CN107514316A - 一种柴油发动机气缸盖 - Google Patents

一种柴油发动机气缸盖 Download PDF

Info

Publication number
CN107514316A
CN107514316A CN201710708482.XA CN201710708482A CN107514316A CN 107514316 A CN107514316 A CN 107514316A CN 201710708482 A CN201710708482 A CN 201710708482A CN 107514316 A CN107514316 A CN 107514316A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust valve
incubated
valve seat
temperature
seat insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710708482.XA
Other languages
English (en)
Inventor
夏志清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710708482.XA priority Critical patent/CN107514316A/zh
Publication of CN107514316A publication Critical patent/CN107514316A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/001—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass valves or valve housings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C22C38/105—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt containing Co and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30—Carbo-nitriding
    • C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

一种柴油发动机气缸盖，气缸盖包括用于柴油发动机排气的排气门部件和与排气门部件相配合的排气门座圈，排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.06‑0.07﹪，Si：4‑5﹪，Cr：2‑3﹪，Zr：1‑2﹪，Co：0.8‑0.9﹪，Ni：0.2‑0.3﹪，Nb：0.2‑0.3﹪，B：0.1‑0.2﹪，Al：0.07‑0.08﹪，Ti：0.03‑0.04﹪，Mn：0.02‑0.03﹪，Mg：0.02‑0.03﹪，Mo：0.01‑0.02﹪，La：0.01‑0.02﹪，余量为Fe及不可避免的杂质；排气门座圈进行深冷处理提高其耐冲击和疲劳性能；分别对排气门座圈和发动机气门进行涂覆涂层两个涂层相互配合达到小磨损量的效果。

