一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門的制作方法
【專利說明】一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]氣門是發(fā)動(dòng)機(jī)的精密零件，用于封鎖氣流通道，控制內(nèi)燃機(jī)的氣體交換，工作時(shí)需承受較高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，同時(shí)還承受落座沖擊負(fù)荷及燃?xì)鈮毫λo予的靜負(fù)荷，現(xiàn)有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門多采用金屬或合金材料制成，當(dāng)溫度較高時(shí)易膨脹，而且氣門使用一段時(shí)間后磨損嚴(yán)重，使用壽命短，如何創(chuàng)設(shè)一種堅(jiān)固耐用、熱脹冷縮系數(shù)小，使用壽命長(zhǎng)，耐高溫，耐摩擦的新的新型發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，使汽車輕量化，最終實(shí)現(xiàn)綠色新型能源汽車產(chǎn)業(yè)化，成為業(yè)界急需改進(jìn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，其特征在于:采取熔煉鑄造，鍛造頭部，調(diào)質(zhì)熱處理，切削加工，碳氮共滲熱處理，錐面磨削加工，錐面堆焊，表面打磨，涂覆涂層的工藝步驟，其中:
具體步驟為:
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:C0.13-0.27%，Si3.4-4%, Mn0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.2-1.9%，Cr 5-7%, W3-4%，Ν?2.8-3.24%，Co 1-1.2%，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(jí)調(diào)質(zhì)熱處理工藝:在1050-1080 °C保溫1s后水淬，450-500 °C回火；然后980-1010°C保溫1s后油淬，430-440°C回火；最后950_970°C保溫1s后油淬，380-410°C 回火；
熱處理后進(jìn)行對(duì)工件切削加工，
切削加工后對(duì)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(shì)和氮?jiǎng)莶扇∷募?jí)步驟，碳勢(shì)0.4-0.6%，氮?jiǎng)?.2-1.4%，保溫3h，然后升高碳勢(shì)至0.7-0.9%，降低氮?jiǎng)葜?.0-1.1%，保溫2h，再升高碳勢(shì)至1.0-1.1%，降低氮?jiǎng)葜?.7-0.9%，保溫2h，最后升高碳勢(shì)至1.2-1.6%，降低氮?jiǎng)葜?.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(shì)控制在1.2?1.3%之間，氮?jiǎng)菘刂圃?.0?1.1%之間；空冷至室溫；擴(kuò)散后進(jìn)行淬火，淬火過程:在850°C進(jìn)行油淬，油溫控制在70°C ;清洗過程:去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在50°C ;回火:進(jìn)行低溫回火，控制爐溫度180°C，時(shí)間150-200分鐘。
[0005]對(duì)工件錐面磨削加工，
錐面磨削加工后對(duì)工件進(jìn)行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為:150-20(TC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 38.5-40%，Ni 0.68-0.95%，B 0.1-0.25%，Ta 0.2-0.6%，Sn 1-3%, Gd
0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，余量為 W ；
對(duì)工件表面打磨
工件表面打磨后對(duì)工件表面涂覆碳化鎢涂層，涂層厚度約4-10微米；之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約8-15微米，得到進(jìn)氣門。
[0006]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，進(jìn)氣門主體材料為:C 0.13%，Si 3.4%，Mn0.8%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.2%，Cr 5%，W 3%，Ν?2.8%，Co 1%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，進(jìn)氣門主體材料為:C0.27%，Si4%，Mn0.95%，P ^ 0.035%，S ^ 0.035%，Til.9%，Cr 7%，W 4%，Ν?3.24%，Co 1.2%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，進(jìn)氣門主體材料為:C0.2%，Si3.7%，Mn0.9%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.5%，Cr 6%，W 3.5%，Ni 3%，Co 1.1%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0009]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，堆焊層材料為:Co 39%，Ni 0.8%，B 0.2%，Ta
0.4%，Sn 2%，Gd 0.2%，C 0.1%，余量為 W。
[0010]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，堆焊層材料為:Co 38.5%，Ni 0.68%，B 0.1%，Ta
0.2%，Sn 1%，Gd 0.12%，C 0.05%，余量為 W。
[0011]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，堆焊層材料為:Co 40%，Ni 0.95%，B 0.25%，Ta
0.6%，Sn 3%，Gd 0.26%，C 0.13%，余量為 W。
[0012]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，工件表面打磨后對(duì)工件表面涂覆碳化鎢涂層，涂層厚度約4微米；之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約8微米，得到進(jìn)氣門。
[0013]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門，工件表面打磨后對(duì)工件表面涂覆碳化鎢涂層，涂層厚度約10微米；之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約15微米，得到進(jìn)氣門。
[0014]所述的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門的制造方法，工件表面打磨后對(duì)工件表面涂覆碳化鎢涂層，涂層厚度約7微米；之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約12微米，得到進(jìn)氣門。
[0015]一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門的制造方法，其特征在于:采取熔煉鑄造，鍛造頭部，調(diào)質(zhì)熱處理，切削加工，碳氮共滲熱處理，錐面磨削加工，錐面堆焊，表面打磨，涂覆涂層的工藝步驟，其中:
具體步驟為:
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:C0.13-0.27%，Si3.4-4%, Mn0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Til.2-1.9%，Cr 5-7%, W3-4%，Ν?2.8-3.24%，Co 1-1.2%，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(jí)調(diào)質(zhì)熱處理工藝:在1050-1080 °C保溫1s后水淬，450-500 °C回火；然后980-1010°C保溫1s后油淬，430-440°C回火；最后950_970°C保溫1s后油淬，380-410°C 回火；
熱處理后進(jìn)行對(duì)工件切削加工，
切削加工后對(duì)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(shì)和氮?jiǎng)莶扇∷募?jí)步驟，碳勢(shì)0.4-0.6%，氮?jiǎng)?.2-1.4%，保溫3h，然后升高碳勢(shì)至0.7-0.9%，降低氮?jiǎng)葜?.0-1.1%，保溫2h，再升高碳勢(shì)至1.0-1.1%，降低氮?jiǎng)葜?.7-0.9%，保溫2h，最后升高碳勢(shì)至1.2-1.6%，降低氮?jiǎng)葜?.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(shì)控制在1.2?1.3%之間，氮?jiǎng)菘刂圃?.0?1.1%之間；空冷至室溫；擴(kuò)散后進(jìn)行淬火，淬火過程:在850°C進(jìn)行油淬，油溫控制在70°C ;清洗過程:去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在50°C ;回火:進(jìn)行低溫回火，控制爐溫度180°C，時(shí)間150-200分鐘。
[0016]對(duì)工件錐面磨削加工，
錐面磨削加工后對(duì)工件進(jìn)行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為:150-20(TC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 38.5-40%，Ni 0.68-0.95%，B 0.1-0.25%，Ta 0.2-0.6%，Sn 1-3%, Gd
0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，余量為 W ；
對(duì)工件表面打磨
工件表面打磨后對(duì)工件表面涂覆碳化鎢涂層，涂層厚度約4-10微米；之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約8-15微米，得到進(jìn)氣門。
[0017]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
相對(duì)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氣門主體材料的強(qiáng)度要求；2)對(duì)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(diǎn)；3)通過堆焊處理使得氣門錐面達(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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門涂覆涂層，提高材料的防腐、耐高溫、耐磨性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了對(duì)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(shí)施方式】。
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