一种耐高温气缸排气门组制造技术

一种耐高温气缸排气门组，包括排气门和安装于排气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈，制造所述排气门具体步骤为：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：C 0.13-0.27%，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；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，气门弹簧座圈进行涂覆涂层涂层增加其表面耐磨性和硬度的效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种耐高温气缸排气门组
本专利技术涉一种耐高温气缸排气门组，属于汽车发动机配件

技术介绍
汽车发动机的配气机构是保证发动机在工作过程中，按一定时间使新鲜混合气进入气缸，并将燃烧后的废气排除气缸的工作机构，气门组件则是发动机进、排气的控制部分，气门组件工作是否正常，直接影响发动机的动力性。目前，气门组件包括气门、锁片、气门弹簧座、挺柱、垫片、气门弹簧等零件，气门的往复运动是靠凸轮轴作用挺柱或垫片，挺柱推动气门来实现的，现有气门和气门弹簧座通常采用重量较大耐冲击性能差，容易形成微裂纹影响气门组的使用寿命。
技术实现思路
一种耐高温气缸排气门组，包括排气门和安装于排气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈， 制造所述排气门具体步骤为: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:C 0.13-0.27%，Si 3.4-4%, Mo 2-3%, W 1-2%, Mn 0.8-0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 0.035%，Ti2-3%，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 °C，锻造变形量控制在65%-85%，镦粗速度为1Omm/s ； 锻造后进行多级调质热处理工艺:在1050-1080 °C保温1s后水淬，450-500 °C回火；然后980-1010°C保温1s后油淬，430-440°C回火；最后950_970°C保温1s后油淬，380-410°C 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°C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°C，保温3h，降温至820-850°C，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850°C进行油淬，油温控制在75°C ;清洗过程:去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在55°C ;回火:进行低温回火，控制炉温度190°C，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°C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%，Sn0.5-0.6%，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6-10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。上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1:8-9 %，T1:5_6%，Mn:2-3 %，Ni:0.8-0.9 %，Zn:0.6-0.7 %，Fe:0.3-0.4 %，W:0.2-0.3 %，Cr:0.1-0.2%，Co:0.08-0.09 %，Mg:0.05-0.06 %，Zr:0.02-0.03 %，Ce:0.01-0.02 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质； 上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的制备方法:包括以下步骤:按照上述元素比例准备原料，原料熔炼、分别对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈进行浇注，脱模后，得到的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的铸坯进行热处理:首先将铸坯进行加热，升温至700°C，升温速率50°C /小时，保温4小时，后降温至550°C，降温速率150°C /小时，后再次降温至3000C，降温速率50°C /小时，保温3小时，后再次降温至150°C，降温速率60°C /小时，保温4小时，后空冷至室温， 之后对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈铸坯表面涂覆氧化铝涂层，涂层厚度5-10微米，得到最终的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈。所述的一种耐高温气缸排气门组，排气门主体材料为:C 0.13%，Si 3.4%，Mo 2%，W 1%, Mn 0.8%，P 彡 0.035%，S 彡 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。所述的一种耐高温气缸排气门组，排气门主体材料为:C 0.27%，Si 4%，Mo 3%，W2%，Mn 0.95%，P 彡 0.035%，S 彡 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。所述的一种耐高温气缸排气门组，排气门主体材料为:C 0.2%，Si 3.7%, Mo 2.5%，W 1.5%, 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。所述的一种耐高温气缸排气门组，堆焊层材料为:Co 30%，Mo 4%，Cr 1%，Ni0.68%，B 0.2%，Ta 0.2%，Sn 0.5%，Gd 0.12%，C 0.05%，余量为 W。所述的一种耐高温气缸排气门组，堆焊层材料为:Co 35%，Mo 5%，Cr 2%，Ni0.95%，B 0.3%，Ta 0.6%，Sn 0.6%，Gd 0.26%，C 0.13%，余量为 W。所述的一种耐高温气缸排气门组，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。所述的一种耐高温气缸排气门组，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1:8 % , Ti:5 % ,Mn:2 % ,Ni:0.8 %，Zn:0.6 %，Fe:0.3 % ,W:0.2 % , Cr:0.1 %，Co:0.08 %，Mg:0.05 %，Zr:0.02 %，Ce:0.01 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质。所述的一种耐高温气缸排气门组，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1: 9 %，T1: 6 %，Mn: 3 %，N1: 0.9 %，Zn: 0.7 %，Fe: 0.4 % , W:0.3 % , Cr: 0.2 %，Co: 0.09 %，Mg: 0.06 % , Zr: 0.03 % , Ce: 0.02 %，余量为 Cu 及不可避免的杂质。所述的一种耐高温气缸排气门组，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为(重量百分比):A1:8.5 %，Ti:5.5 %，Mn:2.5 %，N1:0.85 % , Zn:0.65 %，Fe:0.35 %，W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温气缸排气门组，包括排气门和安装于排气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈，制造所述排气门具体步骤为：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：C 0.13‑0.27%，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850℃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55℃；回火：进行低温回火，控制炉温度190℃，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6‑10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，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为（重量百分比）：Al：8‑9﹪，Ti：5‑6﹪，Mn：2‑3﹪，Ni：0.8‑0.9﹪，Zn：0.6‑0.7﹪，Fe：0.3‑0.4﹪，W：0.2‑0.3﹪，Cr：0.1‑0.2﹪，Co：0.08‑0.09﹪，Mg：0.05‑0.06﹪，Zr：0.02‑0.03﹪，Ce：0.01‑0.02﹪，余量为Cu及不可避免的杂质；上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的制备方法：包括以下步骤：按照上述元素比例准备原料，原料熔炼、分别对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈进行浇注，脱模后，得到的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的铸坯进行热处理：首先将铸坯进行加热，升温至700℃，升温速率50℃/小时，保温4小时，后降温至550℃，降温速率150℃/小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温3小时，后再次降温至150℃，降温速率60℃/小时，保温4小时，后空冷至室温，之后对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈铸坯表面涂覆氧化铝涂层，涂层厚度5‑10微米，得到最终的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王华美，
申请(专利权)人：王华美，
类型：发明
国别省市：河南;41