CN102653045A - 一种汽车发动机气门座的制造方法 - Google Patents

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金光忠
陆红军
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Abstract

本发明涉及一种汽车发动机气门座的制造方法，发动机气门座的成分包括以下组分及重量百分比含量：钼9.0～15.0％、铬5.5～10.0％、碳1.2～2.0％、钒2.0～4.0％、硅0～1.5％、锰0～1.5％、铁为余量，气门座的制造工艺包括制作易熔模及制备模壳、模壳焙烧、合金熔炼及浇注、铸件热处理、金切加工等工艺步骤。与现有技术相比，本发明产品硬度可调整范围大，致密性好，铸件疏松倾向小，合格率高，可大大降低生产成本。产品具有红硬性好，及较高的耐热、耐磨、耐蚀等优良性能，适用于高负荷、承受极其恶劣的高温和干摩擦工况的柴油发动机。

Description

一种汽车发动机气门座的制造方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机零部件及其制造工艺，尤其是涉及一种汽车发动机气门座的制造方法。
背景技术
目前，用于汽车发动机的气门座一般都用铬钼合金(其中钼含量一般在2.5％以下)，采用熔模失蜡铸造，其工艺特点是尺寸精度较高。但是，它存在着铸件成品率低，气门座的红硬性差、耐热、耐磨性能较不理想等缺点。尤其是用于高负荷柴油机汽车发动机排气门上显得力不从心。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种致密性好、硬度范围大、耐热耐腐蚀性好的汽车发动机气门座的制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)用失蜡铸造工艺制作易熔模并制造模壳；
(2)将步骤(1)得到的模壳在700～950℃下焙烧0.5～3h；
(3)按汽车发动机气门座的成份要求在中频熔炼炉中熔炼合金并浇注铸件，控制熔炼温度为1400～1700℃，控制浇注温度为1300～1600℃，向其中加入微量稀土合金以细化晶粒，得到铸件；
(4)铸件热处理：将按步骤(3)得到的铸件在箱式电阻炉中进行正火和回火处理，其处理参数为：正火温度850～950℃，保温时间30～100min，冷却方式为空冷，回火温度按不同的硬度要求设定，控制温度为500～700℃，保温时间60～150min，冷却方式为空冷；
(5)将经步骤(4)处理完成后的铸件进入金切加工成汽车发动机气门座。
所述的汽车发动机气门座的成份要求包括以下组分及重量百分比含量：
钼    9.0～15.0％；
铬    5.5～10.0％；
碳    1.2～2.0％；
钒    2.0～4.0％；
硅    0～1.5％；
锰    0～1.5％；
铁    余量。
所述的熔炼温度优选1500～1650℃。
所述的浇注温度优选1400～1550℃。
所述的稀土合金的加入量为0.05～0.08wt％。
所述的正火温度优选870～900℃，保温时间优选60～90min。
所述的回火温度优选500～630℃。
所述的金切加工的工序包括：粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆。
制造得到的汽车发动机气门座规格的外径分三种：即I型外径为
Figure BDA0000048698680000021
II型外径为
Figure BDA0000048698680000022
III型外径为
Figure BDA0000048698680000023
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的气门座致密性好，疏松倾向小，铸件合格率较高，大大降低了生产成本；
(2)本发明的气门座，硬度可调整范围较大，一般在40～58HRC；
(3)本发明的气门座金相组织为马氏体或球状珠光体基体上分布的网状的碳化物相，具有较高耐热、耐磨、耐蚀等优良性能，适用于承受极其恶劣的高温和干磨擦工况条件的高负荷柴油发动机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种柴油机排气门座(其外径×内径×高度为φ54×φ45.5×9mm)，它的成份(重量％)为11.71％钼，7.52％铬，3.01％钒，1.64％碳，0.77％硅，0.87％锰，余量为铁。其硬度要求为41～45HRC。
上述柴油机排气门座的制造工艺包括下列步骤：
(1)制作易熔模及制备模壳。
(2)在860℃下焙烧模壳2小时。
(3)在中频熔炼炉中熔炼合金，熔炼温度为1630℃，加0.08wt％稀土合金，浇注温度1500℃。
(4)在箱式中将铸件进行热处理，正火温度890℃，保温时间90分钟，空冷。回火温度600℃，保温时间150分钟，空冷。
(5)金切加工，包括粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆，加工成PL500汽车发动机气门座。
实施例2
一种柴油机排气门座(其外径×内径×高度为φ40×φ31×7.3mm)，它的成份(重量％)为13.22％钼，8.14％铬，3.26钒，1.82％碳，0.98％硅，1.12％锰，余量为铁。其硬度要求为51～56HRC。
