CN107815616A - 一种用于国六排放柴油机的粉末冶金气门座圈材料 - Google Patents

一种用于国六排放柴油机的粉末冶金气门座圈材料 Download PDF

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李勇
李�诚
王宏庆
朱正保
梁富金
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Abstract

本发明提供一种用于国六排放柴油机的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：0.6‑2.0%、W：2‑7%、S：≤1.5%、Mo：2‑6%、V：5‑12%、Cr：2‑6%、Mn：≤1.5%、Cu：10‑25%、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以及自润滑性能，可以应对恶劣的国六柴油发动机工况。

Description

一种用于国六排放柴油机的粉末冶金气门座圈材料
技术领域
本发明涉及气门座圈材料技术领域，具体涉及一种用于国六排放柴油机的粉末冶金气门座圈材料。
背景技术
气门座圈在发动机的主要作用是与气门配合密封燃烧室，要在高温高应力下承受气门对其的撞击，要求具备非常高的耐磨性，防止因为过多磨损导致密封不严。 随着国家排放法规的越来越严，国六柴油机中气门座圈的温度和载荷越来越高、润 滑条件越来越差，因此有必要研究耐磨性更好的粉末冶金气门座圈材料来应对更高 的磨损要求。
发明内容
本发明提供一种具有更高耐磨性、适用于国六排放柴油机的粉末冶金气门座圈材料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于国六排放柴油机的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：0.6-2.0％、W：2-7％、S：≤1.5％、Mo：2-6％、V：5-12％、Cr：2-6％、Mn： ≤1.5％、Cu：10-25％、Fe：余量。
本发明采用了高V含量设计，钒与基体材料中的碳和氮反应形成碳氮化物，可 以提高材料的高温强度、抗蠕变性能以及可以作为耐磨相提高材料的耐磨性，同时 钒可以细化晶粒，提高韧性。
本发明粉末冶金气门座圈材料还含有质量分数不大于2％的Si和Co。
由以上技术方案可知，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以及自润滑性能，可以应对恶劣的国六柴油发动机工况。
具体实施方式
提高耐磨性原理:使用总合金含量不低于16％的的工具钢粉即含C、Mo、W、Cr、 V等合金的工具钢粉来替代纯铁粉或者低合金钢粉，提高整个基体的耐磨性；同时 添加V含量不低于77％的合金粒子进行弥散强化，高V合金粒子作为耐磨相提高耐 磨性；采用二次烧结渗铜提高热传导能力及强化材料。提高自润滑性原理:Mo和S 可以全部或部分以MoS2的形式添加到本发明的新材料制备中，MoS2可以提高材料的 自润滑性能，改善磨损环境。
下面对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
实施例1
本发明气门座圈材料成分如下：
元素 C W S Mo V Cr Mn Cu Co 余量
含量wt％ 0.6 6 0.7 5 8 5 0.5 21 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)按比例对原材料粉末进行称量、混合；(2)在压机上将混合好的粉末进行 压制成型(同时压制渗铜用铜片)；(3)将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结；(4) 将烧结后的毛坯与渗铜用铜片在烧结炉中进行渗铜处理；(5)用液氮对烧结毛坯进 行冷处理；(6)热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；(7)双端面磨床磨削座圈上 下端面；(8)无心磨床粗磨外圆；(9)数控车床加工内圆、内外倒角；(10)浸油包 装。
实施例2
本发明气门座圈材料成分如下：
元素 C W S Mo V Cr Mn Cu Si 余量
含量wt％ 1.2 3 0.9 6 9 4 0.7 17 0.5 Fe
制作工艺：粉末混合→压制成型→烧结→渗铜→冷处理→热处理
(1)按比例对原材料粉末进行称量、混合；(2)在压机上将混合好的粉末进行 压制成型(同时压制渗铜用铜片)；(3)将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结；(4) 将烧结后的毛坯与渗铜用铜片在烧结炉中进行渗铜处理；(5)用液氮对烧结毛坯进 行冷处理；(6)热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；(7)双端面磨床磨削座圈上 下端面；(8)无心磨床粗磨外圆；(9)数控车床加工内圆、内外倒角；(10)浸油包 装。
实施例3
本发明气门座圈材料成分如下：
元素 C W S Mo V Cr Mn Cu Co 余量
含量wt％ 1.7 5 1.1 4 11 6 1.2 19 0.7 Fe
制作工艺：粉末混合→压制成型→烧结→渗铜→冷处理→热处理
(1)按比例对原材料粉末进行称量、混合；(2)在压机上将混合好的粉末进行 压制成型(同时压制渗铜用铜片)；(3)将成型毛坯在烧结炉中进行高温烧结；(4) 将烧结后的毛坯与渗铜用铜片在烧结炉中进行渗铜处理；(5)用液氮对烧结毛坯进 行冷处理；(6)热处理炉中对冷处理毛坯进行热处理；(7)双端面磨床磨削座圈上 下端面；(8)无心磨床粗磨外圆；(9)数控车床加工内圆、内外倒角；(10)浸油包 装。
1、耐磨性试验(试验条件:温度300℃,转数2000rpm,试验时间10小时,气门座 圈磨耗试验机，匹配国六柴油机所用气门)
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V581 0.135 0.036 0.171
实施例1材料 0.095 0.023 0.117
实施例2材料 0.088 0.024 0.112
实施例3材料 0.082 0.027 0.109
由试验数据可知，本发明的实施例1-3所得粉末冶金气门座圈材料有效的提高 了其耐磨耗性能，可以应对恶劣的国六排放柴油发动机工况。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明 的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围 内。

Claims (2)

1.一种用于国六排放柴油机的粉末冶金气门座圈材料，其特征在于，包含有下述质量配比的元素原料：C：0.6-2.0%、W：2-7%、S：≤1.5%、Mo：2-6%、V：5-12%、Cr：2-6%、Mn：≤1.5%、Cu：10-25%、Fe：余量。
2.根据权利要求1所述的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和Co。
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