[發明專利]一種用于內燃機閥門座的合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410054457.0
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103882329A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 黃浩
• 申請（專利權）人: 蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
• 主分類號: C22C38/52
• 分類號: C22C38/52;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種用于內燃機閥門座的合金材料及其制備方法。

背景技術

合金鋼的發展已經有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業上被應用，主要有以下類型：調質鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術得到很大發展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場合還不能滿足生產的要求，還需要進一步改進，以提高生產效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術發展提供保障，為社會發展提供動力，任務還很艱巨。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于內燃機閥門座的合金材料及其制備方法，該合金材料具有高的耐磨性和硬度,沖擊韌性高、耐高溫腐蝕的特點。

本發明的技術方案如下：

一種用于內燃機閥門座的合金材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.9-1.2、硅1.2-1.3、錳0.3-0.5、Ni2.0-2.5、Co1.3-1.5、Mo0.3-0.5、Cr5.7-6.2、V0.1-0.2、鈮0.005-0.008、鎢0.02-0.04、Al1.0-1.2、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的用于內燃機閥門座的合金材料的生產方法，其特征在于：

（1）、將生鐵與廢鐵按1：1比例投入爐中熔化作為鐵基質來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）硅、Mo、鈮；（2）錳、Ni、鎢；（3）Cr、鋁；（4）其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以200-230℃/小時速率升溫至930-945℃，保溫3-4小時；再以140-160℃/小時速率降溫至630-650℃，保溫30-60分鐘；再以100-120℃/小時速率降溫至320-340℃，保溫2-3小時；再以150-170℃/小時速率升溫至520-540℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：工具鋼粉3-4、粘土10-12、石灰石3-4、海泡石2-3、氟硅酸鈉2-3、硝酸鈉1-2、蛭石5-6、碳化硅9-11、鈦白粉2-3、瑩石6-8、氫氧化鋁8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2-3%的硅烷偶聯劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950℃下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。

本發明的有益效果

本發明通過使用鈮、鎢、鋁等原料組合，合理設置配比和生產工藝，合理設置投放次序，形成的合金材料具有高強度、高硬度、耐磨性好、沖擊韌性好、熱強度高、耐高溫腐蝕、抗氧化等特點；并使用部分廢鐵作為原料，使合金的質量穩定均一；本發明適用于內燃機閥門座。本發明精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。

具體實施方式

一種用于內燃機閥門座的合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.9-1.2、硅1.2-1.3、錳0.3-0.5、Ni2.0-2.5、Co1.3-1.5、Mo0.3-0.5、Cr5.7-6.2、V0.1-0.2、鈮0.005-0.008、鎢0.02-0.04、Al1.0-1.2、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的用于內燃機閥門座的合金材料的生產方法為：

（1）、將生鐵與廢鐵按1：1比例投入爐中熔化作為鐵基質來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）硅、Mo、鈮；（2）錳、Ni、鎢；（3）Cr、鋁；（4）其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為9分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以220℃/小時速率升溫至940℃，保溫3.5小時；再以150℃/小時速率降溫至640℃，保溫50分鐘；再以110℃/小時速率降溫至330℃，保溫2.5小時；再以160℃/小時速率升溫至530℃，保溫2小時，取出空冷即得。