Description

一种柴油发动机气缸盖
技术领域
本发明涉一种柴油发动机气缸盖，属于汽车柴油发动机配件技术领域。
背景技术
汽车进排气门和进排气门座圈是发动机气缸的基础件，其质量的好坏直接影响发动机功率和油耗等主要性能指标，对发动机的可靠性影响极大。进排气门和进排气门座圈的工作环境恶劣，它不但承受高速冲击负荷，而且要在具有腐蚀气体条件下 工作，因此发动机进排气门和排气门座圈已经成为需要经常更换的易损件，因此提高气门和排气门座圈的使用质量和寿命是一个及需解决的问题。
发明内容
一种柴油发动机气缸盖，气缸盖包括用于柴油发动机排气的排气门部件和与排气门部件相配合的排气门座圈，
排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.06-0.07﹪，Si：4-5﹪，Cr：2-3﹪，Zr：1-2﹪，Co：0.8-0.9﹪，Ni：0.2-0.3﹪，Nb：0.2-0.3﹪，B：0.1-0.2﹪，Al：0.07-0.08﹪，Ti：0.03-0.04﹪，Mn：0.02-0.03﹪，Mg：0.02-0.03﹪，Mo：0.01-0.02﹪，La：0.01-0.02﹪，余量为Fe及不可避免的杂质；
排气门座圈制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的气门座圈坯体送入加热炉，升温至900℃，升温速率75℃/小时，保温3小时，之后水冷淬火，再次加热坯体至在620℃保温5小时，出炉空冷至室温；坯体放入液氮中深冷处理10分钟，在空气中回升到室温；之后对坯体进行精细机加工，
对精细机加工后的排气门座圈进行涂覆氧化铝系涂层；氧化铝系材料层包括（重量）：氧化铝100-120份，碳化钛30-40份，将涂覆后的气门座圈进行加热，升温至700℃，升温速率150℃/小时，保温8小时，后空冷至室温，得到最终的排气门座圈，
制造排气门具体步骤为：
按照排气门主体材料元素组分进行熔炼，后进行铸造，得到坯料，排气门主体材料为：C0.13-0.27%，Si 3.4-4%，Mo 2-3%，W 1-2%，Mn 0.8-0.95%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti 2-3%，Cr 12-13%， Ni 2.8-3.24%，Co 1-1.2%，V 0.4-0.5%，余量为Fe及不可避免的杂质；
将坯料采用电热镦锻造，终锻温度为900℃，锻造变形量控制在65%-85%，镦粗速度为10mm/s；
锻造后进行多级调质热处理工艺：在1050-1080℃保温10s后水淬，450-500℃回火；然后980-1010℃保温10s后油淬，430-440℃回火；最后950-970℃保温10s后油淬，380-410℃回火；
热处理后进行对工件切削加工，
切削加工后对工件表面进行碳氮共渗热处理，强渗过程：温度950-980℃范围，碳势和氮势采取四级步骤，碳势0.4-0.6%，氮势1.2-1.4%，保温3h，然后升高碳势至0.7-0.9%，降低氮势至1.0-1.1%，保温2h，再升高碳势至1.0-1.1%，降低氮势至0.7-0.9%，保温2h，最后升高碳势至1.2-1.6%，降低氮势至0.4-0.5%，保温2.5h；强渗后进行扩散，扩散过程：控制炉温度降至900-920℃，保温3h，降温至820-850℃，保温4h，扩散过程碳势控制在1.2～1.3%之间，氮势控制在1.0～1.1%之间；空冷至室温；扩散后进行淬火，淬火过程：在860℃进行油淬，油温控制在75℃；清洗过程：去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50℃；回火：进行低温回火，控制炉温度185℃，时间150-200分钟。
对工件锥面磨削加工，
锥面磨削加工后对工件进行锥面堆焊，锥面堆焊工艺为：150-200℃预热，非转移弧电压20V，非转移弧电流50A；喷嘴与工件表面的距离10-12mm，焊接完成后缓慢冷却；堆焊层材料为：Co 30-35%，Mo 4-5%，Cr 1-2%，Ni 0.68-0.95%， B 0.2-0.3%，Ta 0.2-0.6%，Sn 0.5-0.6%，Gd 0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，余量为W；
对工件表面打磨
工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钛涂层，涂层厚度约5-10微米；之后在碳化钛涂层外涂覆氮化钛涂层，涂层厚度约8-12微米，得到排气门。
所述的一种柴油发动机气缸盖，排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.06﹪，Si：4﹪，Cr：2﹪，Zr：1﹪，Co：0.8﹪，Ni：0.2﹪，Nb：0.2﹪，B：0.1﹪，Al：0.07﹪，Ti：0.03﹪，Mn：0.02﹪，Mg：0.02﹪，Mo：0.01﹪，La：0.01﹪，余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的一种柴油发动机气缸盖，排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.07﹪，Si： 5﹪，Cr： 3﹪，Zr： 2﹪，Co： 0.9﹪，Ni： 0.3﹪，Nb： 0.3﹪，B： 0.2﹪，Al：0.08﹪，Ti： 0.04﹪，Mn： 0.03﹪，Mg： 0.03﹪，Mo： 0.02﹪，La： 0.02﹪，余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的一种柴油发动机气缸盖，排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.065﹪，Si：4.5﹪，Cr：2.5﹪，Zr：1.5﹪，Co：0.85﹪，Ni：0.25﹪，Nb：0.25﹪，B：0.15﹪，Al：0.075﹪，Ti：0.035﹪，Mn：0.025﹪，Mg：0.025﹪，Mo：0.015﹪，La：0.015﹪，余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的一种柴油发动机气缸盖，排气门主体材料为：C 