[发明专利]天然气发动机的气门座

说明书

技术领域：

本发明是关于发动机的气门座，特别是关于使用天然气作燃料的发动机的气门座。

背景技术：

以石油制成品-汽油、柴油为燃料的内燃式发动机是当今世界机动车辆的主要动力装置，自该内燃式发动机问世以来，其保有量不断猛增，每年消耗的汽、柴油也扶摇直上，这不仅使不可再生的石油资源日渐枯竭，而且产生了大量的氮氧化合物和硫、磷等有害气体，污染环境，增强了地球温室效应。为此，各国均对开发环保型的新燃料表现了极大的性趣和关注，其中，天然气不仅储量丰富，而且其燃烧后主要生成水蒸气和二氧化碳，没有氮氧化合物、硫、磷等有毒害的气体排放，被公认为一种具有发展前景的清洁燃料。由于天然气燃烧的工况与汽油和柴油有较大的差异，因此现有的针对燃烧汽油和柴油来设计和制造的发动机使用天然机作燃料时，需要对某柴零部件的材质作某些调整，例如气门座，很易气蚀和磨损，使用寿命短。现有发动机的气门座一般使用5G21Mn9Ni4N或2Cr21Ni12N耐热钢棒制造，但在使用天然气作燃料时，容易气蚀和磨损，致使气门关闭不严密，发动机功率下降，经济性变差，使用寿命缩短。为此，ZL200820150136.0实用新型专利提供了一种含C 0.9～1.2％、Cr3.7～7.7％、Co3.3～7.5％、Cu12.9～21.3％、其余为Fe(重量百分比)的粉末冶金材料制造的专门用于天然气发动机的气门座。虽然该气门座由于材料成份和比例与传统气门座不同，具有比传统材料制成的气门座更优的抗蚀耐磨性，但尚不能经受长期燃烧天然气对气门座所造成的损害。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种天然气发动机的气门座，解决用新的合金材料缓解由于天燃气的燃烧工况引起的磨损和气蚀速度的技术问题，使其密封性和使用寿命达到现有汽油机或柴油机水平。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种天然气发动机的气门座，其特征在于：该气门座的材料是镍基合金，其成分的重量百分比为：

Cr20～31％   W10～18％  Fe≤12％ Si≤2.0％

C1.5～3.0％  Mo≤0.1％  V≤0.1％ Ni余量。

具体实施方式：

本发明使用含W70％以上的钨铁、含V50％以上的钒铁、含Mo60％以上的钼铁和纯度在99％以上的金属铬为主要原料，并加入适量的增碳剂、作为去氧剂的硅钙和作为熔剂的石灰，在碱性熔炉或坩锅内，加温至1650℃以上高温进行熔化成镍基合金，通过调整原料的投入量控制熔化的镍基合金的成份(重量百分比)在下述范围内：

Cr20～31％   W10～18％  Fe≤12％  Si≤2.0％

C1.5～3.0％  Mo≤0.1％  V≤0.1％  Ni余量。

将上述融熔的镍基合金用脱蜡铸造的办法先制成气门座毛坯，自冷后其硬度可达HRC36～48。再经机械加工，热处理制得合乎要求的气门座。该气门座安装在以天然气为燃料的发动机上，经实际运行验证，其密封性和使用寿命与使用汽油和柴油作燃料的发动机的气门座无差别。