一種粉末冶金氣門座圈及其製造方法
2023-09-16 23:32:00 1
一種粉末冶金氣門座圈及其製造方法
【專利摘要】本發明提供一種粉末冶金氣門座圈，由粉末金屬材料製成，其具體成分由優質水霧化純鐵粉、鉻鉬合金粉末及石墨、硬脂酸鋅組成，本發明還提供一種製造粉末冶金氣門座圈的方法用粉末冶金熔浸工藝成功製備高性能的粉末冶金氣門座圈，本氣門座圈的密度、硬度高,耐熱、抗熱衝擊性能優良,機加工性能好，本氣門座圈的孔隙度低、孔隙均勻,組織均勻、細小,組織組成好，同時本氣門座圈在臺架試驗中氣密性良好、磨損少、與氣門匹配良好。使用效果遠好於高鉻合金鑄件,與進口件相當。
【專利說明】一種粉末冶金氣門座圈及其製造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及氣門圈製造領域，特別是涉及一種粉末冶金氣門座圈，還涉及一種制 造粉末冶金氣門座圈的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車發動機技術的不斷發展，汽車發動機氣門座圈工況更加惡劣。加上無鉛 汽油的普及，氣門與氣門座圈之間由於沒有鉛的潤滑，原來普遍使用的高鉻鑄造合金常因 過早磨損而無法滿足其正常工作。國內採用低合金粉末冶金座圈，因合金成分低、密度低、 硬度低、導熱和耐熱性能差，使其在耐磨、耐蝕、耐熱衝擊等性能與要求的性能存在一定差 距，使用時達不到主機要求的壽命。在國外，由於採用高合金成分，並經熔浸處理，其粉 末冶金氣門座圈性能優異，並廣泛使用在如493Q、491等類型的高性能汽車發動機中。隨 著這些發動機在國內大規模的推廣使用，粉末冶金氣門座圈國產化的呼聲日益高漲。
【發明內容】
[0003] 本發明提供一種粉末冶金氣門座圈，所述氣門座圈是由粉末金屬材料製成，其具 體成分由優質水霧化純鐵粉、鉻鑰合金粉末及石墨、硬脂酸鋅組成。
[0004] 使用所述粉末金屬材料製造氣門座圈的方法，其步驟為：
[0005] (1)將原料在油壓機上配半自動模架進行二次加料、二次加壓，壓制時，先壓基體 層，並控制基體層密度及高度尺寸，再壓熔浸層，並保證熔浸層比理論值過量4% -6%，最 後脫豐吳；
[0006] (2)脫模後在氨分解氣氛保護下，用推桿式燒結爐進行燒結熔浸，分別通過預燒、 燒結、熔浸、預冷，形成毛坯；
[0007] (3)燒結毛坯直接進行機加工，內外面、端錐面進行車削精加工，外圓、斷面最後 進行磨加工。
[0008] 優選的，所述粉末金屬材料元素組成及質量百分比為：C 0.8%-1.2%、 Cr2.0%-4.0%、M〇 1.0%-3.0%、Zn 1.0%-2.0%、餘量為卩6。
[0009] 優選的，所述步驟（1)中基體密度控制在7. 12-7. 25g/m3,高度控制在0. 5-0. 7mm。
[0010] 優選的，所述步驟⑵中預燒溫度為1400-1500°C、燒結溫度為1550-1650°C、熔浸 溫度為 1650-1750°C。
[0011] 優選的，步驟（3)機加工後，要對成品進行抗熱衝擊檢測，將工件經700°C保溫 IOmin後立即淬入冷水，並重複三次，經拋光檢驗，有無宏觀裂紋。
[0012] 有益效果：本發明提供一種粉末冶金氣門座圈，由粉末金屬材料製成，其具體成分 由優質水霧化純鐵粉、鉻鑰合金粉末及石墨、硬脂酸鋅組成。用粉末冶金熔浸工藝成功製備 高性能的粉末冶金氣門座圈，本氣門座圈的密度、硬度高，耐熱、抗熱衝擊性能優良，機加 工性能好，本氣門座圈的孔隙度低、孔隙均勻，組織均勻、細小，組織組成好，同時本氣門座 圈在臺架試驗中氣密性良好、磨損少、與氣門匹配良好。使用效果遠好於高鉻合金鑄件，與 進口件相當。
【具體實施方式】 [0013]
[0014] 為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合
【具體實施方式】，進一步闡述本發明。
[0015] 實施例1
[0016] 本發明提供一種粉末冶金氣門座圈，所述氣門座圈是由粉末金屬材料製成，其具 體成分由優質水霧化純鐵粉、鉻鑰合金粉末及石墨、硬脂酸鋅組成，粉末金屬材料元素組成 及質量百分比為：C 0. 8%、Cr 2. 0%、M〇 1.0%、Zn 1.0%、餘量為 Fe。
[0017] 使用所述粉末金屬材料製造氣門座圈的方法，其步驟為：
[0018] (1)將原料在油壓機上配半自動模架進行二次加料、二次加壓，壓制時，先壓基體 層，並控制基體層密度及高度尺寸，再壓熔浸層，並保證熔浸層比理論值過量4 % %，最後脫 模，基體密度控制在7. 12g/m3,高度控制在0. 5mm ;