上述柴油机排气门座的制造工艺包括下列步骤：
(1)制作易熔模及制备模壳。
(2)在850℃下焙烧模壳1.5小时。
(3)在中频熔炼炉中熔炼合金，熔炼温度为1600℃，加0.05wt％稀土合金，浇注温度1480℃。
(4)在箱式电阻炉中热处理，正火温度为885℃，保温时间80分钟，空冷。回火温度560℃，保温时间150分钟，空冷。
(5)金切加工，包括粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆，加工成PL500汽车发动机气门座。
上述实施例1、2两件大小各异硬度要求不一的气门座，其硬度要求、金相组织及疏松情况均可达到表1所列指标。
表1实施例达到的技术指标
Figure BDA0000048698680000031
Figure BDA0000048698680000041
实施例3
一种汽车发动机气门座，该汽车发动机气门座的成分包括以下组分及重量百分比含量：钼9.0％、铬5.5％、碳1.2％、钒2.0％、硅1.5％、余量为铁。
该种汽车发动机气门座的制造方法包括以下步骤：
(1)用失蜡铸造工艺制作易熔模并制造模壳；
(2)将步骤(1)得到的模壳在700℃下焙烧3h；
(3)按气门座的成份要求配料后在中频熔炼炉中熔炼合金并浇注铸件，控制熔炼温度为1400℃，控制浇注温度为1300℃，向其中加入0.08wt％的稀土合金以细化晶粒，得到铸件；
(4)铸件热处理：将按步骤(3)得到的铸件在箱式电阻炉中进行正火和回火处理，其处理参数为：正火温度850℃，保温时间100min，冷却方式为空冷，回火温度按不同的硬度要求设定，控制温度为500℃，保温时间150min，冷却方式为空冷；
(5)将经步骤(4)处理完成后的铸件进入金切加工，包括粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆，加工成汽车发动机气门座。
实施例4
一种汽车发动机气门座，该汽车发动机气门座的成分包括以下组分及重量百分比含量：钼10.0％、铬8.0％、碳1.5％、钒3.0％、锰1.5％、余量为铁。
该种汽车发动机气门座的制造方法包括以下步骤：
(1)用失蜡铸造工艺制作易熔模并制造模壳；
(2)将步骤(1)得到的模壳在800℃下焙烧2h；
(3)按气门座的成份要求配料后在中频熔炼炉中熔炼合金并浇注铸件，控制熔炼温度为1500℃，控制浇注温度为1400℃，向其中加入0.07wt％的稀土合金以细化晶粒，得到铸件；
(4)铸件热处理：将按步骤(3)得到的铸件在箱式电阻炉中进行正火和回火处理，其处理参数为：正火温度870℃，保温时间90min，冷却方式为空冷，回火温度按不同的硬度要求设定，控制温度为550℃，保温时间120min，冷却方式为空冷；
(5)将经步骤(4)处理完成后的铸件进入金切加工，包括粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆，加工成汽车发动机气门座。
实施例5
一种汽车发动机气门座，该汽车发动机气门座的成分包括以下组分及重量百分比含量：钼12.0％、铬9.0％、碳1.8％、钒3.5％、硅1.0％、锰1.0％、余量为铁。
该种汽车发动机气门座的制造方法包括以下步骤：
(1)用失蜡铸造工艺制作易熔模并制造模壳；
(2)将步骤(1)得到的模壳在900℃下焙烧1h；
(3)按气门座的成份要求配料后在中频熔炼炉中熔炼合金并浇注铸件，控制熔炼温度为1650℃，控制浇注温度为1550℃，向其中加入0.06wt％稀土合金以细化晶粒，得到铸件；
(4)铸件热处理：将按步骤(3)得到的铸件在箱式电阻炉中进行正火和回火处理，其处理参数为：正火温度900℃，保温时间60min，冷却方式为空冷，回火温度按不同的硬度要求设定，控制温度为630℃，保温时间80min，冷却方式为空冷；
(5)将经步骤(4)处理完成后的铸件进入金切加工，包括粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆，加工成汽车发动机气门座。
实施例6
一种汽车发动机气门座，该汽车发动机气门座的成分包括以下组分及重量百分比含量：钼15.0％、铬10.0％、碳2.0％、钒4.0％、硅1.2％、锰1.2％、余量为铁。
该种汽车发动机气门座的制造方法包括以下步骤：
(1)用失蜡铸造工艺制作易熔模并制造模壳；
(2)将步骤(1)得到的模壳在950℃下焙烧0.5h；
(3)按气门座的成份要求配料后在中频熔炼炉中熔炼合金并浇注铸件，控制熔炼温度为1700℃，控制浇注温度为1600℃，向其中加入0.05wt％稀土合金以细化晶粒，得到铸件；
(4)铸件热处理：将按步骤(3)得到的铸件在箱式电阻炉中进行正火和回火处理，其处理参数为：正火温度950℃，保温时间30min，冷却方式为空冷，回火温度按不同的硬度要求设定，控制温度为700℃，保温时间60min，冷却方式为空冷；
(5)将经步骤(4)处理完成后的铸件进入金切加工，包括粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆，加工成汽车发动机气门座。
本发明的汽车发动机气门座PL500及其制造工艺，可保证制品硬度可调整范围大，致密性好，疏松倾向小，成品率高，生产成本低。并使产品具有红硬性好和较好的耐热、耐磨、耐蚀性能，因而在高负荷、承受极其恶劣的高温和干磨擦工况的柴油发动机中有独特和广泛的推广应用价值。

