CN100340748C - 水冷双燃料发动机排气门座 - Google Patents

Abstract

一种水冷双燃料发动机排气门座，座体为环形柱体状，内孔的一端为锥形孔，座体由两层铁基金属粉末层即密封面层(1)和底层(2)构成，其中底层(2)的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬0.3～2.0，铜2.0～4.0，余量为铁；密封面层(1)的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬4.0～6.0，钼4.0～6.5，铜6.0～10.0，镍2.0～3.0，钴5.0～8.5，余量为铁。本发明与传统单层的排气门座相比，耐热性、耐磨性均有所提高，有效解决排气门座分体开裂的问题，从而延长了排气门座的使用寿命。

Description

水冷双燃料发动机排气门座

                          技术领域

本发明涉及一种摩托车发动机配件，具体地说，是一种水冷双燃料发动机排气门座。

                          背景技术

目前，双燃料三轮、四轮摩托车水冷发动机缸盖内的排气门座一般为含有碳、铬、铜等的铁基粉末层构成的单层结构，由于排气门座在发动机缸盖内，用户长期使用双燃料，排气门座的工作温度通常在1200℃以上，且承受着高频率的冲击与磨损，使用一段时间以后，排气门座表面会出现凹陷及腐蚀现象，使气门与气门座之间的密封性能降低，进而造成发动机动力下降。为了提高排气门座的耐热性及耐磨性能，有人想出用合金粉喷涂在排气门座上，但在使用中却出现了开裂的新问题，使用寿命仍然没有得到提高，并且工艺复杂，制造成本高，因此没有得到应用推广。

                          发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐热及耐磨性能好，使用寿命长的水冷双燃料发动机排气门座。

本发明所述的水冷双燃料发动机排气门座，座体为环形柱体状，内孔的一端为锥形孔，座体由两层铁基金属粉末层即密封面层和底层轴向烧结而成，其中底层的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬0.3～2.0，铜2.0～4.0，余量为铁；密封面层的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬4.0～6.0，钼4.0～6.5，铜6.0～10.0，镍2.0～3.0，钴5.0～8.5，余量为铁。

上述底层的组成及质量百分比较佳的是：碳0.8，铬0.8，铜2.5，余量为铁；密封面层的组成及质量百分比最佳的是：碳0.8，铬4.5，钼5.0，铜9.5，镍2.2，钴7.2，余量为铁。

上述底层的组成及质量百分比最佳的是：碳1.4，铬1.8，铜3.5，余量为铁；密封面层的组成及质量百分比最佳的是：碳0.8，铬5.5，钼6.0，铜10.0，镍2.8，钴8.0，余量为铁。

传统的摩托车发动机排气门座不分层，其材料的组分及质量百分比与上述的底层大致相同。本发明中根据排气门座不同部位其工作环境有所不同，而将排气门座改为双层结构，即由底层(非接触层)及密封面层(接触层)构成，底层由碳、铬、铜及铁组成，密封面层由碳、铬、钼、镍、钴、铜及铁组成，这样的二层烧结合金组成的进气门阀座与传统单一铁基金属粉末层的排气门座相比，耐热性、耐磨性均有所提高。铬、钼、钴作为硬质合金添加在密封面层的铁基金属粉末层中，促进了铁基材和硬质相的结合。由于调整了两层金属元素的配方及百分比含量，高温熔烧时两层铁基金属粉末层之间还可以相互渗粘，使其具有更好的导热性。使用在双燃料四轮摩托车上进行20000km道路试验，没有出现排气门座阀面凹陷及腐蚀现象，改进前后性能指标对比如下：

从上表可看出，本发明与传统排气门座相比，压馈强度、密度、热传导率及使用寿命等性能指标都有不同程度的提高，达到了本发明的目的。

本发明的有益效果是：耐热性、耐磨性好，可有效解决排气门座分体开裂的问题，从而延长了排气门座的使用寿命。

                            附图说明

图1是本发明的结构示意图。

                          具体实施方式

下面结合附图给出本发明的实施例及制造工艺步骤。

如图1所示，本发明的座体为环形柱体状，内孔的一端为锥形孔，座体由两层铁基金属粉末层即密封面层1和底层2轴向烧结而成，其中底层2的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬0.3～2.0，铜2.0～4.0，余量为铁；密封面层1的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬4.0～6.0，钼4.0～6.5，铜6.0～10.0，镍2.0～3.0，钴5.0～8.5，余量为铁。

