一種高硬度的氣門閥座的製作方法

2023-05-06 15:06:01

本發明涉及氣門閥座技術領域，特別涉及一種高硬度的氣門閥座。

背景技術：

我國傳統的氣門閥座是利用將各種合金元素熔化澆鑄而成的，其工藝水平低，技術落後，產品一致性差。因為澆鑄是高溫熔化，這樣當冷卻到室溫時，由於芯部與邊緣的冷卻速率不同，室溫下的組織必然不同，邊緣因冷卻較快，組織細小，芯部冷卻較慢，組織比較粗大，內應力較大，容易產生加工和使用變形。

由於配方中有不同密度的金屬，在熔化過程中不可能完全均勻的化合、溶解，有部分為難溶金屬，如鉬之類密度高的必然沉入下層，密度低的金屬化合物必然浮於上層，這樣就造成了成分的偏析，組織不均勻，軟硬不均勻導致磨損不均勻，造成密封面漏氣，降低功率，增加能耗及尾氣排放。在澆鑄件中很有可能有部分夾雜和氣泡沒有排出，這樣就造成產品內部會有氣孔產生，造成機械強度的下降，密封面漏氣，嚴重的發生斷裂。澆鑄件由於是熔化狀態生產，能耗高，效率低，並且有部分耐高溫抗磨損的合金元素無法加入。

氣門閥座著眼於市場未來發展趨勢，需要適應不同的工況環境，但現有的氣門閥座的硬度通常不能夠達到要求，因此現有的氣門閥座還需要進一步改進。

技術實現要素：

針對上述現有的氣門閥座的硬度不能夠達到要求的問題，本發明要解決的技術問題是提供一種高硬度的氣門閥座。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種高硬度的氣門閥座，所述的氣門閥座是由粉末金屬材料製成的，其中，粉末金屬材料的重量百分含量組成為：c0.8-1.3％、cr2.0-4.0％、mo1.0-3.0％、co3.0-6.5％、ni0.5-2.0％、mns0.8-1.5％、p0.05-0.1％、v0.2-0.5％、si0.1-0.5％、w5-15％、其它≤3％、餘量為fe,所述粉末金屬材料添加有助劑。

上述方案的優選方案為：所述的助劑包括易切削劑和防偏析劑。

上述方案的優選方案為：所述的助劑還包括氫氧化鋁和鋁酸酯偶聯劑。

上述方案的優選方案為：所述的製成氣門閥座的粉末金屬材料中的其它為雜質。

有益效果：採用上述技術方案，本發明的一種高硬度的氣門閥座，是由粉末金屬材料製成的，添加了放偏析劑和易切削機，解決了各種元素混合在一起後產生的偏析情況，並且有利於切削，保證切削麵的尺寸精度和表面粗糙度。氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁不僅具有阻燃的作用，而可以防止發煙，增加了產品的穩定性。鋁酸酯偶聯劑，改善製品的物理機械性能，使產品吸水率降低，吸油量減少，產品分散勻均，改善加工性能，對模具磨損減少，提高產品質量，降低生產成本，因而具有明顯的經濟效益。本發明的在原有的金屬材料基礎上增加了矽和鎢材料，由於矽的獨特結構，兼備了有機材料和無機材料的特性，經過與其它金屬材料混合後，並具有耐高低溫、耐氧化穩定性，鎢合金具有耐磨，可以增加產品的硬度。

具體實施方式

下面對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對於這些實施方式的說明用於幫助理解本發明，但並不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

本發明提供了一種高硬度的氣門閥座，氣門閥座是由粉末金屬材料製成的，其特徵在於，所述的氣門座圈是由粉末金屬材料製成的，其中，粉末金屬材料的重量百分含量組成為：c0.8-1.3％、cr2.0-4.0％、mo1.0-3.0％、co3.0-6.5％、ni0.5-2.0％、mns0.8-1.5％、p0.05-0.1％、v0.2-0.5％、si0.1-0.5％、w5-15％、其它≤3％、餘量為fe,所述粉末金屬材料添加有助劑。氣門閥座的製備工藝為：配料---混合---壓制---生坯檢測---燒結---燒坯檢測---煮油---磨削---包裝入庫，所製成的氣門閥座的壁厚在2.0-3.0mm之間。

本發明中氣門閥座的粉末金屬材料中cr和mo，具有較好的抗磨損性，在燒結過程中通過控制溫度來保證產品的金相組織成分，保證在300小時的連續運轉下未出現塌陷；氣門座圈的粉末金屬材料中co，是一種耐磨高溫材料，耐高溫達到800℃以上，臺架試驗300小時以上，通過合理的配比及燒結，最高能在1000℃的高溫環境下運行300小時不出現塌陷及變形。

本發明中氣門閥座的粉末金屬材料中增加了si和w，由於矽的獨特結構，兼備了有機材料和無機材料的特性，經過與其它金屬材料混合後，並具有耐高低溫、耐氧化穩定性，鎢合金使產品的硬度得到了加強。

氣門閥座由於粉末金屬材料的成分比較多，成分相互之間的密度差距較大，一些非金屬成分的密度甚至小於1g/cm3，極易造成偏析，為了讓各種成分能充分混合均勻，在製成氣門閥座的粉末金屬材料中添加有防偏析劑，基本避免了偏析的情況出現，單間產品的硬度差不大於3hrb。

本發明中在製成氣門閥座的粉末金屬材料中添加了氫氧化鋁阻燃劑，氫氧化鋁不僅具有阻燃的作用，而可以防止發煙，增加了產品的穩定性。

本發明中在製成氣門閥座的粉末金屬材料中添加了鋁酸酯偶聯劑，改善製品的物理機械性能，使產品吸水率降低，吸油量減少，產品分散勻均，改善加工性能，對模具磨損減少，提高產品質量，降低生產成本，因而具有明顯的經濟效益。

利用本發明的粉末金屬材料製成的氣門閥座的具體指標為：

表觀硬度(含空隙)120-145hrb；

密度7.0-7.4g/cm3；

壓潰強度k≥618mpa；

珠光體含量≥50％；

滲碳體＜5％。

以上對本發明的實施方式作了詳細說明，但本發明不限於所描述的實施方式。對於本領域的技術人員而言，在不脫離本發明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發明的保護範圍內。