專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱處理裝置，特別是使用氧乙炔焰為熱源的加熱裝置，以及使用其形成發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤錐面壓應(yīng)力的工藝方法。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門領(lǐng)域，根據(jù)需要一般在產(chǎn)品盤錐面上堆焊合金粉末，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)氣門錐面的抗磨損壽命，但堆焊后焊層由于存在拉應(yīng)力經(jīng)常導(dǎo)致出現(xiàn)焊層開裂現(xiàn)象。在現(xiàn)有技術(shù)中，消除氣門錐面拉應(yīng)力的加熱方法主要有(1)采用熱處理爐保溫退火方法，此法在堆焊后不能立即加熱保溫去應(yīng)力，變形也大。(2)線圈感應(yīng)加熱法，該法的缺點(diǎn)是由于氣門產(chǎn)品型號眾多，相應(yīng)的也要根據(jù)產(chǎn)品型號制作眾多合適的感應(yīng)線圈，更換產(chǎn)品時(shí)工裝調(diào)整比較麻煩，并且用此法處理的效果不穩(wěn)定，時(shí)好時(shí)壞。( 錐面堆焊后利用余熱快速進(jìn)行鍛壓整形，此法缺點(diǎn)是在堆焊后不能有任何時(shí)間耽擱，否則溫度下降較快影響鍛壓效果，只能采取其他方法重新進(jìn)行加熱，且堆焊設(shè)備要與壓力機(jī)在同一場地，產(chǎn)量大時(shí)會(huì)收到場地面積限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的加熱裝置的的不足，本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置可以均勻方便的將氣門加熱到消除氣門錐面拉應(yīng)力的適宜溫度，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，其特征是主要由安裝在臺(tái)架上的加熱器和氣門固定和旋轉(zhuǎn)裝置組成，所述的加熱器為固定在燒嘴支架上的氧乙炔燒嘴，所述的氣門固定和旋轉(zhuǎn)裝置由安裝在轉(zhuǎn)盤上可以自身旋轉(zhuǎn)并可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒和套筒自身旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置組成。所述的加熱器包括2-3根立在臺(tái)架上的燒嘴支架，每個(gè)支架上由燒嘴固定套固定著上下排列的兩套分別對準(zhǔn)氣門盤部底面和錐面氧乙炔燒嘴。所述的套筒自身旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括固定在套筒底部的套筒齒輪及與其嚙合的位于轉(zhuǎn)盤中心的驅(qū)動(dòng)軸齒輪，驅(qū)動(dòng)軸底端裝有皮帶輪由皮帶與裝在伺服電機(jī)軸上的電機(jī)皮帶輪相連。所述的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)盤底盤通過軸套與臺(tái)架底面的齒輪盤相連，由時(shí)間控制器控制的氣缸的推桿與齒輪盤相連，推動(dòng)齒輪盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒輪盤的另一側(cè)設(shè)有控制齒輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)幅度的彈簧和鏈條。使用本發(fā)明消除氣門盤錐面拉應(yīng)力并形成正壓力的方法，主要包括下述步驟，(1)使氧乙炔火焰穩(wěn)定燃燒，裝置電源穩(wěn)定工作；(2)將發(fā)動(dòng)機(jī)氣門插入氣門套筒中，套筒在伺服電機(jī)帶動(dòng)下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)氣門在套筒帶動(dòng)下連續(xù)旋轉(zhuǎn)；
(3)使氧乙炔火焰同時(shí)加熱氣門底面和錐面，氣門被快速加熱，用紅外線測溫儀進(jìn)行溫度測量，當(dāng)達(dá)到去應(yīng)力溫度900 1000°C轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤將氣門移出加熱區(qū)；(4)轉(zhuǎn)盤在由時(shí)間繼電器控制氣缸作用下做定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；(5)當(dāng)氣門被加熱到去應(yīng)力溫度時(shí)，立即對盤部錐面進(jìn)行鍛壓整形，鍛壓用的摩擦壓力機(jī)壓力范圍為0-160T;(6)鍛壓整形后氣門錐面角度45-50度，并使氣門自然冷卻。具體過程為將氣門放置于旋轉(zhuǎn)套筒中，轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)套筒中的氣門依次進(jìn)入三組燒嘴下進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間可由控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間控制器設(shè)定。為方便測量工件溫度，可用手持式紅外線測溫儀進(jìn)行實(shí)時(shí)測溫。檢測發(fā)動(dòng)機(jī)氣門錐面堆焊應(yīng)力情況，目前有德國大眾汽車公司采用的切口法，具體方法是，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面上畫線并切割，利用測量氣門盤部切割前后的外圓直徑變化的方法來反映氣門錐面應(yīng)力的變化情況，切割后的氣門盤部直徑增大是存在拉應(yīng)力， 減小是存在壓應(yīng)力。一般要求發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門盤部外圓直徑切割后比切割前增大最多不得超過0. 2%。，減小就更好；要求發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門盤部外圓直徑切割后比切割前減小。以下是對頭部材料為21-4N的某發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，分別用本發(fā)明所述方法進(jìn)行處理后和未用本方法處理后，用切口法測量氣門盤部錐面應(yīng)力的對比情況。該方法的具體測量步驟為1.在附圖
