CN107322184A - 一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒及其焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒及其焊接工艺，包括以下质量百分比的组分：硼铁粉3～4％、高碳铬铁17～27％、高纯钨粉1～3％、锆铁粉2～5％、低碳锰铁0.1～0.5％、镍粉6～7％、钴粉余量。本发明的材料搭配合理，在实现对气门、阀门尺寸修复的同时，可进一步改善气门、阀门的性能，从而延长工件的使用寿命，降低了维护成本。

Description

一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒及其焊接工艺
技术领域
本发明涉及再制造加工技术领域，具体地说是一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒及其焊接工艺。
背景技术
气门是发动机上重要的部件之一，其的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。气门头部温度很高，而且还承受气体的压力、气门弹簧的作用力和传动组件惯性力，其润滑、冷却条件差，要求气门必须有一定强度、刚度、耐热和耐磨性能。进气门一般采用合金钢，排气门采用耐热合金。有时为了省耐热合金，排气门头部用耐热合金，而杆部用铬钢，然后将两者焊接起来。气门在使用过程中，时间一长就会出现不同程度的磨损，因此需要及时的进行更换以免影响正常的使用，然而更换气门会使得使用成本增加，而且也未对磨损的气门回收处理，导致严重的资源浪费。
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门根据材质还分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门，铬钼钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门，非标订制阀门等。传统的阀门由于长时间使用，会出现不同程度的腐蚀和磨损，也需要及时更换，同样也存在着维护成本高的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提出一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒及其焊接工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，包括以下质量百分比的组分：
所述低碳锰铁包括以下质量百分比的组分：C为0.1～0.3％、Si为0～2％、P为0.10～0.30％、S为0～0.02％、Mn为85.0～92.0％、Fe为余量。
所述锆铁粉包括以下质量百分比的组分：Zr为78～82％、Al为0～2％、Si为0～0.50％、C为0～0.30％、S为0～0.05％、P为0～0.05％、Fe为余量。
硼铁粉包括以下质量百分比的组分：B为19.0～21.0％、C为0～0.5％、Si为0～2.0％、Al为0～0.05％、S为0～0.01％、P为0～0.10％、Mn为0～0.50％、Cu为0～0.10％、Fe为余量。
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，所述焊接工艺方法为：将连铸铸棒采用氧-乙炔碳化焰堆焊方法或钨极氩弧焊方法(手工或自动)对工件进行堆焊。
在堆焊前应进行预热处理，预热温度为200～250℃，堆焊层间温度300℃。
工件堆焊后应立即进行消除应力热处理。
本发明的有益效果是：本发明的材料搭配合理，在实现对气门、阀门尺寸修复的同时，可进一步改善气门、阀门的性能，从而延长工件的使用寿命，降低了维护成本。本发明的碳及钨含量适中，韧性较好。在1000℃以下的相当宽的温度范围内，具有优良的耐蚀性、耐高温、抗冲击和抗粘着磨损性能。堆焊层可进行机加工。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，包括以下质量百分比的组分：
所述低碳锰铁包括以下质量百分比的组分：C为0.3％、Si为1％、P为0.10％、S为0.02％、Mn为85.0％、Fe为余量。
所述锆铁粉包括以下质量百分比的组分：Zr为82％、Al为2％、Si为0.50％、C为0.30％、S为0.01％、P为0.03％、Fe为余量。
硼铁粉包括以下质量百分比的组分：B为19.0％、C为0.5％、Si为1％、Al为0.05％、S为0.01％、P为0.10％、Mn为0.50％、Cu为0.10％、Fe为余量。
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，所述焊接工艺方法为：将连铸铸棒采用氧-乙炔碳化焰堆焊方法(手工或自动)对工件进行堆焊。
在堆焊前应进行预热处理，预热温度为200～250℃，堆焊层间温度300℃。
工件堆焊后应立即进行消除应力热处理。
实施例二：
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，包括以下质量百分比的组分：
所述低碳锰铁包括以下质量百分比的组分：C为0.1％、Si为2％、P为0.30％、S为0.01％、Mn为92.0％、Fe为余量。
