[發明專利]一種汽車發動機氣缸氣門組

有效

• 申請號: 201610376837.5
• 申請日: 2015-05-24
• 公開（公告）號: CN105925885B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 嚴舒
• 申請（專利權）人: 鹽城中詠投資發展有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/14;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/10;C21D1/25;C23C8/32;C22C27/04;C22C9/00;C22F1/08;F01L3/04
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明涉一種汽車發動機氣缸氣門組，屬于汽車發動機配件技術領域。

背景技術

汽車發動機的配氣機構是保證發動機在工作過程中，按一定時間使新鮮混合氣進入氣缸，并將燃燒后的廢氣排除氣缸的工作機構，氣門組件則是發動機進、排氣的控制部分，氣門組件工作是否正常，直接影響發動機的動力性。目前，氣門組件包括氣門、鎖片、氣門彈簧座、挺柱、墊片、氣門彈簧等零件，氣門的往復運動是靠凸輪軸作用挺柱或墊片，挺柱推動氣門來實現的，現有氣門和氣門彈簧座通常采用重量較大耐沖擊性能差，容易形成微裂紋影響氣門組的使用壽命。

發明內容

一種發動機氣缸氣門組，包括進氣門和安裝于進氣門上的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈，

制造所述進氣門方法步驟為：

按照進氣門主體材料元素組分進行熔煉，后進行鑄造，得到坯料，進氣門主體材料為：C0.15%，Si3.5%，Mn0.85%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti1.3%，Cr 5.3%，W 3.2%，Ni2.9%，Co 1.05%，余量為Fe及不可避免的雜質；

將坯料采用電熱鐓鍛造，終鍛溫度為900℃，鍛造變形量控制在65%-85%，鐓粗速度為10mm/s；

鍛造后進行多級調質熱處理工藝：在1053℃保溫10s后水淬，454℃回火；然后982℃保溫10s后油淬，432℃回火；最后953℃保溫10s后油淬，384℃回火；

熱處理后進行對工件切削加工，

切削加工后對工件表面進行碳氮共滲熱處理，強滲過程：溫度950-980℃范圍，碳勢和氮勢采取四級步驟，碳勢0.4-0.6%，氮勢1.2-1.4%，保溫3h，然后升高碳勢至0.7-0.9%，降低氮勢至1.0-1.1%，保溫2h，再升高碳勢至1.0-1.1%，降低氮勢至0.7-0.9%，保溫2h，最后升高碳勢至1.2-1.6%，降低氮勢至0.4-0.5%，保溫2.5h；強滲后進行擴散，擴散過程：控制爐溫度降至900-920℃，保溫3h，降溫至820-850℃，保溫4h，擴散過程碳勢控制在1.2～1.3%之間，氮勢控制在1.0～1.1%之間；空冷至室溫；擴散后進行淬火，淬火過程：在840℃進行油淬，油溫控制在65℃；清洗過程：去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在40℃；回火：進行低溫回火，控制爐溫度180℃，時間150-200分鐘。

對工件錐面磨削加工，

錐面磨削加工后對工件進行錐面堆焊，錐面堆焊工藝為：150-200℃預熱，非轉移弧電壓20V，非轉移弧電流50A；噴嘴與工件表面的距離10-12mm，焊接完成后緩慢冷卻；堆焊層材料為：Co 38.8%，Ni 0.7%，B 0.15%，Ta 0.25%，Sn 1.5%，Gd 0.15%，C 0.07%，余量為W；

對工件表面打磨

工件表面打磨后對工件表面涂覆碳化鎢涂層，涂層厚度約11微米；之后在碳化鎢涂層外涂覆氧化鋁涂層，涂層厚度約6微米，得到進氣門。

上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈化學組成為（重量百分比）：Mg:6.3﹪，Zn：3.4﹪，Sn：1.3﹪，Ni：0.82﹪，Ti：0.61﹪，Fe：0.32﹪，Cr：0.13﹪，V：0.14﹪，Si：0.084﹪，Al：0.052﹪，La：0.021﹪，Ce：0.012﹪，余量為Cu及不可避免的雜質；

上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的制備方法：包括以下步驟：按照上述元素比例準備原料，原料熔煉、分別對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈進行澆注，脫模后，得到的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈的鑄坯進行熱處理：首先將鑄坯進行加熱，升溫至600℃，升溫速率200℃/小時，保溫1小時，后降溫至400℃，降溫速率100℃/小時，后再次降溫至300℃，降溫速率25℃/小時，保溫2小時，后再次降溫至200℃，降溫速率40℃/小時，保溫4小時，后空冷至室溫，

之后對上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈鑄坯表面涂覆氮化鈦涂層，涂層厚度11微米，得到最終的上氣門彈簧座圈和下氣門彈簧座圈。

上述發明內容相對于現有技術的有益效果在于：1）本發明鐵基合金材料可以充分滿足發動機氣門主體材料的強度要求；2）對發動機氣門進行碳氮共滲熱處理提高進氣門的硬度及強度，避免出現腐蝕點； 3）通過堆焊處理使得發動機氣門錐面達到更高的耐磨性和耐沖擊，相應的疲勞性能也得到提高；4）通過對發動機氣門涂覆涂層，提高材料的防腐、耐高溫、耐磨性能。5）氣門彈簧座圈進行涂覆涂層涂層增加其表面耐磨性和硬度的效果。

具體實施方式