[0019] (2)脫模後在氨分解氣氛保護下，用推桿式燒結爐進行燒結熔浸，分別通過預燒、 燒結、熔浸、預冷，形成毛坯，預燒溫度為1400°C、燒結溫度為1550°C、熔浸溫度為1650°C ;
[0020] (3)燒結毛坯直接進行機加工，內外面、端錐面進行車削精加工，外圓、斷面最後進 行磨加工。
[0021] (4)機加工後，對成品進行抗熱衝擊檢測，將工件經700°C保溫IOmin後立即淬入 冷水，並重複三次，經拋光檢驗，有無宏觀裂紋。
[0022] 實施例2
[0023] 門座圈粉末金屬材料，其具體成分由優質水霧化純鐵粉、鉻鑰合金粉末及石墨、硬 脂酸鋅組成，粉末金屬材料元素組成及質量百分比為：C l%、Cr 3%、Mo 2%、Zn 1.5%、餘 量為Fe。
[0024] 使用所述粉末金屬材料製造氣門座圈的方法，其步驟為：
[0025] (1)將原料在油壓機上配半自動模架進行二次加料、二次加壓，壓制時，先壓基體 層，並控制基體層密度及高度尺寸，再壓熔浸層，並保證熔浸層比理論值過量5 %，最後脫 模，基體密度控制在7. 21 g/m3,高度控制在0? 6mm ;
[0026] (2)脫模後在氨分解氣氛保護下，用推桿式燒結爐進行燒結熔浸，分別通過預燒、 燒結、熔浸、預冷，形成毛坯，預燒溫度為1450°C、燒結溫度為1600°C、熔浸溫度為1700°C ;
[0027] (3)燒結毛坯直接進行機加工，內外面、端錐面進行車削精加工，外圓、斷面最後進 行磨加工。
[0028] (4)機加工後，對成品進行抗熱衝擊檢測，將工件經700°C保溫IOmin後立即淬入 冷水，並重複三次，經拋光檢驗，有無宏觀裂紋。
[0029] 實施例3
[0030] 氣門座圈是粉末金屬材料，其具體成分由優質水霧化純鐵粉、鉻鑰合金粉末及石 墨、硬脂酸鋅組成，粉末金屬材料元素組成及質量百分比為：C 1.2%、Cr 4. 0%、M〇 3. 0%、 Zn 2.0%、餘量為 Fe。
[0031] 使用所述粉末金屬材料製造氣門座圈的方法，其步驟為：
[0032] (1)將原料在油壓機上配半自動模架進行二次加料、二次加壓，壓制時，先壓基體 層，並控制基體層密度及高度尺寸，再壓熔浸層，並保證熔浸層比理論值過量6 %，最後脫 模，基體密度控制在7. 25g/m3,高度控制在0. 7mm ;
[0033] (2)脫模後在氨分解氣氛保護下，用推桿式燒結爐進行燒結熔浸，分別通過預燒、 燒結、熔浸、預冷，形成毛坯，預燒溫度為1500°C、燒結溫度為1650°C、熔浸溫度為1750°C ; [0034] (3)燒結毛坯直接進行機加工，內外面、端錐面進行車削精加工，外圓、斷面最後進 行磨加工。
[0035] (4)機加工後，對成品進行抗熱衝擊檢測，將工件經700°C保溫IOmin後立即淬入 冷水，並重複三次，經拋光檢驗，有無宏觀裂紋。
[0036]
【權利要求】
1. 一種粉末冶金氣門座圈，其特徵在於，所述氣門座圈是由粉末金屬材料製成，其具體 成分由優質水霧化純鐵粉、鉻鑰合金粉末及石墨、硬脂酸鋅組成。
2. 根據權利要求1所述的一種粉末冶金氣門座圈，其特徵在於，所述粉末金屬材料元 素組成及質量百分比為：C 0? 8%-L 2%、Cr 2. 0%-4. 0%、Mo L 0%-3. 0%、Zn L 0%-2. 0%、餘量 為Fe。
3. -種製造權利要求1或2所述粉末冶金氣門座圈的方法，其特徵在於，其步驟為： (1) 將原料在油壓機上配半自動模架進行二次加料、二次加壓，壓制時，先壓基體層，並 控制基體層密度及高度尺寸，再壓熔浸層，並保證熔浸層比理論值過量4%-6%，最後脫模； (2) 脫模後在氨分解氣氛保護下，用推桿式燒結爐進行燒結熔浸，分別通過預燒、燒結、 熔浸、預冷，形成毛坯； (3) 燒結毛坯直接進行機加工，內外面、端錐面進行車削精加工，外圓、斷面最後進行磨 加工。
4. 根據權利要求3所述的一種製造粉末冶金氣門座圈的方法，其特徵在於，所述步驟 (1) 中基體密度控制在7. 12-7. 25g/m3,高度控制在0. 5-0. 7mm。
5. 根據權利要求2所述的一種製造粉末冶金氣門座圈的方法，其特徵在於，所述步驟 (2) 中預燒溫度為1400-1500°C、燒結溫度為1550-1650°C、熔浸溫度為1650-1750°C。
6. 根據權利要求2所述的一種製造粉末冶金氣門座圈的方法，其特徵在於，步驟（3) 機加工後，要對成品進行抗熱衝擊檢測，將工件經700°C保溫IOmin後立即淬入冷水，並重 復三次，經拋光檢驗，有無宏觀裂紋。
【文檔編號】C22C38/22GK104308164SQ201410427271
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】葉春會, 王澤平 申請人:安徽嘉木橡塑工業有限公司