所述锆铁粉包括以下质量百分比的组分：Zr为78％、Al为1％、Si为0.20％、C为0.10％、S为0.05％、P为0.05％、Fe为余量。
硼铁粉包括以下质量百分比的组分：B为21.0％、C为0.3％、Si为2.0％、Al为0.01％、S为0.005％、P为0.05％、Mn为0.20％、Cu为0.05％、Fe为余量。
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，所述焊接工艺方法为：将连铸铸棒采用氧-乙炔碳化焰堆焊方法(手工或自动)对工件进行堆焊。
在堆焊前应进行预热处理，预热温度为200～250℃，堆焊层间温度300℃。
工件堆焊后应立即进行消除应力热处理。
实施例三：
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，包括以下质量百分比的组分：
所述低碳锰铁包括以下质量百分比的组分：C为0.2％、Si为2％、P为0.20％、S为0.02％、Mn为90％、Fe为余量。
所述锆铁粉包括以下质量百分比的组分：Zr为80％、Al为1.5％、Si为0.1％、C为0.2％、S为0.02％、P为0.01％、Fe为余量。
硼铁粉包括以下质量百分比的组分：B为20％、C为0.1％、Si为1.5％、Al为0～0.03％、S为0.01％、P为0.10％、Mn为0.1％、Cu为0.10％、Fe为余量。
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，所述焊接工艺方法为：将连铸铸棒采用钨极氩弧焊方法(手工或自动)对工件进行堆焊。
在堆焊前应进行预热处理，预热温度为200～250℃，堆焊层间温度300℃。
工件堆焊后应立即进行消除应力热处理。
实施例四：
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，包括以下质量百分比的组分：
所述低碳锰铁包括以下质量百分比的组分：C为0.3％、Si为1.2％、P为0.25％、S为0.01％、Mn为87％、Fe为余量。
所述锆铁粉包括以下质量百分比的组分：Zr为81％、Al为1.5％、Si为0.3％、C为0.2％、S为0.04％、P为0.02％、Fe为余量。
硼铁粉包括以下质量百分比的组分：B为19.5％、C为0.35％、Si为1.2％、Al为0.04％、S为0.003％、P为0.07％、Mn为0.4％、Cu为0.08％、Fe为余量。
一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，所述焊接工艺方法为：将连铸铸棒采用钨极氩弧焊方法(手工或自动)对工件进行堆焊。
在堆焊前应进行预热处理，预热温度为200～250℃，堆焊层间温度300℃。
工件堆焊后应立即进行消除应力热处理。
为了论证本发明的实际效果和性能，特将本发明的实施例一至实施例四的四个方案分别实施之后，对各自的焊层性能进行了测试，并做了统计分析，统计如下：
由上述实验数据可知，实施例一和实施例二采用氧-乙炔碳化焰堆焊方法结合本发明的组分，可以在高温即437℃-578℃时具有较高的硬度，尤其在437℃时可达最高；实施例三和实施例四采用钨极氩弧焊方法，可以在高温437℃-578℃时具有较高的硬度，尤其是在437℃时最佳，并且采用本发明的工艺方法后，可以实现对气门、阀门的尺寸修复。
本发明制成的焊层，常温硬度HRC45～56，从而能够方便对工件如气门、阀门的机械加工处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
2.根据权利要求1所述的一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，其特征在于：所述低碳锰铁包括以下质量百分比的组分：C为0.1～0.3％、Si为0～2％、P为0.10～0.30％、S为0～0.02％、Mn为85.0～92.0％、Fe为余量。
3.根据权利要求1所述的一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，其特征在于：所述锆铁粉包括以下质量百分比的组分：Zr为78～82％、Al为0～2％、Si为0～0.50％、C为0～0.30％、S为0～0.05％、P为0～0.05％、Fe为余量。
4.根据权利要求1所述的一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒，其特征在于：硼铁粉包括以下质量百分比的组分：B为19.0～21.0％、C为0～0.5％、Si为0～2.0％、Al为0～0.05％、S为0～0.01％、P为0～0.10％、Mn为0～0.50％、Cu为0～0.10％、Fe为余量。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，其特征在于：所述焊接工艺方法为：将连铸铸棒采用氧-乙炔碳化焰堆焊方法或钨极氩弧焊方法对工件进行堆焊。
6.根据权利要求5所述的一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，其特征在于：在堆焊前应进行预热处理，预热温度为200～250℃，堆焊层间温度300℃。
7.根据权利要求5所述的一种气门、阀门堆焊用连铸铸棒的焊接工艺，其特征在于：工件堆焊后应立即进行消除应力热处理。
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