发动机的进排气门座圈和进排气门组合制造技术

本发明专利技术涉及一种发动机的进排气门座圈和进排气门组合，包括发动机的进气门座圈和与其相配合的进气门，以及排气门座圈和与其相配合的排气门，含有Ni‑Co‑Mo‑Cr材料的粉末冶金的进排气门座圈，以及选用主要成分为Cr‑Si‑Mn‑P或Cr‑Mn‑Ni‑N的进气门、主要成分为Cr‑Mn‑Ni‑Nb‑W或盘部堆焊Cr‑W‑Ni‑Fe‑Mo的排气门，通过降低进气门座圈和进气门之间的磨损量、排气门座圈和排气门之间的磨损量，以达到解决天然气发动机机械挺柱气门间隙异常的问题。本发明专利技术而提高了进气门座圈和排气门座圈的耐磨性、耐热性和径向压溃强度，解决了因进气门座圈和进气门、排气门座圈和排气门间的异常磨损、变形而导致气门间隙异常等质量问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车发动机
，具体为一种高速天然气发动机的进气门座圈和进气门的匹配组合、排气门座圈和排气门的匹配组合。
技术介绍
汽车和发动机工业的发展导致了石油消耗的大幅度增加和越来越严重的排气污染，从而制约经济发展，危害环境和人体健康。理论和实践表明由于天然气辛烷值高，抗爆性能好；分子碳氢比低，燃烧后CO2排放低；燃烧特性好，因此发动机燃用天然气可以节约石油液体燃料，降低其尾气中的有害排放物和二氧化碳，减少城市PM2.5，降低温室气体排放，有利于节能环保的大政方针。但是，当发动机采用天然气燃料或以甲烷为主要成分的气体燃料时，进排气门座圈和进排气门磨损严重，导致机械挺柱气门间隙异常，不能满足发动机的设计要求。同时表明进排气门座圈的耐磨性难以与汽油机相比，因此必须提高进排气门座圈的耐磨性和耐热性，并且确保与其相配合的进排气门不会导致异常磨损。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种发动机的进排气门座圈和进排气门组合，以提高进排气门座圈的耐磨性和自润滑性，确保进排气门座圈不发生异常磨损，确保进排气门座圈对进排气门不会产生明显的攻击性，以此确保机械挺柱气门间隙始终保持在标准范围内。本专利技术是这样实现的，提供一种发动机的进排气门座圈和进排气门组合，包括发动机的进气门座圈和与其相配合的进气门，以及排气门座圈和与其相配合的排气门，所述进气门座圈和排气门座圈分别包括主工作区域和次工作区域，所述主工作区域和次工作区域两端面采用烧结工艺紧密贴合连接为一整体，可获得强劲的合金和均匀分布的硬质相，因而提高了进气门座圈和排气门座圈的耐磨性、耐热性和径向压溃强度，解决了因进气门座圈和进气门、排气门座圈和排气门间的异常磨损、变形而导致气门间隙异常等质量问题。主工作区域和次工作区域的内径和外径相等。进气门座圈和排气门座圈采用粉末冶金工艺制造。进气门座圈压装在气缸盖进气道内，排气门座圈压装在气缸盖排气道内，进气门与进气门座圈相接触，排气门与排气门座圈相接触，并与气缸盖组成燃烧室，起密封、传热、抗高温高压、抗磨损等作用。由于燃烧室的工作环境十分恶劣，因此进气门座圈、排气门座圈、进气门、排气门均处于高温、高压、高氧化等恶劣环境中。排气门座圈的主工作区域和排气门的工作环境相对于进气门座圈的主工作区域和进气门的工作环境更为恶劣。采用本专利技术可以增加产品的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性及径向压溃强度。所述进气门座圈的主工作区域的主要化学成分（重量百分比）为：C0.9%～1.0%、Si0.58%～0.62%、S0.70%～0.75%、Ni5.0%～7.0%、Cr3.0%～5.0%、Mo6.5%～8.5%、Co17.0%～21.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门主要化学成分（重量百分比）为：C0.45%～0.55%、S≤0.030%、Cr7.50%～9.50%、Si1.00%～2.00%、Mn≤0.60%、P≤0.030%、余量为Fe；或者所述进气门主要化学成分（重量百分比）为：C0.48%～0.58%、S≤0.030%、Cr20.00%～22.00%、Si≤0.35%、Mn8.00%～10.00%、P≤0.040%、Ni3.25%～4.50%、N0.35%～0.50%、余量为Fe，其中C加上N的含量≥0.90%；所述排气门座圈的主工作区域的主要化学成分（重量百分比）为：C0.98%～1.2%、Si0.97%～1.03%、S0.74%～0.76%、Ni5.0%～7.0%、Cr4.0%～6.0%、Mo10.0%～13.0%、Co22.0%～26.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述排气门主要化学成分（重量百分比）为：C0.45%～0.55%、P≤0.050%、S≤0.030%、Si≤0.45%、Cr20.00%～22.00%、Mn8.00%～10.00%、Ni3.50%～5.00%、Nb1.80%～2.50%、W0.80%～1.50%，余量为Fe，其中C加上N的含量≥0.90%；或者所述排气门的盘部表面堆焊，堆焊的材料为：C0.9%～1.4%、Si0.7%～1.55%、Mn≤0.5%、Cr28.0%～30.0%、W3.5%～5.5%、Ni≤3.0%、Fe≤3.0%、Mo≤1.0%、余量为Co。本专利技术在不改变进气门座圈和排气门座圈的结构的基础上，分别增加进气门座圈和排气门座圈的主工作区域合金材料Ni、Co、Cr、Mo的重量百分比，且排气门座圈中Ni、Co、Cr、Mo的重量百分比提高很多，从而实现排气门座圈比进气门座圈具有更高的耐磨性。排气门的材料等级高于进气门，以使排气门和排气门座圈的匹配、进气门和进气门座圈的匹配能够达到最优。