CN109396442A

CN109396442A - 一种镍铬稀土粉末冶金气门座

Info

Publication number: CN109396442A
Application number: CN201811283355.0A
Authority: CN
Inventors: 杨爱云
Original assignee: YIZHENG CHANGDA POWDER METALLURGY PRODUCT CO Ltd
Current assignee: YIZHENG CHANGDA POWDER METALLURGY PRODUCT CO Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明公开了一种镍铬稀土粉末冶金气门座，属于汽车零部件的冶金技术领域，其化学成分及其含量（wt%）为：C:0.7~1.4%、Ni:9~16%、Cr:5.2~9.5%、Si:0.8~1.7%、Ti:0.1‑1.0%、稀土元素:0.05~0.1%、硬脂酸锌:0~1%，余量为Fe。本发明的气门座，在制备时是首先将基础铁粉采用水雾化制成的基础粉末，之后配入一定量的镍、铬、硅、钛、稀土元素合金粉，通过机械混合、压制、烧结。使气门座热强度和耐磨性等物理性质和机械性能得到显著的改善。

Description

一种镍铬稀土粉末冶金气门座

技术领域

本发明属于冶金技术领域，将予合金化粉末进行压制、烧结和机加工，制得汽车零部件的冶金领域。

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，甚至是断裂，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(气门头至平面中心达870℃)和腐蚀环境(高温燃气侵蚀、硫化)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燃用不同的燃料的情况下，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镍铬稀土粉末冶金气门座。本发明产品抗压强度高，具有耐磨、耐腐蚀、抗高温以及抗冲击。特别适合高度性能汽车发动机的需要。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种镍铬稀土粉末冶金气门座，化学成分及其含量(wt％)为：C:0.7～1.4％、Ni:9～16％、Cr:5.2～9.5％、Si:0.8～1.7％、Ti:0.1-1.0％、稀土元素:0.05～0.1％、硬脂酸锌:0～1％，余量为Fe。

优选地，所述气门座的化学成分及其含量(wt％)为：C:1.1％、Ni:11.5％、Cr:6.2％、Si:1.1％、Ti:0.6％、稀土元素:0.2％、硬脂酸锌:0～1％，余量为Fe。

优选地，所述气门座的化学成分及其含量(wt％)为：C:1.2％、Ni:13.7％、Cr:8.5％、Si:1.4％、Ti:0.7％、稀土元素:0.6％、硬脂酸锌:0～1％，余量为Fe。

优选地，所述气门座的化学成分及其含量(wt％)为：C:1.2％、Ni:15.6％、Cr:9.3％、Si:1.6％、Ti:0.9％、稀土元素:0.9％、硬脂酸锌:0～1％，余量为Fe。

与现有粉末冶金气门座技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一、本发明通过改进高压水雾化制粉技术以及合理添加一定含量的镍、铬、硅、钛、稀土元素合金等合金粉末，通过机械混合、压制、烧结，使气门座热强度和耐磨性等物理性质和机械性能得到显著的改善。进行烧结，气门座烧结坯硬度为HRC40～50，金相组织为：马氏体+贝氏体+A残+硬质相，密度≥7.6g/cm³。烧结后可获得强劲的合金基体上均匀分布的硬质相，极大的提高了产品的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性及径向压溃强度。

第二、气门座经烧结形成了在相对软的基本上镶嵌着硬质点的组织结构，明显提高了气门座的耐磨性。本专利产品(上汽别克GL18)已通过上海汽车股份有限公司技术中心一部发动机性能试验及可靠性试验认可，产品性能满足使用要求，不仅能大量应用于轻型汽车，而且能日益广泛用于汽车(轿车)高性能汽车。

第三、本发明的气门座用的是镍、铬、硅、钛、稀土元素合金材料，不仅具有较高的温度强度和高温稳定性，良好的耐磨檫性能和耐磨损性能，适合高性能发动机的需要。

具体实施方式

一种镍铬稀土粉末冶金气门座，化学成分及其含量(wt％)为：C:0.7～1.4％、Ni:9～16％、Cr:5.2～9.5％、Si:0.8～1.7％、Ti:0.1-1.0％、稀土元素:0.05～0.1％、硬脂酸锌:0～1％，余量为Fe。

本发明的气门座，在制备时首先将基础铁粉采用水雾化制成的基础粉末，之后配入一定量的镍、铬、硅、钛、稀土元素合金粉、0.8～1.2％的C粉及0.8硬脂酸锌。经过30分钟机械混合、压制后将生胚置入推杆式烧结炉烧结，在氨分解气氛中，温度1100～1150℃进行烧结，气门座烧结坯硬度HRC≥40，再通过-150℃冷冻处理，经过200℃回火后烧结硬度为HRC40～50，密度≥7.6g/cm^3，金相组织为马氏体+贝氏体+A残+硬质相，烧结后获得强劲的合金基本上均匀分布的硬质相，极大的提高了气门座的耐磨性能。

润滑剂优选硬脂酸锌。

下面将对本发明实施中的技术方案进行描述，所描述的实例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施例。

下面是三个具体实施例气门座化学成分及其含量(wt％)

如表1所：

表1三个具体实施例气门座化学成分及其含量

表2三个具体实施例气门座的性能参数

按照可靠性试验规范，将上述实例1.2.3研究开发的气门座产品在试验台架上进行全速全负荷试验，累计运行200小时，经拆机检验，气门座尺寸全部在公差范围内，未见磨损，气门没有下沉，使用情况良好。

试验所用上海通用别克GL18汽油发动机转速高，扭矩大，气门落座时拍击力大，而且排气温度较高，为850±10℃，使用条件相当恶劣，用同一条件试验的其他几种材料的气门座，在试验到50-60小时时，气门座都有不同程度的下沉，上述试验结果表明，本发明气门座具有优异的耐热、耐磨、耐冲击性能，特别适合用于高性能的汽车(轿车)。

Claims

1.一种镍铬稀土粉末冶金气门座，其特征在于，所述气门座化学成分及其含量（wt%）为：C:0.7~1.4%、Ni:9~16%、Cr:5.2~9.5%、Si:0.8~1.7%、Ti:0.1-1.0%、稀土元素:0.05~0.1%、硬脂酸锌:0~1%，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机粉末冶金气门座，其特征在于，化学成分及其含量为：C:0.8~1.3%、Ni:9.5~15%、Cr:5.8~9.3%、Si:0.9~1.6%、Ti:0.6-1.0%、稀土元素:0.2~0.9%、硬脂酸锌:0~1%，余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的镍铬稀土粉末冶金气门座，其特征在于，所述气门座的化学成分及其含量为：C:1.1%、Ni:11.5%、Cr:6.2%、Si:1.1%、Ti:0.6%、稀土元素:0.2%、硬脂酸锌:0~1%，余量为Fe。

4.根据权利要求1所述的镍铬稀土粉末冶金气门座，其特征在于，所述气门座的化学成分及其含量为：C:1.2%、Ni:13.7%、Cr:8.5%、Si:1.4%、Ti:0.7%、稀土元素:0.6%、硬脂酸锌:0~1%，余量为Fe。

5.根据权利要求1所述的镍铬稀土粉末冶金气门座，其特征在于，所述气门座的化学成分及其含量为：C:1.2%、Ni:15.6%、Cr:9.3%、Si:1.6%、Ti:0.9%、稀土元素:0.9%、硬脂酸锌:0~1%，余量为Fe。