本发明专利技术提出了一种恶劣工况柴油用机超高压共轨燃油喷射系统针阀体用钢，按重量百分比包括:C 0.3～0.5％,Si 0.8～1.2％,Mn 0.4～0.6％，S≤0.03％，P≤0.022％，Cr 5.0～6.0％，V 0.9～1.2％，Mo 0.35～0.4％，Ti 0.09～0.11％，N 0.020～0.050％，余量为Fe。该钢种具有较高的强度和硬度，具有更好的边界磨损性、磨粒磨损性和粘着磨损性，适合针阀偶件恶劣的工况。工况。
【技术实现步骤摘要】
恶劣工况柴油用机超高压共轨燃油喷射系统针阀体用钢
[0001]本专利技术涉及合金钢
，尤其是涉及一种恶劣工况柴油用机超高压共轨燃油喷射系统针阀体用钢。
技术介绍
[0002]柴油机共轨式燃油喷射技术于1986年专利技术以来经历了三代的发展，已经在电控、机械控制、材料加工等专利技术获得了较快的发展，目前该技术已成功的在国外以柴油发动机为动力的汽车上广泛使用，这是世界汽车工业为满足日益严格的废气排放标准的必然趋势。我国在该技术上起步稍晚，整个产业链合作较差，近几年一汽等大型国企开始加大投入，在设计、加工等方面取得了较大进步。
[0003]共轨系统集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。共轨式燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。它能够达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的精确控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。共轨系统与以前凸轮轴驱动的燃油喷射系统不同，共轨式燃油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。用电磁阀控制的喷油器替代传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关。共轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力。燃油喷射压力是柴油发动机的重要指标，因为它联系着发动机的动力、油耗、排放等。共轨柴油喷射系统已将燃油喷射压力提高到200MPa以上，超高的液压将对共轨系统用材料提出新的要求。
[0004]针阀体是柴油机燃油喷射系统的关键部件之一,是工艺要求很高的精密部件。是燃油喷射系统三大精密偶件中工作状况最恶劣、可靠性最差、寿命最短的偶件，对整个柴油机的性能和寿命影响最大。针阀体工作时所处的工作条件是十分恶劣的,机械负荷和热负荷较高,加上加工质量、热处理工艺以及安装使用等因素的影响,使得喷油器的主要问题是工作可靠性差、使用寿命短,成为柴油机系统最容易失效的零件。
[0005]针阀在喷油器调压弹簧的弹力和燃油压力的作用下，进行着高频率的往复运动，使针阀的密封锥面对针阀体座面产生强烈的高频冲击。在此冲击过程中，针阀体的接触表面材料发生塑性变形、加工硬化、疲劳等一系列过程。同时，针阀与针阀体之间的导向工作面的配合间隙极小，在往复运动过程中有复杂的磨损过程。随着油品的不同和工况的变化，可能为边界磨损、磨粒磨损、粘着磨损等不同性质。共轨系统工作时，燃油在高压作用下通过针阀偶件内部高速进入燃烧室，对针阀偶件形成强烈冲刷，所以燃油的高速冲蚀磨损也是针阀偶件的主要磨损形式。另外，针阀偶件有一部分伸入到燃烧室，与燃烧气体直接接触，燃烧温度达到400℃以上，因此针阀偶件应该在此温度具有优良的高温性能。从材料角
0.11％，N.050％，余量为Fe。
[0025]步骤二、铸造；模铸时浇铸钢锭，保持平稳的浇注速度以防止钢锭的成分偏析，连铸时钢包内高温钢液通过保护套管，浇进中间包，中间包过热度为15-40℃；中间包使用前完全清理、内表面为耐火涂层且不得有裂缝；中间包内的钢液经连铸结晶器，加电磁搅拌，以1.2m/min的拉速，浇注出250
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425mm2断面尺寸的合格连铸坯，依据不同的方坯尺寸浇注速度为1.60m/min，合格连铸坯进缓冷坑缓冷或热送；
