CN108927522A - 一种高密度粉末冶金气门座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 10‑20%，Ni 10‑20%，Cr 1‑5%，Mo 2‑6%，Mg 1‑2%，La 1‑2%，润滑剂0.1‑0.5%，C 0.8‑1.2%，余量为Fe。本发明气门座，在制造的时候首先将基础铁粉采用水雾化制成的低合金粉末，之后配入一定量的铜、镍、铬、钼、镁、La、润滑剂和碳，烧结坯置于推捍式烧结炉，在氨分解气氛中，温度在1000‑1200℃烧结坯硬度大于HB125金相组织（马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物），密度≥8.8m³。烧结后可获得强劲的合金基体上，均匀分布的硬质相，极大地提高产品的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性及径向压溃强度。本发明高密度粉末冶金气门座，使本产品抗压强度高，具有很好的耐磨、耐热、耐腐蚀以及抗冲击性。

Description

一种高密度粉末冶金气门座
技术领域
本发明涉及一种汽车零部件，具体涉及一种高密度粉末冶金气门座，属于汽车零部件冶金制造技术领域。
背景技术
气门座是汽车发动机配气机构中的重要部件，它与气门组成一对重要密封磨擦付，发动机工作时，气门座受到气门冲击，高温（530～870℃）燃烧气体的冲刷、腐蚀、以及燃烧产物、空气中灰尘的磨损，另外还受到热冷应力交替作用，它极易产生变形、烧损，甚至断裂，因此不但要求气门座材料耐磨、耐腐蚀、抗高温，还要求一定径向压溃强度。
发动机气门和气门座处于严酷的热力，化学和机械力状况下工作，其承受着高应力（发动机最高燃烧压力可达20MPa）、高工作温度（气门头低平面中心达870℃）和腐蚀环境（高温燃气侵蚀、硫化、V2O5）腐蚀和氧化作用）。
根据上述气门座的工作环境，为保证其工作可靠性和使用寿命，在不同的工作环境和不同燃料的情况下，必须尽快开发研究新材料和新工艺。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种高密度粉末冶金气门座，使本产品抗压强度高，具有很好的耐磨、耐热、耐腐蚀以及抗冲击性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 10-20%，Ni 10-20%，Cr 1-5%，Mo 2-6%，Mg 1-2%，La 1-2%，润滑剂 0.1-0.5%，C 0.8-1.2%，余量为Fe。
优选的，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 10.9-19.3%，Ni 12.3-19.0%，Cr 1.4-4.7%，Mo 2.3-5.5%，Mg 1.2-1.9%，La 1.1-1.9%，润滑剂 0.14-0.48%，C0.9-1.2%，余量为Fe。
优选的，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 12.3-18.1%，Ni 13.6-17.9%，Cr 1.7-4.4%，Mo 2.6-4.9%，Mg 1.4-1.8%，La 1.3-1.8%，润滑剂 0.26-0.42%，C1.0-1.2%，余量为Fe。
优选的，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 14.7-17.2%，Ni 14.7-17.0%，Cr 2.1-3.9%，Mo 3.2-4.4%，Mg 1.5-1.8%，La 1.5-1.8%，润滑剂 0.32-0.38%，C1.1-1.2%，余量为Fe。
优选的，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 15.8-16.5%，Ni 15.2-16.5%，Cr 2.4-3.6%，Mo 3.7-4.2%，Mg 1.6-1.7%，La 1.6-1.7%，润滑剂 0.34-0.36%，C1.1-1.2%，余量为Fe。
上述发动机气门座圈的制造方法，基础粉采用水雾化制备的低合金粉末，之后配入一定量的铜、镍、铬、钼、镁、La、润滑剂和碳，机械混合40分钟后，压制，将烧结胚局推焊式烧结炉，在氨分解气氛中，温度在1000-1200℃进行烧结60-80分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：第一，La元素加入，可以细化晶粒，提高产品的机械性能，其导热性比现有技术提高4倍，抗压强度提高3倍；第二，本发明由于铜、镍、铬、钼、镁、润滑剂和碳易形成网状碳化物，碳化物与在相对软的基体上镶嵌着硬质点的组织结构，明显地提高气门座的耐磨、耐热、耐腐蚀以及抗冲击性；第三，气门座①硬度≥HRB125；②密度≥8.8g/cm³；③径向压溃强度≥955MPa；800小时可靠性试验转速n=2300 r/min，功率206kw，温度815℃，试验结果：平均磨损量0.0205mm。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例1：
一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 10-20%，Ni 10-20%，Cr 1-5%，Mo 2-6%，Mg 1-2%，La 1-2%，润滑剂 0.1-0.5%，C 0.8-1.2%，余量为Fe。
制备方法：基础粉采用水雾化制备的低合粉末+碳、铬、镍、钼、硅、硫、铜、钒混合40分钟，在制压后，用推捍式烧结炉，氨分解气氛，温度1000℃，烧结60分种，检测烧结坯硬度HR125；金相组织：马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物；径向压溃强度≥955MPa，密度≥8.8g/cm³。
实施例2
一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 10.9-19.3%，Ni12.3-19.0%，Cr 1.4-4.7%，Mo 2.3-5.5%，Mg 1.2-1.9%，La 1.1-1.9%，润滑剂 0.14-0.48%，C 0.9-1.2%，余量为Fe。
制备方法：基础粉采用水雾化制备的低合粉末+碳、铬、镍、钼、硅、硫、铜、钒混合40分钟，在制压后，用推捍式烧结炉，氨分解气氛，温度1050℃，烧结65分种，检测烧结坯硬度HR126；金相组织：马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物；径向压溃强度≥956MPa，密度≥8.9g/cm³。
实施例3：
一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 12.3-18.1%，Ni13.6-17.9%，Cr 1.7-4.4%，Mo 2.6-4.9%，Mg 1.4-1.8%，La 1.3-1.8%，润滑剂 0.26-0.42%，C 1.0-1.2%，余量为Fe。
制备方法：基础粉采用水雾化制备的低合粉末+碳、铬、镍、钼、硅、硫、铜、钒混合40分钟，在制压后，用推捍式烧结炉，氨分解气氛，温度1100℃，烧结69分种，检测烧结坯硬度HR127；金相组织：马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物；径向压溃强度≥958MPa，密度≥9.0g/cm³。
实施例4
一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 14.7-17.2%，Ni14.7-17.0%，Cr 2.1-3.9%，Mo 3.2-4.4%，Mg 1.5-1.8%，La 1.5-1.8%，润滑剂 0.32-0.38%，C 1.1-1.2%，余量为Fe。
制备方法：基础粉采用水雾化制备的低合粉末+碳、铬、镍、钼、硅、硫、铜、钒混合40分钟，在制压后，用推捍式烧结炉，氨分解气氛，温度1150℃，烧结73分种，检测烧结坯硬度HR129；金相组织：马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物；径向压溃强度≥960MPa，密度≥9.1g/cm³。
实施例5
一种高密度粉末冶金气门座，包括以下重量百分比的各组分：Cu 15.8-16.5%，Ni15.2-16.5%，Cr 2.4-3.6%，Mo 3.7-4.2%，Mg 1.6-1.7%，La 1.6-1.7%，润滑剂 0.34-0.36%，C 1.1-1.2%，余量为Fe。
制备方法：基础粉采用水雾化制备的低合粉末+碳、铬、镍、钼、硅、硫、铜、钒混合40分钟，在制压后，用推捍式烧结炉，氨分解气氛，温度1500℃，烧结80分种，检测烧结坯硬度HR130；金相组织：马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物；径向压溃强度≥962MPa，密度≥9.3g/cm³。
本发明气门座，在制造的时候首先将基础铁粉采用水雾化制成的低合金粉末，之后配入一定量的铜、镍、铬、钼、镁、La、润滑剂和碳，烧结坯置于推捍式烧结炉，在氨分解气氛中，温度在1000-1200℃烧结坯硬度大于HB125金相组织（马氏体+贝氏体+索氏体+合金碳化物），密度≥8.8m³。烧结后可获得强劲的合金基体上，均匀分布的硬质相，极大地提高产品的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性及径向压溃强度。
由于铜、镍、铬、钼、镁、La、润滑剂和碳的加入以及采用自润滑的固体材料，烧结后强劲的合金基体上，均匀分布的硬质相，同时形成了一层坚固的、粘着力强的氧化膜，极大地提高了气门座耐磨性、耐热性、耐腐蚀以及抗冲击性。

