超硬膜氣門的製作方法
2023-12-12 03:51:27 2
專利名稱：超硬膜氣門的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於內燃發動機的氣門。
背景技術：
氣門是發動機的易損零件，其性能直接對發動機的性能有影響，國內曾採用鍍鉻或氮化工藝對氣門進行表面處理，但仍有不盡善之處，尤其國內的氣門壽命較低，表面光潔度、緻密性較差，耐磨性較低，急待改進。CN1250840A公開了一種鋁或鋁合金的菌狀氣門，並未解決材質為合金結構鋼、馬氏體不鏽鋼或奧氏體不鏽鋼的氣門的結構問題。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種超硬膜氣門，所要解決的技術問題是使該氣門表面硬度高，耐磨性好，從而提高氣門的使用壽命。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案如下超硬膜氣門具有氣門本體，氣門本體表面具有將氣門本體部分覆蓋或全部覆蓋的基體層，其特徵是未被上述基體層覆蓋的氣門本體表面和基體層，二者至少其中之一上面具有至少一段鍍層；所述的鍍層與其所在位置的未被上述基體層覆蓋的氣門本體表面或基體層之間具有一層鈦的過渡層。
上述技術方案中，氣門本體表面具有將氣門本體部分覆蓋的基體層，未被上述基體層覆蓋的氣門本體表面和基體層上面均可以具有將其全部覆蓋的鍍層。該鍍層是氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、碳氮化鈦[Ti(CN)]或含有鋁、鋯、鉿等金屬添加劑的做為表面的單層或多層複合層。鍍層的厚度可以為0.5-8μm。過渡層的厚度可以為0.2-0.8μm。
為解決上述技術問題，本實用新型還可以採用的技術方案如下超硬膜氣門具有氣門本體，其特徵是氣門本體表面上至少具有一段鍍層；所述的鍍層與其所在位置的氣門本體表面之間具有一層鈦的過渡層。
製做上述鍍層採用PVD工藝方法，也就是採用真空等離子體物理氣相沉積法，其特點有兩個一個特點是溫度越高(該溫度應低於基體材料的相變溫度，否則工件會變形)，鍍層與氣門的本體、基體層的結合力越好，晶粒也愈細，組織更加緻密，因此耐磨性好。另一個特點是在鍍層與氣門的本體、基體層之間可形成一層鈦的過渡層，提高了其結合強度，形成的氣門外表面硬度在HV1000以上，也消除了內應力的影響。
與現有技術相比，本實用新型具有下列優點1、所述的鍍層結合力較強，表面硬度達HV1000以上，耐磨性高，所以氣門的使用壽命顯著提高，其製做精度也顯著提高。
2、本結構適用於各種類氣門，它增加了氣門表面的緻密性，減少了發動機的漏氣，增加了發動機的輸出功率。
3、由於鈦化合物具有潤滑性，減小了氣門與導管之間的摩擦，因此減小了氣門的磨損。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為圖1中A的局部視圖(基體層上具有鍍層)。
圖3為圖1中B的局部視圖(氣門本體表面上具有鍍層)。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型的一個實施例是它具有氣門本體1，該氣門本體1是用合金結構鋼、或馬氏體不鏽鋼或奧氏體不鏽鋼製成。氣門本體1表面具有將氣門本體部分覆蓋的基體層2，未被上述基體層2覆蓋的氣門本體表面和基體層2上面均具有將其全部覆蓋的鍍層3。所述的鍍層3與其所在位置的未被上述基體層2覆蓋的氣門本體表面或基體層2之間具有一層鈦的過渡層4。上述鍍層3是氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、碳氮化鈦[Ti(CN)]或含有鋁、鋯、鉿等金屬添加劑的做為表面的單層或多層複合層。鍍層3的厚度為0.5-8μm。過渡層4的厚度為0.2-0.8μm。製做上述鍍層採用PVD工藝方法，也就是真空等離子體物理氣相沉積法。同樣，製做上述鍍層也可以採用PCVD工藝法，也就是等離子體化學氣相沉積法。
如圖1、圖3所示，本實用新型的另一個實施例是它具有氣門本體1，氣門本體1表面上無基體層2，氣門本體1表面上具有將其全部覆蓋的鍍層3。所述的鍍層3與其所在位置的氣門本體1表面之間具有一層鈦的過渡層4。鍍層3的構成及厚度、過渡層4的厚度同上。
權利要求1.一種超硬膜氣門，具有氣門本體(1)，氣門本體(1)表面具有將氣門本體部分覆蓋或全部覆蓋的基體層(2)，其特徵在於未被上述基體層(2)覆蓋的氣門本體表面和基體層(2)，二者至少其中之一上面具有至少一段鍍層(3)；所述的鍍層(3)與其所在位置的未被上述基體層(2)覆蓋的氣門本體表面或基體層(2)之間具有一層鈦的過渡層(4)。
2.根據權利要求1所述的氣門，其特徵在於氣門本體(1)表面具有將氣門本體部分覆蓋的基體層(2)，未被上述基體層(2)覆蓋的氣門本體表面和基體層(2)上面均可以具有將其全部覆蓋的鍍層(3)。
3.根據權利要求1或2所述的氣門，其特徵在於上述鍍層(3)是氮化鈦、碳化鈦、碳氮化鈦或含有鋁、鋯、鉿等金屬添加劑的做為表面的單層或多層複合層。
4.根據權利要求1或2所述的氣門，其特徵在於鍍層(3)的厚度可以為0.5-8μm。
5.根據權利要求1或2所述的氣門，其特徵在於過渡層(4)的厚度可以為0.2-0.8μm。
6.一種超硬膜氣門，具有氣門本體(1)，其特徵在於氣門本體(1)表面上至少具有一段鍍層(3)；所述的鍍層(3)與其所在位置的氣門本體(1)表面之間具有一層鈦的過渡層(4)。
7.根據權利要求6所述的氣門，其特徵在於氣門本體(1)表面上可以具有將其全部覆蓋的鍍層(3)。
8.根據權利要求6或7所述的氣門，其特徵在於上述鍍層(3)是氮化鈦、碳化鈦、碳氮化鈦或含有鋁、鋯、鉿等金屬添加劑的做為表面的單層或多層複合層。
9.根據權利要求6或7所述的氣門，其特徵在於鍍層(3)的厚度為0.5-8μm。
10.根據權利要求6或7所述的氣門，其特徵在於過渡層(4)的厚度為0.2-0.8μm。
專利摘要一種超硬膜氣門,具有氣門本體,氣門本體表面具有將氣門本體部分覆蓋或全部覆蓋的基體層,其特點是未被上述基體層覆蓋的氣門本體表面和基體層,二者至少其中之一上面具有至少一段鍍層;所述的鍍層與其所在位置的未被上述基體層覆蓋的氣門本體表面或基體層之間具有一層鈦的過渡層。本實用新型的氣門本體表面也可以無基體層,此時,氣門本體表面上至少具有一段鍍層;所述的鍍層與其所在位置的氣門本體表面之間具有一層鈦的過渡層。本實用新型的氣門表面硬度高,耐磨性好,使用壽命長。
文檔編號F01L3/02GK2498337SQ0126733
公開日2002年7月3日 申請日期2001年10月9日 優先權日2001年10月9日
發明者張花銳, 王季明 申請人:石家莊金剛內燃機零部件集團有限公司