0.13%，Si 3.4%，Mo 2%，W1%，Mn 0.8%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti 2%，Cr 12%， Ni 2.8%，Co 1%，V 0.4%，余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的一种柴油发动机气缸盖，排气门主体材料为：C 0.27%，Si 4%，Mo 3%，W 2%，Mn 0.95%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti 3%，Cr 13%， Ni 3.24%，Co 1.2%，V 0.5%，余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的一种柴油发动机气缸盖，排气门主体材料为：C 0.2%，Si 3.7%，Mo 2.5%，W1.5%，Mn 0.9%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti 2.5%，Cr 12.5%， Ni 3%，Co 1.1%，V 0.45%，余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的一种柴油发动机气缸盖，堆焊层材料为：Co 30%，Mo 4%，Cr 1%，Ni 0.68%，B 0.2%，Ta 0.2%，Sn 0.5%，Gd 0.12%，C 0.05%，余量为W。
所述的一种柴油发动机气缸盖，堆焊层材料为：Co 35%，Mo 5%，Cr 2%，Ni 0.95%，B 0.3%，Ta 0.6%，Sn 0.6%，Gd 0.26%，C 0.13%，余量为W。
所述的一种柴油发动机气缸盖，堆焊层材料为：Co 33%，Mo 4.5%，Cr 1.5%，Ni0.8%， B 0.25%，Ta 0.4%，Sn 0.55%，Gd 0.2%，C 0.1%，余量为W。
上述发明内容相对于现有技术的有益效果在于：1）本发明铁基合金材料可以充分满足发动机气门主体材料的强度要求；2）对发动机气门进行碳氮共渗热处理提高排气门的硬度及强度，避免出现腐蚀点； 3）通过堆焊处理使得发动机气门锥面达到更高的耐磨性和耐冲击，相应的疲劳性能也得到提高；4）通过对发动机气门涂覆涂层，提高材料的防腐、耐高温、耐磨性能。5）排气门座圈进行深冷处理提高其耐冲击和疲劳性能；5）分别对排气门座圈和发动机气门进行涂覆涂层两个涂层相互配合达到小磨损量的效果。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种柴油发动机气缸盖，气缸盖包括用于柴油发动机排气的排气门部件和与排气门部件相配合的排气门座圈，
排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.063﹪，Si：4.2﹪，Cr：2.1﹪，Zr：1.4﹪，Co：0.84﹪，Ni：0.23﹪，Nb：0.22﹪，B：0.11﹪，Al：0.074﹪，Ti：0.034﹪，Mn：0.022﹪，Mg：0.023﹪，Mo：0.012﹪，La：0.013﹪，余量为Fe及不可避免的杂质；
排气门座圈制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的气门座圈坯体送入加热炉，升温至900℃，升温速率75℃/小时，保温3小时，之后水冷淬火，再次加热坯体至在620℃保温5小时，出炉空冷至室温；坯体放入液氮中深冷处理10分钟，在空气中回升到室温；之后对坯体进行精细机加工，
对精细机加工后的排气门座圈进行涂覆氧化铝系涂层；氧化铝系材料层包括（重量）：氧化铝102份，碳化钛33份，将涂覆后的气门座圈进行加热，升温至700℃，升温速率150℃/小时，保温8小时，后空冷至室温，得到最终的排气门座圈，
制造排气门具体步骤为：
按照排气门主体材料元素组分进行熔炼，后进行铸造，得到坯料，排气门主体材料为：C0.15%，Si 3.5%，Mo 2.3%，W 1.3%，Mn 0.83%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti 2.1%，Cr 12.3%，Ni 2.9%，Co 1.04%，V 0.43%，余量为Fe及不可避免的杂质；
将坯料采用电热镦锻造，终锻温度为900℃，锻造变形量控制在65%-85%，镦粗速度为10mm/s；
锻造后进行多级调质热处理工艺：在1053℃保温10s后水淬，455℃回火；然后985℃保温10s后油淬，433℃回火；最后954℃保温10s后油淬，384℃回火；
热处理后进行对工件切削加工，
切削加工后对工件表面进行碳氮共渗热处理，强渗过程：温度950-980℃范围，碳势和氮势采取四级步骤，碳势0.4-0.6%，氮势1.2-1.4%，保温3h，然后升高碳势至0.7-0.9%，降低氮势至1.0-1.1%，保温2h，再升高碳势至1.0-1.1%，降低氮势至0.7-0.9%，保温2h，最后升高碳势至1.2-1.6%，降低氮势至0.4-0.5%，保温2.5h；强渗后进行扩散，扩散过程：控制炉温度降至900-920℃，保温3h，降温至820-850℃，保温4h，扩散过程碳势控制在1.2～1.3%之间，氮势控制在1.0～1.1%之间；空冷至室温；扩散后进行淬火，淬火过程：在860℃进行油淬，油温控制在75℃；清洗过程：去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50℃；回火：进行低温回火，控制炉温度185℃，时间150-200分钟。
对工件锥面磨削加工，
锥面磨削加工后对工件进行锥面堆焊，锥面堆焊工艺为：150-200℃预热，非转移弧电压20V，非转移弧电流50A；喷嘴与工件表面的距离10-12mm，焊接完成后缓慢冷却；堆焊层材料为：Co 31%，Mo 4.2%，Cr 1.3%，Ni 0.69%， B 0.23%，Ta 0.24%，Sn 0.52%，Gd 0.14%，C0.07%，余量为W；
对工件表面打磨
工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钛涂层，涂层厚度约6微米；之后在碳化钛涂层外涂覆氮化钛涂层，涂层厚度约9微米，得到排气门。