进一步地，所述进气门座圈的次工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、S0.2%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述排气门座圈的次工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、S0.2%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe。进一步地，所述进气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C0.9%、Si0.6%、S0.75%、Ni5.5%、Cr3.5%、Mo6.5%、Co17.5%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门的化学成分（重量百分比）为：C0.45%、S0.020%、Cr7.50%、Si1.00%、Mn0.50%、P0.030%、余量为Fe。进一步地，所述进气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、Si0.6%、S0.75%、Ni6.0%、Cr4.0%、Mo7.5%、Co19.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门的化学成分（重量百分比）为：C0.48%、Si0.30%、S0.030%、Cr20.00%、Mn8.00%、P0.040%、Ni3.25%、N0.50%、余量为Fe。进一步地，所述进气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C0.9%、Si0.58%、S0.70%、Ni5.0%、Cr3.0%、Mo8.5%、Co17.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门的化学成分（重量百分比）为：C0.55%、S0.030%、Cr9.50%、Si2.00%、Mn0.60%、P0.030%、余量为Fe。进一步地，所述进气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、Si0.62%、S0.70%、Ni7.0%、Cr5.0%、Mo8.0%、Co21.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门的化学成分（重量百分比）为：C0.58%、S0.020%、Cr22.00%、Si0.35%、Mn10.00%、P0.030%、Ni4.50%、N0.35%、余量为Fe。进一步地，所述排气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、Si1.0%、S0.75%、Ni6.0%、Cr5.0%、Mo11.5%、Co24.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述排气门的化学成分（重量百分比）为：C0.45%、P0.050%、S0.030%、Si0.40%、Cr22.00%、Mn10.00%、Ni5.00%、Nb2.50%、W1.50%、N0.60%、余量为Fe。进一步地，所述排气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机的进排气门座圈和进排气门组合，包括发动机的进气门座圈和与其相配合的进气门，以及排气门座圈和与其相配合的排气门，所述进气门座圈和排气门座圈分别包括主工作区域和次工作区域，所述主工作区域和次工作区域两端面紧密贴合连接为一整体，其特征在于，所述进气门座圈的主工作区域的主要化学成分（重量百分比）为：C 0.9%～1.0%、Si 0.58%～0.62%、S 0.70%～0.75%、Ni 5.0%～7.0%、Cr 3.0%～5.0%、Mo 6.5%～8.5%、Co 17.0%～21.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门主要化学成分（重量百分比）为：C 0.45%～0.55%、S≤0.030%、Cr 7.50%～9.50%、Si 1.00%～2.00%、Mn≤0.60%、P≤0.030%、余量为Fe；或者所述进气门主要化学成分（重量百分比）为：C 0.48%～0.58%、S≤0.030%、、Cr 20.00%～22.00%、Si≤0.35%、Mn 8.00%～10.00%、P≤0.040%、Ni 3.25%～4.50%、N 0.35%～0.50%、余量为Fe，其中C加上N的含量≥0.90%；所述排气门座圈的主工作区域的主要化学成分（重量百分比）为：C 0.98%～1.2%、Si 0.97%～1.03%、S 0.74%～0.76%、Ni 5.0%～7.0%、Cr 4.0%～6.0%、Mo 10.0%～13.0%、Co 22.0%～26.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述排气门主要化学成分（重量百分比）为：C 0.45%～0.55%、P≤0.050%、S≤0.030%、Si≤0.45%、Cr 20.00%～22.00%、Mn 8.00%～10.00%、Ni 3.50%～5.00%、Nb 1.80%～2.50%、W 0.80%～1.50%、N 0.40%～0.60%、余量为Fe，其中C加上N的含量≥0.90%；或者所述排气门的盘部表面堆焊，堆焊的材料为：C 0.9%～1.4%、Si 0.7%～1.55%、Mn≤0.5%、Cr 28.0%～30.0%、W 3.5%～5.5%、Ni≤3.0%、Fe≤3.0%、Mo≤1.0%、余量为Co。...