4所示的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面上按角度劃線；2.按所劃角度測量盤部外圓直徑并記錄；3.在附圖5所示的位置徑向切割氣門，切口寬度為1.5mm;4.同樣按所劃角度再測量一次盤部外圓直徑并記錄；5.直徑增大為拉應(yīng)力，直徑減小為壓應(yīng)力。實(shí)例1 對頭部材料為21-4N的某發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，堆焊后未用本發(fā)明方法處理，經(jīng)測量后數(shù)據(jù)見表1。表1
直徑位置初始dA最終dE差 Δ φ = (dE-dA)Φ1(10° )27. 86427. 895+0. 031Φ 2(45° )27. 87327. 895+0. 022Φ3(90° )27. 87627.896+0. 020Φ4( :35° )27. 86427. 894+0. 030Φ5(170° )27. 86227. 893+0. 031實(shí)例2 對實(shí)例1所述的頭部材料為21-4N的某發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，堆焊后用本發(fā)明方法進(jìn)行處理，工藝參數(shù)為加熱溫度900°C，總加熱時(shí)間45S，鍛壓整形。經(jīng)測量后數(shù)據(jù)見表2。表2
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，其特征是主要由安裝在臺(tái)架上的加熱器和氣門固定和旋轉(zhuǎn)裝置組成，所述的加熱器為固定在燒嘴支架上的氧乙炔燒嘴，所述的氣門固定和旋轉(zhuǎn)裝置由安裝在轉(zhuǎn)盤上可以自身旋轉(zhuǎn)并可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒和套筒自身旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，其特征是所述的加熱器包括2-3根立在臺(tái)架上的燒嘴支架，每個(gè)支架上由燒嘴固定套固定著上下排列的兩套分別對準(zhǔn)氣門盤部底面和錐面氧乙炔燒嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，其特征是所述的套筒自身旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括固定在套筒底部的套筒齒輪及與其嚙合的位于轉(zhuǎn)盤中心的驅(qū)動(dòng)軸齒輪，驅(qū)動(dòng)軸底端裝有皮帶輪由皮帶與裝在伺服電機(jī)軸上的電機(jī)皮帶輪相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，其特征是所述的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)盤底盤通過軸套與臺(tái)架底面的齒輪盤相連，由時(shí)間控制器控制的氣缸的推桿與齒輪盤相連，推動(dòng)齒輪盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒輪盤的另一側(cè)設(shè)有控制齒輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)幅度的彈簧和鏈條。
5.使用權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置消除氣門盤錐面拉應(yīng)力的方法，其特征是主要包括下述步驟，(1)使氧乙炔火焰穩(wěn)定燃燒，裝置電源穩(wěn)定工作；(2)將發(fā)動(dòng)機(jī)氣門插入氣門套筒中，套筒在伺服電機(jī)帶動(dòng)下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)氣門在套筒帶動(dòng)下連續(xù)旋轉(zhuǎn)；(3)使氧乙炔火焰同時(shí)加熱氣門底面和錐面，氣門被快速加熱，用紅外線測溫儀進(jìn)行溫度測量，當(dāng)達(dá)到去應(yīng)力溫度900 1000°C轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤將氣門移出加熱區(qū)；(4)轉(zhuǎn)盤在由時(shí)間繼電器控制氣缸作用下做定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。(5)當(dāng)氣門被加熱到去應(yīng)力溫度時(shí)，立即對盤部錐面進(jìn)行鍛壓整形，鍛壓用的摩擦壓力機(jī)壓力范圍為0-160T;(6)鍛壓整形后氣門錐面角度45-50度，并使氣門自然冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置及使用方法，屬于熱處理裝置，特別是使用氧乙炔焰為熱源的加熱裝置。一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門盤部底面和錐面的加熱裝置，其特征是主要由安裝在臺(tái)架上的加熱器和氣門固定和旋轉(zhuǎn)裝置組成，所述的加熱器為固定在燒嘴支架上的氧乙炔燒嘴，所述的氣門固定和旋轉(zhuǎn)裝置由安裝在轉(zhuǎn)盤上可以自身旋轉(zhuǎn)并可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒和套筒自身旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置組成。本發(fā)明的有益效果是可以快速方便的對堆焊后的氣門盤部底面和錐面進(jìn)行加熱并可方便的控制加熱時(shí)間和溫度，設(shè)備體積小便于與下一步工序銜接，是消除氣門堆焊后產(chǎn)生的拉應(yīng)力的方便適用設(shè)備。
文檔編號C21D9/00GK102392109SQ20111033049
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者呂文清, 曲文強(qiáng), 李松巖, 聶元龍, 肖學(xué)林, 董兵, 陳雪萍, 陶子祥 申請人:濟(jì)南沃德汽車零部件有限公司