Claims (1)

1.一种柴油发动机气缸盖，气缸盖包括用于柴油发动机排气的排气门部件和与排气门部件相配合的排气门座圈，
排气门座圈化学元素组成为（重量百分比）：C:0.063﹪，Si：4.2﹪，Cr：2.1﹪，Zr：1.4﹪，Co：0.84﹪，Ni：0.23﹪，Nb：0.22﹪，B：0.11﹪，Al：0.074﹪，Ti：0.034﹪，Mn：0.022﹪，Mg：0.023﹪，Mo：0.012﹪，La：0.013﹪，余量为Fe及不可避免的杂质；
排气门座圈制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的气门座圈坯体送入加热炉，升温至900℃，升温速率75℃/小时，保温3小时，之后水冷淬火，再次加热坯体至在620℃保温5小时，出炉空冷至室温；坯体放入液氮中深冷处理10分钟，在空气中回升到室温；之后对坯体进行精细机加工，
对精细机加工后的排气门座圈进行涂覆氧化铝系涂层；氧化铝系材料层包括（重量）：氧化铝102份，碳化钛33份，将涂覆后的气门座圈进行加热，升温至700℃，升温速率150℃/小时，保温8小时，后空冷至室温，得到最终的排气门座圈，
制造排气门具体步骤为：
按照排气门主体材料元素组分进行熔炼，后进行铸造，得到坯料，排气门主体材料为：C0.15%，Si 3.5%，Mo 2.3%，W 1.3%，Mn 0.83%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti 2.1%，Cr 12.3%，Ni 2.9%，Co 1.04%，V 0.43%，余量为Fe及不可避免的杂质；
将坯料采用电热镦锻造，终锻温度为900℃，锻造变形量控制在65%-85%，镦粗速度为10mm/s；
锻造后进行多级调质热处理工艺：在1053℃保温10s后水淬，455℃回火；然后985℃保温10s后油淬，433℃回火；最后954℃保温10s后油淬，384℃回火；
热处理后进行对工件切削加工，
切削加工后对工件表面进行碳氮共渗热处理，强渗过程：温度950-980℃范围，碳势和氮势采取四级步骤，碳势0.4-0.6%，氮势1.2-1.4%，保温3h，然后升高碳势至0.7-0.9%，降低氮势至1.0-1.1%，保温2h，再升高碳势至1.0-1.1%，降低氮势至0.7-0.9%，保温2h，最后升高碳势至1.2-1.6%，降低氮势至0.4-0.5%，保温2.5h；强渗后进行扩散，扩散过程：控制炉温度降至900-920℃，保温3h，降温至820-850℃，保温4h，扩散过程碳势控制在1.2～1.3%之间，氮势控制在1.0～1.1%之间；空冷至室温；扩散后进行淬火，淬火过程：在860℃进行油淬，油温控制在75℃；清洗过程：去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50℃；回火：进行低温回火，控制炉温度185℃，时间约150-200分钟，
对工件锥面磨削加工，
锥面磨削加工后对工件进行锥面堆焊，锥面堆焊工艺为：150-200℃预热，非转移弧电压20V，非转移弧电流50A；喷嘴与工件表面的距离约10-12mm，焊接完成后缓慢冷却；堆焊层材料为：Co 31%，Mo 4.2%，Cr 1.3%，Ni 0.69%， B 0.23%，Ta 0.24%，Sn 0.52%，Gd 0.14%，C0.07%，余量为W；
对工件表面打磨
工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钛涂层，涂层厚度约6微米；之后在碳化钛涂层外涂覆氮化钛涂层，涂层厚度约9微米，得到排气门。
CN201710708482.XA 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖 Pending CN107514316A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710708482.XA CN107514316A (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510252100.8A CN104895695B (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖
CN201710708482.XA CN107514316A (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510252100.8A Division CN104895695B (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107514316A true CN107514316A (zh) 2017-12-26

