CN100560751C - 大功率柴油机气阀阀面合金硬化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了采用一种大功率柴油机气阀的阀面合金硬化工艺，在真空炉中对气阀阀面进行真空堆焊合金，并对气阀阀面上的堆焊合金进行加热，再对被加热的堆焊合金进行加力滚压。采用真空堆焊合金，可以提高堆焊合金与气阀的基底材料的结合性能，减少堆焊合金中的疏松、气孔和夹渣，对被加热的堆焊合金进行加力滚压，可以消除因真空堆焊合金中残存的少量疏松和气孔，提高堆焊合金的材料密度，从而使气阀的综合性能得到极大的提高，满足了各种气阀的技术要求。
Description
一、技术领域
一种大功率柴油机气阀阀面合金硬化工艺，特别涉及大功率柴油机气阀加工的工艺领域，应用于大功率柴油机气阀。
二、背景技术
就目前，国内外气阀生产厂一般都采用在气阀阀面上堆焊合金的方法，来提高气阀的使用寿命，堆焊合金的方法一般有氧乙炔焊、氩弧焊、等离子焊等几种传统的堆焊合金工艺，但无论是哪一种堆焊合金工艺，在气阀阀面上堆焊合金时，都难免存在堆焊合金材料疏松、气孔、夹渣、金相组织晶粒粗大以及堆焊合金与气阀的基底材料结合不佳等严重缺陷，而且阀面合金硬度不高，我们也做过试验，在气阀阀面上采用真空堆焊合金的方法，试图解决由传统的堆焊合金工艺带来的缺陷，试验结果表明，在气阀阀面上采用真空堆焊合金，与其他几种堆焊合金工艺相比，各项指标有了明显的提高，但晶粒粗大，硬度不高的问题也没有解决，对于上述问题，国际上有很多科研单位和气阀制造厂用了几十年时间来研究，但一直都没有取得有效的办法，来解决堆焊合金时残留的缺陷和提高阀面合金的硬度等问题，因此气阀阀面的质量长期以来一直停留在一个相对较低的水平上，所以，迄今为止，国内外有关气阀阀面堆焊合金层的质量检验标准中，都允许气阀阀面堆焊合金层有不同程度的疏松、气孔和夹渣存在，为了彻底摆脱堆焊合金时残留堆焊缺陷的困扰，发达国家某些企业在设计新型柴油机气阀时，采用航空发动机上用的Nimonic80A合金钢材料制造气阀，采用此方法，因为阀面上没有堆焊合金，也就不存在堆焊合金时残留堆焊缺陷，从这个意义上来说，这种方法对改善气阀阀面质量取得了一定的效果，但是，仅就Nimonic80A材料与堆焊合金材料相比，其性能远不如堆焊合金的材料，而且Nimonic80A材料的机械加工的工艺性很差，加工成本非常高，Nimonic80A材料的价格极其昂贵，它的材料成本是普通(有堆焊合金层的)气阀的材料的5～15倍(所以Nimonic80A合金钢材料与有堆焊合金层气阀材料的价格比相差这么大，是因为普通气阀的材料种类比较多)，可见，用的Nimonic80A合金钢材料制造气阀，考虑性价比时应该不是最佳的选择，在实际工作中，气阀长期处在高温、高压、高速、高频率的工作环境中作往复碰撞运动，因此气阀成为柴油机中的一个容易磨损零件，如果不能解决消除气阀阀面上堆焊合金时残留的堆焊合金材料疏松、气孔、夹渣、金相组织晶粒粗大等缺陷，无法提高气阀阀面质量，将缩短了气阀的使用寿命，降低了柴油机的使用寿命。
三、发明内容
本发明的目的是为了提高气阀阀面的质量，延长气阀的使用寿命，设计并采用一种大功率柴油机气阀阀面合金硬化工艺，其特征在于：在真空炉中对气阀阀面进行真空堆焊合金，并对气阀阀面上的堆焊合金进行加热，加热的温度1320℃，再对被加热的堆焊合金进行加力滚压，对加热的堆焊合金进行滚压的压力200000N。实施该技术的明显效果是：采用真空堆焊合金，可以提高堆焊合金与气阀的基底材料的结合性能，减少堆焊合金中的疏松、气孔和夹渣；对被加热的堆焊合金进行加力滚压，提高堆焊合金的材料密度，堆焊合金的金相组织由白色钴基α固溶体+呈枝晶分布的共晶碳化物转变为白色钴基α固溶体+共晶碳化物，晶粒得到细化，阀面具有较高的硬度，硬度可提高HRC10～15，使气阀具有采用其他工艺所达不到的技术指标，可较大幅度地提高气阀阀面的综合性能和延长气阀以及柴油机的使用寿命。而且，采用的新工艺一点也不增加气阀母材和堆焊合金的成本。而气阀的综合性能却得到极大的提高，可以满足各种新、老型号气阀的技术要求。
效果对照表
四、具体实施方式
以下用船用柴油机气阀的制造为例，对本发明作进一步描述：
在真空炉中对柴油机气阀气阀阀面进行真空堆焊合金，并对气阀阀面上的堆焊合金在1320℃进行加热，再对被加热的堆焊合金进行加滚压力200000N进行滚压，使大功率柴油机气阀阀面合金硬化，阀面合金硬化后的硬度在HRC52～62。
Claims (2)
1.一种大功率柴油机气阀的阀面合金硬化工艺，其特征在于：在真空炉中对气阀阀面进行真空堆焊合金，并对气阀阀面上的堆焊合金进行加热，再对被加热的堆焊合金进行加力滚压，其中对加热的堆焊合金进行滚压的压力为200000N。
2.根据权利要求1所述的一种大功率柴油机气阀的阀面合金硬化工艺，其特征在于：对堆焊合金加热的温度为1320℃。
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