專利名稱：粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用粉末冶金復(fù)合材料制造的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒零件通常是采用鍛造合金鋼，如(12CrNi3A鋼等)經(jīng)機(jī)械加工、熱處理等工序加工而成，材料利用率低、工藝復(fù)雜，氣門導(dǎo)筒零件在使用過程中，磨損嚴(yán)重，氣門導(dǎo)筒頂部有時(shí)還被凸輪磨穿，使氣門不能正常開啟和關(guān)閉，嚴(yán)重影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，對(duì)大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，情況更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于采用粉末冶金技術(shù)，克服現(xiàn)有氣門導(dǎo)筒制造和使用過程中存在的問題，將材料設(shè)計(jì)與粉末冶金工藝結(jié)合起來，提供一種耐磨的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒。
本實(shí)用新型的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒由筒體和筒體頂部上面的表層構(gòu)成，筒體頂部上面的表層由材料B構(gòu)成，筒體由材料A構(gòu)成；所述材料A的組分及其質(zhì)量百分比含量如下Cu 0.5-2％、Ni 1-3％、Mo 0.5-1％、C 0.5-1％、NbC 5-12％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)；所述材料B的組分及其質(zhì)量百分比含量如下Cu 2-4％、Ni 2-4％、Mo 1-2％、C 0.5-1.5％、NbC10-20％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)。
所述由材料B構(gòu)成的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒頂部上面的表層厚度為1-2毫米時(shí)，可以達(dá)到最佳的強(qiáng)度和耐磨效果。
粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒的制備方法包括——按表1配備粉末材料A
表1成分 粒徑 質(zhì)量百分比用量鐵粉 ≤147 75-86％銅粉 ≤74 0.5-2％鎳粉 2-5 1-3％鉬粉 ≤74 0.5-1％石墨粉 ≤74 0.5-1％磷鐵或磷銅粉 ≤74 2-5％碳化鈮粉 2.5 5-12％阿克臘粉 ≤38 0.5-0.8％按表2配備粉末材料B表2成分 粒徑 質(zhì)量百分比用量鐵粉 ≤147 65-78％銅粉 ≤74 2-4％鎳粉 2-5 2-4％鉬粉 ≤74 1-2％石墨粉 ≤74 0.5-1.5％磷鐵或磷銅粉 ≤74 2-5％碳化鈮粉 2-5 10-20％阿克臘粉 ≤38 0.5-0.8％——上述粉末材料過100目篩，然后在二維混料機(jī)上干混30-80分鐘；——將粉末材料A充填于氣門導(dǎo)筒陰模型腔內(nèi)，然后在氣門導(dǎo)筒頂部上面的表層布粉末材料B，在130℃-150℃下以550-700MPa的壓力溫壓成形；
——將復(fù)合成形的氣門導(dǎo)筒生坯在四段高溫?zé)Y(jié)爐上燒結(jié)，氣門導(dǎo)筒頂部向下放置，高溫?zé)Y(jié)時(shí)間1-2小時(shí)，推舟速度20-25分鐘/舟，按表3設(shè)置燒結(jié)爐各段的溫度。
表3燒結(jié)I段 燒結(jié)II段燒結(jié)III段燒結(jié)IV段300-400℃ 700-800℃1250-1300℃ 650-800℃即得到粉末冶金復(fù)合材料的氣門導(dǎo)筒，其頂部硬度HRC55-63，其余部分硬度HRC25-45，бb＝800-900MPa，δ＝2.0-3.0％。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的氣門導(dǎo)筒零件，保證了氣門導(dǎo)筒既有高的強(qiáng)度又有高的硬度和耐磨性，完全可取代常規(guī)的合金鋼材料；2、本實(shí)用新型提供的粉末冶金復(fù)合材料氣門導(dǎo)筒，經(jīng)500小時(shí)臺(tái)架考核試驗(yàn)，其頂部磨損接近于零，耐磨性比12CrNi3A鋼提高50-100倍。


圖1是本實(shí)用新型的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
下面通過如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒頂部上面的表層1由材料A構(gòu)成，筒體2由材料B構(gòu)成。如圖2所示，本發(fā)明的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒頂部1上面的表層1(1)由材料A構(gòu)成，筒體2’由材料B構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒，其特征在于筒體頂部上面的表層由材料B構(gòu)成，筒體由材料A構(gòu)成；所述材料A的組分及其質(zhì)量百分比含量如下Cu 0.5-2％、Ni 1-3％、Mo 0.5-1％、C 0.5-1％、NbC 5-12％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)；所述材料B的組分及其質(zhì)量百分比含量如下Cu 2-4％、Ni 2-4％、Mo 1-2％、C 0.5-1.5％、NbC 10-20％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒，其特征在于所述由材料B構(gòu)成的粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒頂部上面的表層厚度為1-2毫米。
專利摘要一種粉末冶金復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)筒，筒體頂部上面的表層由材料B構(gòu)成，筒體由材料A構(gòu)成；所述材料A的組分及其質(zhì)量百分比含量如下Cu0.5－2％、Ni 1－3％、Mo 0.5－1％、C 0.5－1％、NbC 5－12％、P 0.3－0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)；所述材料B的組分及其質(zhì)量百分比含量如下Cu 2－4％、Ni 2－4％、Mo 1－2％、C 0.5－1.5％、NbC 10－20％、P 0.3－0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)，本實(shí)用新型的氣門導(dǎo)筒既有高的強(qiáng)度又有高的硬度和耐磨性。
文檔編號(hào)F01L3/08GK2591231SQ0125598
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者李元元, 肖志瑜, 夏偉, 龍雁, 吳苑標(biāo) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)