实施例1：

取均为粉末状的碳0.8千克、铬0.8千克、铜2.5千克及铁95.9千克放在一起作为底层2的加工原材料备用；取均为粉末状的碳0.8千克、铬4.5千克、钼5.0千克、铜9.5千克、镍2.2千克、钴7.2千克及铁70.8千克放在一起作为密封面层1的加工原材料备用，并按以下工艺步骤制得本发明的水冷双燃料发动机排气门座：

a、分别将上述配好的密封面层1、底层2的原材料(粉末状)分别放进两个搅拌器里充分搅拌均匀；

b、先将搅拌后的底层2的粉末状混合料定量置入成型模具中压制成型；

c、再将搅拌后的密封面层1的粉末状混合料定量置入成型模具中已压制成型的底层2上，并再次压制成型；

d、将压制成型的半成品放入烧结炉中进行烧结；

e、将烧结好的排气门座毛坯件进行粗加工处理；

f、将粗加工后的排气门座进行热处理；

g、将热处理后的排气门座进行精加工；

h、将精加工后的排气门座放在API SAE 15W/40SG润滑油中浸泡48小时；

i、从润滑油中取出得到成品。

实施例2：

取均为粉末状的碳1.4千克、铬1.8千克、铜3.5千克及铁93.3千克放在一起作为底层2的加工原材料备用；取均为粉末状的碳0.8千克、铬5.5千克、钼6.0千克、铜10.0千克、镍2.8千克、钴8.0千克及铁66.9千克放在一起作为密封面层1的加工原材料备用，并按以下工艺步骤制得本发明的水冷双燃料发动机排气门座：

a、分别将上述配好的密封面层1、底层2的原材料(粉末状)分别放进两个搅拌器里充分搅拌均匀；

b、先将搅拌后的底层2的粉末状混合料定量置入成型模具中压制成型；

c、再将搅拌后的密封面层1的粉末状混合料定量置入成型模具中已压制成型的底层2上，并再次压制成型；

d、将压制成型的半成品放入烧结炉中进行烧结；

e、将烧结后的排气门座进行热处理；

f、将精加工后的排气门座放在API SAE 15W/40SG润滑油中浸泡48小时；

g、从润滑油中取出得到成品。

在该工艺步骤中，由于模具精度较高时，模具已经能保证排气门座的外形及尺寸要求，因此省略了粗加工及精加工工艺。

分别将实施例1及实施例2所得到的排气门座成品浇铸在水冷发动机气缸头上，使用在双燃料在四轮摩托车上做20000Km道路试验，结果证明，排气门座没有出现凹陷及腐蚀现象，并且也没有发现有开裂的问题，发动机工作非常可靠。

Claims (3)

1、一种水冷双燃料发动机排气门座，座体为环形柱体状，内孔的一端为锥形孔，座体由两层铁基金属粉末层即密封面层(1)和底层(2)轴向烧结而成，其特征是：所述底层(2)的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬0.3～2.0，铜2.0～4.0，余量为铁；密封面层(1)的组成及质量百分比为：碳0.7～1.4，铬4.0～6.0，钼4.0～6.5，铜6.0～10.0，镍2.0～3.0，钴5.0～8.5，余量为铁。

2、根据权利要求1所述的水冷双燃料发动机排气门座，其特征是：所述底层(2)的组成及质量百分比为：碳0.8，铬0.8，铜2.5，余量为铁；密封面层(1)的组成及质量百分比为：碳0.8，铬4.5，钼5.0，铜9.5，镍2.2，钴7.2，余量为铁。

3、根据权利要求1所述的水冷双燃料发动机排气门座，其特征是：所述底层(2)的组成及质量百分比为：碳1.4，铬1.8，铜3.5，余量为铁；密封面层(1)的组成及质量百分比为：碳0.8，铬5.5，钼6.0，铜10.0，镍2.8，钴8.0，余量为铁。

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