[發明專利]激光熔覆氣門板用銅合金

在審

• 申請號: 202010131140.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN112680624A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 姜敏宇;權純佑;李忠諺;洪承賢;金榮男
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C9/00;C23C24/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王璇;李新娜

本發明公開一種激光熔覆氣門板用銅合金的組成成分。銅合金包括基體組織和硬質相，其中銅合金包括12wt％至24wt％的Ni、2wt％至4wt％的Si、8wt％至30wt％的Fe、大于5wt％且小于10wt％的Mo、2wt％至10wt％的Al和余量的Cu。通過使硬質相及其分布細化，可以在疲勞環境下抑制界面剝離，從而提高耐疲勞性和耐磨性。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年10月17日向韓國知識產權局提交的申請號為10-2019-0129370的韓國專利申請的優先權，該韓國專利申請的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及一種激光熔覆(cladding)氣門板用銅合金，并且更具體地，涉及銅合金的組成成分。

背景技術

由于僅由鋁(Al)材料制成的發動機缸體難以承受從發動機氣門傳遞的燃燒爆炸、熱和機械沖擊，因此由Fe基粉末燒結材料制成的氣門板已經通過壓入發動機缸體中而被使用，并且近來，為了提高耐熱性和耐磨性，已經使用了通過激光熔覆制備方法將Cu基氣門板直接熔覆在發動機缸體上的方法。

由于發動機氣門板需要承受與氣門的接觸和摩擦、暴露于排氣等，因此需要耐熱性、熱疲勞性、導熱性、耐磨性等。在現有技術的激光熔覆氣門板中，為了滿足耐熱性，將Cu用作基礎元素，為了提高耐磨性，應用通過添加Ni-Si來利用鎳基硅化物(Ni_xSi_y)的Cu-Ni-Si合金基材料，并且為了進一步補償耐磨性，形成了包括Fe、Mo、W、Co和Cr中的兩種以上的球形硬質相或諸如V和Nb的碳化物相。更具體地，包括具有fcc組織的Cu和Ni_xSi_y的基體組織(硬度：約200至300Hv)還包括諸如Fe、Mo、W、Co、Cr和V的合金元素，并且特意形成具有作為富Fe-Mo相的Mu相(Mu phase)或萊夫斯相(Laves phase)的球形高硬度硬質相(硬度：約700至900Hv)。

然而，由于與氣門的接觸和摩擦，在機械和熱疲勞條件下，在基體組織和硬質相界面之間出現裂紋。這是因為，由于基體組織與硬質相之間的硬度偏差較大，因此在疲勞環境下產生的局部應力集中在界面上，但是硬質相的尺寸為約數百μm而粗大，因此不能有效分散應力。

發明內容

為了通過使硬質相細化來提高耐疲勞性和耐磨性，做出了本公開。

本公開的示例性實施例提供一種包括基體組織和硬質相的銅合金，其中銅合金包括12wt％至24wt％的Ni、2wt％至4wt％的Si、8wt％至30wt％的Fe、大于5wt％且小于10wt％的Mo、2wt％至10wt％的Al和余量的Cu，并且技術特征在于，為了降低硬質相的形成溫度而添加Fe和Al。

根據本公開，通過使硬質相及其分布細化，可以在疲勞環境下抑制界面剝離，從而提高耐疲勞性和耐磨性。

根據本公開，還可以通過利用低價元素Fe和Al來降低成本。

附圖說明

圖1(A)是示例1中的熔覆層的照片，圖1(B)是通過放大圖1(A)中的熔覆層而獲得的照片。

圖2是傳統材料1的熔覆層的照片。

圖3是傳統材料2的熔覆層的照片。

圖4是傳統材料3的熔覆層的照片。

圖5(A)是傳統材料4的熔覆層的照片，圖5(B)是通過放大圖5(A)中的熔覆層而獲得的照片。

圖6是傳統材料5的熔覆層的照片。

圖7是示例1中的熔覆層的另一照片。

圖8是比較例1中的熔覆層的照片。

具體實施方式