Claims (5)

1.一种高密度粉末冶金气门座，其特征是，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 10-20%，Ni 10-20%，Cr 1-5%，Mo 2-6%，Mg 1-2%，La 1-2%，润滑剂 0.1-0.5%，C 0.8-1.2%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种高密度粉末冶金气门座，其特征是，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 10.9-19.3%，Ni 12.3-19.0%，Cr 1.4-4.7%，Mo 2.3-5.5%，Mg1.2-1.9%，La 1.1-1.9%，润滑剂 0.14-0.48%，C 0.9-1.2%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高密度粉末冶金气门座，其特征是，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 12.3-18.1%，Ni 13.6-17.9%，Cr 1.7-4.4%，Mo 2.6-4.9%，Mg1.4-1.8%，La 1.3-1.8%，润滑剂 0.26-0.42%，C 1.0-1.2%，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种高密度粉末冶金气门座，其特征是，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 14.7-17.2%，Ni 14.7-17.0%，Cr 2.1-3.9%，Mo 3.2-4.4%，Mg1.5-1.8%，La 1.5-1.8%，润滑剂 0.32-0.38%，C 1.1-1.2%，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种高密度粉末冶金气门座，其特征是，所述气门座包括以下重量百分比的各组分：Cu 15.8-16.5%，Ni 15.2-16.5%，Cr 2.4-3.6%，Mo 3.7-4.2%，Mg1.6-1.7%，La 1.6-1.7%，润滑剂 0.34-0.36%，C 1.1-1.2%，余量为Fe。
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