專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種內(nèi)燃機(jī)用的氣門結(jié)構(gòu)，特別是一種帶有保護(hù)層可防腐耐溫的氣門結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
氣門是內(nèi)燃機(jī)的一種重要部件，其作用是專門負(fù)責(zé)向發(fā)動機(jī)內(nèi)輸入空氣并排出燃燒后的廢氣。氣門是內(nèi)燃機(jī)中工作條件最惡劣的零件之一。氣門頭部直接與高溫燃?xì)饨佑|，尤其是排氣門，頂部的溫度很高，而隨發(fā)動機(jī)載荷的提高，氣門的工況條件日益惡化。特別是重油燃料的應(yīng)用，重油除了粘度高外，其硫含量、金屬含量、酸含量和氮含量也較高，這些造成了氣門工作環(huán)境的熱負(fù)荷更加嚴(yán)重、腐蝕性環(huán)境急劇惡化，那么氣門的耐高溫性、耐腐蝕性提升，以提高氣門的壽命的客觀需求就擺在了發(fā)動機(jī)和氣門行業(yè)的面前。為了提高氣門的使用壽命，各種耐熱鋼材在氣門上的應(yīng)用、氮化等表面處理方式的應(yīng)用，改善了氣門的 可靠性、壽命，但都沒有達(dá)到用戶的期望。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決內(nèi)燃?xì)鈿忾T的耐高溫和防腐蝕的技術(shù)難題，設(shè)計了一種新式的內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，提供一種具有較高的耐高溫抗燒結(jié)能力強(qiáng)、耐腐蝕性氣門，同時提高了氣門的抗粘著磨損和磨粒磨損能力，以滿足惡劣工作條件，特別是重油燃料發(fā)動機(jī)的需要。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，包括氣門頭部和氣門桿部，關(guān)鍵是在氣門頭部的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層。在氣門頭部與陶瓷保護(hù)膜層之間還設(shè)置有一層過渡層。在氣門桿部也設(shè)置有一層保護(hù)層。所述的陶瓷保護(hù)膜層與過渡層的厚度和為O. 0Γ0. 07_。本實(shí)用新型在氣門頭部表面，進(jìn)行微等離子氣相沉積處理，使其表面附有一層陶瓷膜層。由于這種經(jīng)微等離子氣相沉積處理而獲得的陶瓷膜保護(hù)層，是原位生長的，因而抗高溫燃?xì)鉀_蝕氧化、抗腐蝕效果顯著。本實(shí)用新型的有益效果是具有這種經(jīng)微等離子氣相沉積處理的氣門，能更好的提聞氣門頭部的抗熱裂性能，同時提聞其耐聞溫、耐腐蝕性能，大大提聞了廣品壽命，從而大幅度降低發(fā)動機(jī)更換氣門的頻率。特別適用于高功率、大馬力發(fā)動機(jī)，尤其重油燃料發(fā)動機(jī)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，I代表氣門頭部，2代表氣門桿部，3代表陶瓷保護(hù)膜層，4代表過渡層。
具體實(shí)施方式
一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，包括氣門頭部I和氣門桿部2，關(guān)鍵是在氣門頭部I
的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層3。在氣門頭部I與陶瓷保護(hù)膜層3之間還設(shè)置有一層過渡層4。在氣門桿部2也設(shè)置有一層保護(hù)層。所述的陶瓷保護(hù)膜層3與過渡層4的厚度和為O. 0Γ0. 07mm。參照圖I所示，本實(shí)用新型在具體實(shí)施時，氣門頭部I和氣門桿部2可用以下材料的一種或兩種組合作為基體材料 I.馬氏體鋼4Cr9Si2、4Crl0Si2Mo、5Cr9Si3 等；2.奧氏體鋼21-4N、23-8N、21-4NWNb、21-12N 等；3.高溫合金Ni80、751 等。氣門結(jié)構(gòu)通過整體鍛造或鍛造頭部焊接桿部的方式成型，經(jīng)熱處理、機(jī)加工等工序加工至微等離子氣相沉積處理前尺寸；進(jìn)行微等離子氣相沉積處理。本實(shí)用新型的氣門可以用化學(xué)氣相沉積CVD或物理氣相沉積方法PVD獲得，在金屬表面生長一層金屬-陶瓷復(fù)合薄膜。該層薄膜由陶瓷材料與金屬之間發(fā)生相互擴(kuò)散，金屬表面增厚5-20微米，可稱為微等離子氣相沉積層，即陶瓷保護(hù)膜層3 ;擴(kuò)散到金屬表面內(nèi)部5-50微米，可稱為微等離子氣相沉積過渡層4。微等離子氣相沉積層和微等離子氣相沉積過渡層形成的陶瓷膜層厚度σ = O. 040±0. 030mm。這樣在氣門頭部表面形成了一種新型的傾斜梯度功能材料，兼具金屬與陶瓷的特性。以物理氣相沉積方法PVD為例，對氣門頭部成膜過程進(jìn)行簡要說明如下在真空條件下，應(yīng)用專用靶槍，利用氣體放電使氣體或蒸發(fā)物質(zhì)離子化，在氣體離子或被蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用的同時，把蒸發(fā)物或其反應(yīng)物蒸鍍在氣門頭部上?？筛鶕?jù)形成的陶瓷保護(hù)膜層3的性能選擇以下材料的一種或兩種以上組合作為革巴材，實(shí)施微等離子氣相沉積。包括Au、Pt、Ti、Ni、V、AIN、PZT, Al、Cr、Si02、Ag、ITO、Fe、Pd、Ge、Cu、W、TiN 等。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，包括氣門頭部(I)和氣門桿部(2)，其特征在于在氣門頭部(I)的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，其特征在于在氣門頭部(I)與陶瓷保護(hù)膜層(3)之間還設(shè)置有一層過渡層(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，其特征在于在氣門桿部(2)也設(shè)置有一層保護(hù)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的陶瓷保護(hù)膜層(3)與過渡層(4)的厚度和為O. ΟΓΟ. 07mm。
專利摘要一種內(nèi)燃機(jī)氣門結(jié)構(gòu)，解決內(nèi)燃?xì)鈿忾T的耐高溫和防腐蝕的技術(shù)難題，包括氣門頭部和氣門桿部，關(guān)鍵是在氣門頭部的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層。本實(shí)用新型在氣門頭部表面，進(jìn)行微等離子氣相沉積處理，使其表面附有一層陶瓷膜層。由于這種經(jīng)微等離子氣相沉積處理而獲得的陶瓷膜保護(hù)層，是原位生長的，因而抗高溫燃?xì)鉀_蝕氧化、抗腐蝕效果顯著。
文檔編號F01L3/04GK202673382SQ20122029094
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者王季明, 劉立明, 張彩霞 申請人:石家莊金剛內(nèi)燃機(jī)零部件集團(tuán)有限公司