[發明專利]一種粉末冶金制備發動機氣門座的方法

有效

• 申請號: 201610417074.4
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN106077660B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 李延君;林健;宮建紅;郭春生;王淑巧;趙福錄
• 申請（專利權）人: 威海雙鑫金屬制品有限責任公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F1/00;B22F3/10;B22F3/24;B22F3/26
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 劉世權

技術領域

本發明屬于汽車零部件制造領域，特別涉及一種粉末冶金制備發動機氣門座的方法。

背景技術

作為一種技術簡單，生產成本低，獲得的產品性能好的汽車零部件制造方法，粉末冶金技術廣泛用于汽車制造行業，特別是近年來，粉末冶金制備氣門座技術正突飛猛進，其主要制備工藝為混料-壓制-燒結-蒸汽-浸油，此種工藝不僅能夠使一般熔制鋼材難以得到的非金屬物質的配合，同時切削少，材料耗損低，生產效率高。但是，由于粉末冶金制造的氣門座相比于熔鑄的氣門座，其存在較高的孔隙度，這使得氣門座的沖擊韌性、耐磨性和抗壓強度等新更能方面存在著性能不足的缺點，為此，本領域技術人員受熱處理工藝啟發，對粉末冶金制造的氣門座進行熱處理，實踐證明，熱處理后的粉末冶金氣門座的力學性能和機械性能得到了明顯提高，因此，對粉末冶金氣門座進行熱處理是可行的。

由于粉末冶金氣門座合金成分較多，在燒結和蒸汽處理過程中，發生的冶金反應和合金元素的擴散相當復雜，研究起來非常耗時耗資源，同時，針對含有不同合金成分的粉末冶金氣門座，其熱處理工藝也不盡相同，氣門座的任一項性能參數都會影響熱處理工藝參數的制定，例如，若氣門座的空隙度超過10％，當采用鹽浴爐時，熔鹽會深入孔隙內腐蝕氣門座，進而使氣門座報廢，又例如，由于孔隙度的存在，氣門座的相對密度分布不均勻，在進行淬火時，在各種應力作用下，極易使氣門座發生變形和應力裂紋，因此對氣門座進行熱處理時，工藝參數的選擇顯得非常重要，即使差之毫厘，其得到的氣門座的性能也是大不相同。

有鑒于此，為了得到一種各方面性能優異的氣門座，除了材料本身因素外，其制備工藝的設計和制定也是影響氣門座性能的一大主要因素。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種粉末冶金制備發動機氣門座的方法，通過本制備方法制得的具有特定組分的粉末冶金氣門座，除由合金元素帶來的增益效果外，使粉末冶金氣門座的各項性能得到明顯提升，同時，用熱處理工藝來代替昂貴的滲銅工藝，降低氣門座的生產成本。

本發明采用的技術方案如下：一種粉末冶金制備發動機氣門座的方法，發動機氣門座由石墨、鉻粉、鈷粉、鋁粉、硅粉、鋯粉、鈮粉、鉿粉、助劑和鐵粉制成，制備方法包括以下步驟：

步驟一、原料混合，分別按設定質量稱取石墨、鉻粉、鈷粉、鋁粉、硅粉、鋯粉、鈮粉、鉿粉、助劑和鐵粉原料，其中，石墨為粒徑55-75μm的鱗片狀石墨，鉻粉、鈷粉、鋁粉、鉍粉、硅粉、鋯粉、鈮粉和鉿粉的粒徑均為75-100μm，鐵粉為100-130μm粒徑的霧化鐵粉，助劑由潤滑劑、納米級二氧化鈦和氧化鋅制成，將上述各組分置于高速球磨機中進行混粉研磨2h，高速球磨機轉速為450rad/min，然后置于高速混合機中混合均勻，得到初級混料；

步驟二、設計壓制模具，用硬脂酸鋅酒精溶液潤滑壓制模具的內腔，然后將混合料倒入已設計好的模具內，安裝上沖模，使沖模的上表面保持水平，安裝完成后，將模具放入粉末壓片機中進行壓制成型，壓制壓力為230-250MPa，壓制速度為1mm/min，保壓時間為8min，得到壓坯件；

步驟三、將得到的壓坯件置于烘干爐中進行100℃保溫烘干3-4h，；

步驟四、將烘干后的壓坯件放入真空燒結爐中進行真空燒結，真空燒結爐先升溫至250℃，升溫速率為90℃/h，燒結2h，然后升溫至900℃，升溫速率為1000℃/h，保溫1h，再升溫至1200℃，升溫速率為1200℃/h，保溫2-3h，然后再降溫至500℃，保溫1-2h，最后隨爐冷卻至室溫，得到半成品；

步驟五、將得到的半成品置于熱處理爐中并加熱至1100℃，保溫0.5-1h，然后油淬至600-800℃，保溫0.5h，再油淬至室溫，得到淬火件；

步驟六、將得到的淬火件再次放入熱處理爐中并加熱至660℃，保溫1h，最后空冷至室溫，得到回火件；

步驟七、將得到的回火件進行打磨和精整，在去離子水中進行超聲清洗，干燥；

步驟八、步驟七完成后，將清洗后的回火件放入真空浸油機內進行浸潤滑油處理，處理時間為8h，得到成品。