CN103526134A - 一种高性能粉末冶金气门座圈材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能粉末冶金气门座圈材料，其含有下述质量配比的元素成分：C：0.6-1.5%、S：0.3-1.2%、Cr：2-7%、Mo：3-9%、Ni：0.3-2.1%、Co：1-5%、Cu：10-20%、Mn：1-2.5%、V：1-4%、W：2-7%、Fe：余量。本发明的气门座圈材料有效的提高了粉末冶金座圈的耐磨耗性能，可以应对恶劣的发动机工况，同时很好的改善了加工性能，节省了刀具成本。
Description
技术领域
本发明公开了一种高性能粉末冶金气门座圈材料。
背景技术
现有的粉末冶金气门座圈既要求耐磨性很高以满足发动机的要求，又要有一定的加工性以便与安装在缸盖后进行机加工，但是现有粉末冶金气门座圈材料大多使用纯铁粉制作或者在其中加入合金耐磨相，要么加工性很好，耐磨性不足，要么耐磨性很好、加工很差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能提高耐磨性又提高其加工性的高性能粉末冶金气门座圈材料。
本发明的高性能粉末冶金气门座圈材料，由下述质量配比的原料混合制成：C：0.6-1.5%、S：0.3-1.2%、Cr：2-7%、Mo：3-9%、Ni：0.3-2.1%、Co：1-5%、Cu：10-20%、Mn：1-2.5%、V：1-4%、W：2-7%、Fe：余量。
本发明的高性能粉末冶金气门座圈材料中还可含有质量分数不大于2%的Si、P和/或O的其他元素。
本发明的高性能粉末冶金气门座圈材料的制备方法，可包括下述步骤：
（1）按比例将原材料粉末进行混合均匀；
（2）在压机上将混合好的粉末进行压制成型；
（3）将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结，同时进行渗铜处理；
（4）用液氮对烧结毛坯进行冷处理；
（5）在热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；
（6）机加工成成品。
提高耐磨性原理:使用工具钢粉即含C、Mo、W、Cr、V等的合金钢粉来替代纯铁粉，提高整个基体的耐磨性，同时添加合金粒子进行弥散强化，合金粒子作为耐磨相提高耐磨性；提高加工性原理: Mn和S可以全部或部分以MnS的形式添加到本发明的新材料制备中，MnS可作为固体润滑剂改善加工性能，同时可以提高材料的自润滑性能，改善磨损环境，提高耐磨性。
本发明的气门座圈材料有效的提高了粉末冶金座圈的耐磨耗性能，可以应对恶劣的发动机工况，同时很好的改善了加工性能，节省了刀具成本。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例1
本发明气门座圈材料成分如下：
| 元素 | C | S | Cr | Mo | Ni | Co | Cu | Mn | V | W | Si | 余量 |
| 含量wt% | 0.6 | 0.3 | 2 | 3 | 0.3 | 1 | 13 | 1 | 2 | 7 | 1 | Fe |
制作工艺：粉末混合→压制成型→烧结(渗铜) →冷处理→热处理
（1）按比例将原材料粉末进行混合均匀；（2）在压机上将混合好的粉末进行压制成型；（3）将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结，同时进行渗铜处理 ；（4）用液氮对烧结毛坯进行冷处理；（5）热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；（6）机加工成成品。
实施例2
本发明气门座圈材料成分如下：
| 元素 | C | S | Cr | Mo | Ni | Co | Cu | Mn | V | W | P | 余量 |
| 含量wt% | 1.5 | 1.2 | 7 | 9 | 2.1 | 5 | 10 | 2.5 | 1 | 2 | 0.8 | Fe |
制作工艺：粉末混合→压制成型→烧结(渗铜) →冷处理→热处理
（1）按比例将原材料粉末进行混合均匀；（2）在压机上将混合好的粉末进行压制成型；（3）将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结，同时进行渗铜处理 ；（4）用液氮对烧结毛坯进行冷处理；（5）热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；（6）机加工成成品。
实施例3
本发明气门座圈材料成分如下：
| 元素 | C | S | Cr | Mo | Ni | Co | Cu | Mn | V | W | O | 余量 |
| 含量wt% | 1.0 | 0.8 | 5 | 6 | 1.5 | 3 | 20 | 2 | 4 | 5 | 1.2 | Fe |
制作工艺：粉末混合→压制成型→烧结(渗铜) →冷处理→热处理
（1）按比例将原材料粉末进行混合均匀；（2）在压机上将混合好的粉末进行压制成型；（3）将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结，同时进行渗铜处理 ；（4）用液氮对烧结毛坯进行冷处理；（5）热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；（6）机加工成成品。
1、耐磨性试验(试验条件:温度300℃,转数2500rpm,试验时间10小时,气门座圈磨耗试验机)
| 气门座圈材料 | 气门座圈磨损量mm | 气门磨损量mm | 总磨损量mm |
| 基准材料V571 | 0.083 | 0.010 | 0.093 |
| 实施例1材料 | 0.058 | 0.006 | 0.064 |
| 实施例2材料 | 0.052 | 0.005 | 0.057 |
| 实施例3材料 | 0.049 | 0.005 | 0.054 |
2、加工性试验(试验条件:CBN刀具,转数2000rpm,进给量0.1mm/r)
| 气门座圈材料 | 刀具寿命 |
| 基准材料V571 | 1200只 |
| 实施例1材料 | 900只 |
| 实施例2材料 | 950只 |
| 实施例3材料 | 1000只 |
由试验数据可知，本发明的实施例1-3所得气门座圈材料有效的提高了粉末冶金座圈的耐磨耗性能，可以应对恶劣的发动机工况，同时很好的改善了加工性能，节省了刀具成本。
Claims (2)
1.一种高性能粉末冶金气门座圈材料，包含有下述质量配比的元素原料：C：0.6-1.5%、S：0.3-1.2%、Cr：2-7%、Mo：3-9%、Ni：0.3-2.1%、Co：1-5%、Cu：10-20%、Mn：1-2.5%、V：1-4%、W：2-7%、Fe：余量。
2.如权利要求1所述高性能粉末冶金气门座圈材料，其特征在于，还含有质量分数不大于2%的Si、P和/或O。
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