟:按照上述元素比例準(zhǔn)備原料，原料熔煉、分別對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈進(jìn)行澆注，脫模后，得到的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的鑄坯進(jìn)行熱處理:首先將鑄坯進(jìn)行加熱，升溫至600°C，升溫速率200°C/小時，保溫I小時，后降溫至400°C，降溫速率100°C/小時，后再次降溫至3000C，降溫速率25°C/小時，保溫2小時，后再次降溫至200°C，降溫速率40°C/小時，保溫4小時，后空冷至室溫，
之后對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈鑄坯表面涂覆氮化鈦涂層，涂層厚度11微米，得到最終的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機(jī)氣缸氣門組，包括進(jìn)氣門和安裝于進(jìn)氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈貪座圈， 制造所述進(jìn)氣門方法步驟為: 按照進(jìn)氣門主體材料元素組分進(jìn)行熔煉，后進(jìn)行鑄造，得到坯料，進(jìn)氣門主體材料為:C0.15%，Si 3.5%，Mn0.85%，P彡0.035%，S彡 0.035%，Ti 1.3%,Cr 5.3%,W 3.2%，Ni 2.9%，Co1.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 將坯料采用電熱鐓鍛造，終鍛溫度為900 °C，鍛造變形量控制在65%-85%，鐓粗速度為1Omm/s； 鍛造后進(jìn)行多級調(diào)質(zhì)熱處理工藝:在1053°C保溫1s后水淬，454°C回火;然后982°C保溫1s后油淬，432°C回火;最后953°C保溫1s后油淬，384°C回火； 熱處理后進(jìn)行對工件切削加工， 切削加工后對工件表面進(jìn)行碳氮共滲熱處理，強(qiáng)滲過程:溫度950-980°C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(qiáng)滲后進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散過程:控制爐溫度降至900-920°C，保溫3h，降溫至820-850°C，保溫4h，擴(kuò)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(kuò)散后進(jìn)行淬火，淬火過程:在840°C進(jìn)行油淬，油溫控制在65 V ；清洗過程:去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在40°C ;回火:進(jìn)行低溫回火，控制爐溫度180 °C，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(jìn)行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為:150-200°C預(yù)熱，非轉(zhuǎn)移弧電壓20V，非轉(zhuǎn)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 38.8%,Ni 0.7%,B 0.15%,Ta 0.25%,Sn 1.5%,Gd 0.15%,C 0.07%，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鎢涂層，涂層厚度約11微米;之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約6微米，得到進(jìn)氣門， 上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學(xué)組成為(重量百分比):Mg:6.3% , Zn: 3.4 %，Sn:1.3% ,Ni:0.82% ,Ti:0.61% ,Fe:0.32% ,Cr:0.13% ,V: 0.14% ,Si:0.084% ,Al:0.052%，La:0.021%，Ce:0.012%，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)； 上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的制備方法:包括以下步驟:按照上述元素比例準(zhǔn)備原料，原料熔煉、分別對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈進(jìn)行澆注，脫模后，得到的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的鑄坯進(jìn)行熱處理:首先將鑄坯進(jìn)行加熱，升溫至600°C，升溫速率200°C/小時，保溫I小時，后降溫至400°C，降溫速率100°C/小時，后再次降溫至3000C，降溫速率25°C/小時，保溫2小時，后再次降溫至200°C，降溫速率40°C/小時，保溫4小時，后空冷至室溫， 之后對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈鑄坯表面涂覆氮化鈦涂層，涂層厚度11微米，得到最終的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈。2.如權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動機(jī)氣缸氣門組，噴嘴與工件表面的距離10-12mm，優(yōu)選1mm0
【文檔編號】C22C38/04GK105925885SQ201610376837
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年5月24日
【發(fā)明人】王華美
【申請人】王華美