燒重油船用190系列發動機的氣門的製作方法
2023-06-09 05:55:01
專利名稱：燒重油船用190系列發動機的氣門的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械設計領域，涉及到一種發動機的氣門，特別是船用190系列發動機的基體材質以及氣門盤錐面的強化材料。
背景技術：
氣門是發動機中的重要零件。在配氣機構的控制下，氣門是按照一定的次序和準確的時間開啟和關閉，使得新鮮的混合氣準時從進氣門進入氣缸，並且使燒過的廢氣準時從排氣門排出。配合活塞連杆機構運轉，達到發動機連續工作的目的。現有技術中的氣門基體一般採用21-12N氣門鋼或是21-4N氣門鋼。在我國， 由於船用重油的質量參差不一，含硫、釩等腐蝕性成分偏多，燒重油的船用發動機氣門早期失效頻繁。失效形式主要是:氣門盤錐面燒蝕、麻坑，甚至產生掉頭、掉塊等可靠性事故，導致發動機油耗增大，動力下降，甚至發動機損壞。影響了用戶的正常生產作業與經濟效益。
發明內容
本發明的目的是為了提高190系列發動機的氣門壽命的技術難題，設計了一種新型的燒重油船用190系列發動機的氣門，對氣門的基體材料以及氣門盤錐面材質進行研發
與改進。本發明為實現發明目的採用的技術方案是，燒重油船用190系列發動機的氣門，包括氣門基體和氣門盤錐面，關鍵是:所述的氣門基體的材料採用23-8N氣門鋼，所述的氣門盤錐面上設置有強化層，強化層採用鎳基合金材料，具體各組分質量百分比為:77-82%的鎳、2.2-3.4%的鐵、9.5-12.5%的鉻、0.1-0.5%的碳、3.5-4.2%的矽、2.0-2.5%的硼。本發明的氣門基體材料選用23-8N氣門鋼，之前是21-4N氣門鋼，鐵基奧氏體氣門鋼系列的23-8N鋼是介於21-12N與21-4N之間的鋼號，它綜合發揮了上述兩個鋼號的優點，具有良好的超時效特性、高溫疲勞強度和耐燃氣腐蝕的性能，大中型柴油機氣門的新材料。實踐證明，它不僅提高了氣門的使用功能，又保持了鐵基奧氏體氣門鋼的低成本，還改善了氣門製造工藝過程中的材料敏感性問題。該材料具備中等高溫的適應性，用於長期運轉的船舶用柴油機氣門有著良好的應用效果。氣門盤錐面的強化方式，採用等離子堆焊瑞典HdganSs公司生產的鎳基合金，HSganSs公司焊粉採用水平霧化生產，整個生產流程被Ar氣保護。因此粉末物理性能更好，本發明氣門的最大優勢是可以使粉末的氧含量及雜質最小化，充分保證粉末及塗層的質量，進而提高了使用壽命，氣門的壽命有三個月提高到六個月；避免了可靠性事故，降低了突發的重大質量損失。
具體實施例方式燒重油船用190系列發動機的氣門，包括氣門基體和氣門盤錐面，關鍵是:所述的氣門基體的材料採用23-8N氣門鋼，所述的氣門盤錐面上設置有強化層，強化層採用鎳基合金材料，具體各組分質量百分比為:77-82%的鎳、2.2-3.4%的鐵、9.5-12.5%的鉻、
0.1-0.5% 的碳、3.5-4.2% 的矽、2.0-2.5% 的硼。所述的鎳的質量百分比為79-81%。所述的鐵的質量百分比為2.5-3.0%。所述的鉻的質量百分比為10.0-11.5%。所述的碳的質量百分比為0.2-0.4%。所述的矽的質量百分比為3.8-4.0%。所述的硼的質量百分比為2.2-2.3%。其中，鎳能提高焊粉的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在聞溫下有防鎊和耐熱能力；鐵起強化和加工硬化作用；提供良好的焊接性能。鉻有三個功能:1、鉻可提高焊粉的強度和硬度；2、鉻可提高焊粉的高溫機械性能；3、使焊粉具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性，減少應力腐蝕開裂。碳:含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和衝擊性降低。矽:降低熔點而不產生脆性和起強化作用。耐腐蝕性，提高強度。硼:硼就可改善焊粉的緻密性，提高強度。本發明在具體實施時，列舉了以下7組實施例以及對應的實驗效果。
權利要求
1.燒重油船用190系列發動機的氣門，包括氣門基體和氣門盤錐面，其特徵在於所述的氣門基體的材料採用23-8N氣門鋼，所述的氣門盤錐面上設置有強化層，強化層採用鎳基合金材料，具體各組分質量百分比為77-82%的鎳、2. 2-3. 4%的鐵、9. 5-12. 5%的鉻、`O.1-0. 5% 的碳、3. 5-4. 2% 的矽、2. 0-2. 5% 的硼。
2.根據權利要求I所述的燒重油船用190系列發動機的氣門，其特徵在於所述的鎳的質量百分比為79-81%。
3.根據權利要求I所述的燒重油船用190系列發動機的氣門，其特徵在於所述的鐵的質量百分比為2. 5-3.0%。
4.根據權利要求I所述的燒重油船用190系列發動機的氣門，其特徵在於所述的鉻的質量百分比為10. 0-11.5%。
5.根據權利要求I所述的燒重油船用190系列發動機的氣門，其特徵在於所述的碳的質量百分比為O. 2-0.4%。
6.根據權利要求I所述的燒重油船用190系列發動機的氣門，其特徵在於所述的矽的質量百分比為3. 8-4.0%。
7.根據權利要求I所述的燒重油船用190系列發動機的氣門，其特徵在於所述的硼的質量百分比為2. 2-2.3%。
全文摘要
燒重油船用190系列發動機的氣門，包括氣門基體和氣門盤錐面，關鍵是所述的氣門基體的材料採用23-8N氣門鋼，所述的氣門盤錐面上設置有強化層，強化層採用鎳基合金材料，具體各組分質量百分比為77-82％的鎳、2.2-3.4％的鐵、9.5-12.5％的鉻、0.1-0.5％的碳、3.5-4.2％的矽、2.0-2.5％的硼。本發明的氣門的壽命有三個月提高到六個月；避免了可靠性事故，降低了突發的重大質量損失。
文檔編號F01L3/02GK103256085SQ20121024788
公開日2013年8月21日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者王季明, 劉獻豐, 劉多, 許秋玲 申請人:石家莊金剛內燃機零部件集團有限公司