Claims (8)

1.一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)用失蜡铸造工艺制作易熔模并制造模壳；
(2)将步骤(1)得到的模壳在700～950℃下焙烧0.5～3h；
(3)按汽车发动机气门座的成份要求在中频熔炼炉中熔炼合金并浇注铸件，控制熔炼温度为1400～1700℃，控制浇注温度为1300～1600℃，向其中加入微量稀土合金以细化晶粒，得到铸件；
(4)铸件热处理：将按步骤(3)得到的铸件在箱式电阻炉中进行正火和回火处理，其处理参数为：正火温度850～950℃，保温时间30～100min，冷却方式为空冷，回火温度按不同的硬度要求设定，控制温度为500～700℃，保温时间60～150min，冷却方式为空冷；
(5)将经步骤(4)处理完成后的铸件进入金切加工成汽车发动机气门座。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的汽车发动机气门座的成份要求包括以下组分及重量百分比含量：
钼    9.0～15.0％；
铬    5.5～10.0％；
碳    1.2～2.0％；
钒    2.0～4.0％；
硅    0～1.5％；
锰    0～1.5％；
铁    余量。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的熔炼温度优选1500～1650℃。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的浇注温度优选1400～1550℃。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的稀土合金的加入量为0.05～0.08wt％。
6.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的正火温度优选870～900℃，保温时间优选60～90min。
7.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的回火温度优选500～630℃。
8.根据权利要求1所述的一种汽车发动机气门座的制造方法，其特征在于，所述的金切加工的工序包括：粗车平面、内外圆、精磨平面、精车内孔、精磨外圆。
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