[0026]步骤三、加热炉加热工艺；采用轧钢机热加工轧制方法，先将合格的钢坯表面进行清理，再将其热加工轧制至成品钢棒；采用的是分段式步进加热方式，钢坯在预热段温度低于800℃，然后在I加热段为1050℃，保温后进入II加热段，II加热段温度为1180℃，保温后进入均热段，均热段温度为1190℃，保温后出炉轧制，加热总时间220min，方坯料阴阳面温差25℃钢坯出炉；
[0027]步骤四、控制轧制工艺；钢坯出炉后，高压水除磷去氧化皮，开轧温度1115℃，终轧温度980℃，吐丝温度为900℃；
[0028]步骤五、吐丝后上斯泰尔缓冷线控冷，冷却速度1.5℃/s，冷却到400℃以下集卷，自然冷却并打捆包装。
[0029]本专利技术钢生产的针阀体用钢的组织，测试了其力学性能，保证抗拉强度Rm：980.90MPa，延伸率A：≥23.45％，断面收缩率Z：26.90％，冲击功KV2：≤15.60J。本实施例满足第三代共轨柴油喷射系统的材料要求，适合超高压针阀体内部超过200MPa的液压，在此液压条件下针阀不会有明显塑性变形，本专利技术的耐高温性能能够满足燃烧室温度达到400℃的工况要求，具有优良的切削加工性能和良好的脆性裂解性能，同时塑性稳定性好且疲劳性能佳，特别适合针阀体用钢的生产。该钢种具有较高的强度和硬度，具有更好的边界磨损性、磨粒磨损性和粘着磨损性，适合针阀偶件恶劣的工况。
[0030]实施例三
[0031]柴油机用超高压共轨燃油喷射系统针阀体用钢，按重量百分比包括:C 0.4％,Si 0.9％,Mn 0.5％，S0.02％，P≤0.015％，Cr 5.5％，V 1.1％，Mo 0.355％，Ti 0.010％，N 0.030％，余量为Fe。
[0032]一种柴油机用超高压共轨燃油喷射系统针阀体用钢的制造工艺，包含以下步骤：
[0033]步骤一、冶炼；在电弧炉中进行钢液初炼，相应吨位的钢包精炼，模铸或连铸；模铸时浇钢锭、钢锭开坯，连铸时为300
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425mm2断面尺寸的合格坯；在容量与电炉相匹配的钢包精炼炉上，进行钢液的精炼，去除钢中的有害气体和夹杂物，钢包入座、测温、分析，调整氩气压力8MPa；经LF炉初脱氧后补加合金块搅拌9分钟，按以下重量百分比调整化学成分：C 0.4％,Si 0.9％,Mn 0.5％，S0.02％，P≤0.015％，Cr 5.5％，V 1.1％，Mo 0.355％，Ti 0.010％，N 0.030％，余量为Fe。
[0034]步骤二、铸造；模铸时浇铸钢锭，保持平稳的浇注速度以防止钢锭的成分偏析，连铸时钢包内高温钢液通过保护套管，浇进中间包，中间包过热度为15-40℃；中间包使用前完全清理、内表面为耐火涂层且不得有裂缝；中间包内的钢液经连铸结晶器，加电磁搅拌，以1.4m/min的拉速，浇注出300
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425mm2断面尺寸的合格连铸坯，依据不同的方坯尺寸浇注速度为1.90m/min，合格连铸坯进缓冷坑缓冷或热送；
[0035]步骤三、加热炉加热工艺；采用轧钢机热加工轧制方法，先将合格的钢坯表面进行
清理，再将其热加工轧制至成品钢棒；采用的是分段式步进加热方式，钢坯在预热段温度低于800℃，然后在I加热段为1040℃，保温后进入II加热段，II加热段温度为1180℃，保温后进入均热段，均热段温度为1190℃，保温后出炉轧制，加热总时间230min，方坯料阴阳面温差26℃钢坯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.恶劣工况柴油用机超高压共轨燃油喷射系统针阀体用钢，其特征在于，按重量百分比包括:C 0.3～0.5％,Si 0.8～1.2％,Mn 0.4～0.6％，S≤0.0 3％，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，
申请(专利权)人：江苏省无锡交通高等职业技术学校，
类型：发明
国别省市：
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