Family

ID=54028591

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710708482.XA Pending CN107514316A (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖
CN201510252100.8A Expired - Fee Related CN104895695B (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510252100.8A Expired - Fee Related CN104895695B (zh) 2015-05-18 2015-05-18 一种柴油发动机气缸盖

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN107514316A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109611233A (zh) * 2019-01-28 2019-04-12 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机气缸盖结构
CN112301286A (zh) * 2020-11-03 2021-02-02 安福锦湖(湖南)气门有限公司 一种汽车发动机排气门材料及其制备方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106285822B (zh) * 2016-08-29 2019-01-15 潍柴动力股份有限公司 一种气门座圈及其制备方法
CN106498272A (zh) * 2016-10-24 2017-03-15 马鞍山顺发机械制造有限公司 一种汽车发动机缸盖铸造材料
CN106435346A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 马鞍山顺发机械制造有限公司 一种汽车发动机缸体铸造材料
CN108225780A (zh) * 2017-12-18 2018-06-29 中国第汽车股份有限公司 一种发动机气门座圈及测温方法
JP7156193B2 (ja) * 2019-07-12 2022-10-19 トヨタ自動車株式会社 硬質粒子及びそれを用いた焼結摺動部材
DE102021210268A1 (de) * 2021-09-16 2023-03-16 Mahle International Gmbh Schichtgesinterter Ventilsitzring, Verfahren zu dessen Herstellung, Kombinationen damit und deren Verwendung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294584A (ja) * 1998-02-10 1999-10-29 Riken Corp 内燃機関用ピストンリング
DE10012619A1 (de) * 2000-03-15 2001-09-27 Federal Mogul Burscheid Gmbh Stahlkolbenring sowie Verfahren zu seiner Herstellung
JP2002317251A (ja) * 2001-04-19 2002-10-31 Nisshin Steel Co Ltd 耐高温へたり性に優れたメタルガスケット用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼
CN102257299A (zh) * 2009-03-26 2011-11-23 联邦摩高布尔沙伊德公司 可氮化钢活塞环和钢汽缸套及制造它们的铸造方法
CN102272490A (zh) * 2009-02-26 2011-12-07 联邦摩高布尔沙伊德公司 用于制造活塞环和汽缸套的钢材合成物
CN104593668A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 丰田自动车株式会社 耐磨损性铁基烧结金属及内燃机用阀座