【技术特征摘要】
1.一种发动机的进排气门座圈和进排气门组合，包括发动机的进气门座圈和与其相配合的进气门，以及排气门座圈和与其相配合的排气门，所述进气门座圈和排气门座圈分别包括主工作区域和次工作区域，所述主工作区域和次工作区域两端面紧密贴合连接为一整体，其特征在于，所述进气门座圈的主工作区域的主要化学成分（重量百分比）为：C0.9%～1.0%、Si0.58%～0.62%、S0.70%～0.75%、Ni5.0%～7.0%、Cr3.0%～5.0%、Mo6.5%～8.5%、Co17.0%～21.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门主要化学成分（重量百分比）为：C0.45%～0.55%、S≤0.030%、Cr7.50%～9.50%、Si1.00%～2.00%、Mn≤0.60%、P≤0.030%、余量为Fe；或者所述进气门主要化学成分（重量百分比）为：C0.48%～0.58%、S≤0.030%、、Cr20.00%～22.00%、Si≤0.35%、Mn8.00%～10.00%、P≤0.040%、Ni3.25%～4.50%、N0.35%～0.50%、余量为Fe，其中C加上N的含量≥0.90%；所述排气门座圈的主工作区域的主要化学成分（重量百分比）为：C0.98%～1.2%、Si0.97%～1.03%、S0.74%～0.76%、Ni5.0%～7.0%、Cr4.0%～6.0%、Mo10.0%～13.0%、Co22.0%～26.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述排气门主要化学成分（重量百分比）为：C0.45%～0.55%、P≤0.050%、S≤0.030%、Si≤0.45%、Cr20.00%～22.00%、Mn8.00%～10.00%、Ni3.50%～5.00%、Nb1.80%～2.50%、W0.80%～1.50%、N0.40%～0.60%、余量为Fe，其中C加上N的含量≥0.90%；或者所述排气门的盘部表面堆焊，堆焊的材料为：C0.9%～1.4%、Si0.7%～1.55%、Mn≤0.5%、Cr28.0%～30.0%、W3.5%～5.5%、Ni≤3.0%、Fe≤3.0%、Mo≤1.0%、余量为Co。2.如权利要求1所述的发动机的进排气门座圈和进排气门组合，其特征在于，所述进气门座圈的次工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、S0.2%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述排气门座圈的次工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、S0.2%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe。3.如权利要求1或2所述的发动机的进排气门座圈和进排气门组合，其特征在于，所述进气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C0.9%、Si0.6%、S0.75%、Ni5.5%、Cr3.5%、Mo6.5%、Co17.5%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门的化学成分（重量百分比）为：C0.45%、S0.020%、Cr7.50%、Si1.00%、Mn0.50%、P0.030%、余量为Fe。4.如权利要求1或2所述的发动机的进排气门座圈和进排气门组合，其特征在于，所述进气门座圈的主工作区域的化学成分（重量百分比）为：C1.0%、Si0.6%、S0.75%、Ni6.0%、Cr4.0%、Mo7.5%、Co19.0%、其他杂质≤2.0%、余量为Fe；所述进气门的化学成分（重量百分比）为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志玉，欧阳金梅，施永生，刘伟，
申请(专利权)人：江苏上淮动力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32