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911720A (zh) * 1972-05-17 1974-02-01
JPS6012424B2 (ja) * 1981-11-30 1985-04-01 帝国ピストンリング株式会社 摺動部材
DE4014072A1 (de) * 1989-06-09 1990-12-20 Thyssen Edelstahlwerke Ag Verwendung von ausscheidungshaertenden ferritisch-perlitischen (afp-)staehlen als werkstoff fuer gaswechselventile von verbrennungsmotoren
JP2543417B2 (ja) * 1989-12-05 1996-10-16 トヨタ自動車株式会社 弁用鋼
US5334235A (en) * 1993-01-22 1994-08-02 The Perkin-Elmer Corporation Thermal spray method for coating cylinder bores for internal combustion engines
DE102006038670B4 (de) * 2006-08-17 2010-12-09 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Hochsiliziumhaltiger Stahlwerkstoff zur Herstellung von Kolbenringen und Zylinderlaufbuchsen
CN101358548A (zh) * 2008-08-20 2009-02-04 陈涛 汽车发动机气门座圈
CN103627956B (zh) * 2013-11-27 2015-07-15 江苏科技大学 一种耐磨进气门的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294584A (ja) * 1998-02-10 1999-10-29 Riken Corp 内燃機関用ピストンリング
DE10012619A1 (de) * 2000-03-15 2001-09-27 Federal Mogul Burscheid Gmbh Stahlkolbenring sowie Verfahren zu seiner Herstellung
JP2002317251A (ja) * 2001-04-19 2002-10-31 Nisshin Steel Co Ltd 耐高温へたり性に優れたメタルガスケット用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼
CN102272490A (zh) * 2009-02-26 2011-12-07 联邦摩高布尔沙伊德公司 用于制造活塞环和汽缸套的钢材合成物
CN102257299A (zh) * 2009-03-26 2011-11-23 联邦摩高布尔沙伊德公司 可氮化钢活塞环和钢汽缸套及制造它们的铸造方法
CN104593668A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 丰田自动车株式会社 耐磨损性铁基烧结金属及内燃机用阀座

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109611233A (zh) * 2019-01-28 2019-04-12 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机气缸盖结构
CN112301286A (zh) * 2020-11-03 2021-02-02 安福锦湖(湖南)气门有限公司 一种汽车发动机排气门材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104895695B (zh) 2017-09-19
CN104895695A (zh) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104791041B (zh) 一种汽车发动机气缸盖
CN104895695B (zh) 一种柴油发动机气缸盖
CN104946995B (zh) 一种轿车发动机用耐高温排气门
CN105925885B (zh) 一种汽车发动机气缸气门组
CN104895639B (zh) 一种耐高温气缸排气门组
CN104087867B (zh) 一种球磨机用高耐磨抗氧化耐磨球
CN104907771B (zh) 一种电机轴瓦
CN110656294B (zh) 镀锡光整机专用工作辊及其制造方法
CN104911508A (zh) 一种重型油压缸用轴承座的制造工艺
CN105296858A (zh) 一种高性能发动机进气门及其制备方法
CN112108606B (zh) 一种钛合金锻件制备方法
CN104120341A (zh) 一种轧制极薄材料的Cr5型锻钢工作辊及其制备方法
CN102505098A (zh) 一种低合金耐热高强钢及其构件
CN104889690B (zh) 一种内燃机轴瓦
CN103045949B (zh) 内口直径大于220mm的大型船用高强度耐腐蚀不锈钢排气阀座
CN108342663A (zh) 轿车发动机用耐高温排气门
CN111304566A (zh) 一种硬态gh5605高温合金冷轧带材的热处理方法
CN104895638B (zh) 一种汽车发动机进气门
CN101525715B (zh) 耐腐蚀高强度合金、其冶炼方法及该合金的制品和制品的加工方法
CN109868469A (zh) 一种用于激光制造轧机牌坊和轧辊轴承座复合衬板的粉末材料及其制造方法
CN104120342A (zh) 一种轧辊及其制备方法
CN108590798A (zh) 一种耐高温排气门
CN105219990A (zh) 非晶增强的发动机气门材料及其制备方法
CN115106620B (zh) 一种基于电弧增材制造提高7系铝合金韧性的方法
CN105385950A (zh) 一种非晶增强的新型气门材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171226