[发明专利]一种轻质合金气门

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质合金气门，涉及发动机配气机构技术领域。

背景技术

气门作为发动机内部非常重要的零部件，伴随着发动机向高转速、高功率、低排放、低耗能方向发展应具备发下几点：（1）良好的耐磨性；（2）良好的耐热性、良好的导热性；（3）高温高压下仍能保持其硬度与强度，且能耐冲击；（4）高温下不会发生氧化腐蚀；（5）气门重量轻。气门的工作环境特别恶劣，高温（2200度左右）高压（6-10MPa）高磨损高运动频率（发动机3000转/分时，气门开闭1500次/分）普通气门在环境温度超过900度时，使用性能明显下降，导致气门使用寿命大幅度缩短。

还有现有用于制造气门的钛及钛铝基轻质合金主要有Ti合金和TiAl基合金。Ti合金热塑性成形性较好，但采用热挤压制坯＋终锻成型的方法制造气门，气门制造成本高。TiAl基合金由于热塑性成形性较差，气门制造采用的是粉末冶金方法，成本高。

因气门是发动机在工作过程中密封燃烧室和控制发动机气体交换的精密零件，气门与气门座构成的密封副工作条件十分恶劣，气门的表面处理对于保证发动机的可靠性至关重要。国外钛及钛铝基轻质合金气门采用的表面处理方法是等离子体渗碳、沉积AlxCr1-xN涂层等，其耐磨性能、耐腐蚀性能还不够理想，需进一步提高。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种能提高发动机高速性能，同时减轻气门对气门座的冲击、磨损，起到显著的节能、环保作用的一种轻质合金气门。

为此本发明采用的技术方案是：本发明包括β型γ-TiAl气门基体，β型γ-TiAl气门基体表面设TiB2表层。

本发明包括Ti45Al9V气门基体，Ti45Al9V气门基体表面设TiB2表层。

本发明的优点是：1）本发明采用β型γ-TiAl（Ti45Al9V等）高热塑性成形性的TiAl基合金，制造采用热挤压制坯＋终锻成型的方法，提高气门性能，降低气门制造成本；2）采用TiB2作为表层，TiB2是一种具有高耐热性、高耐蚀性、高硬度、高耐磨性、低摩擦系数等一系列性能的陶瓷材料，并且通过化学渗B的方法，即可在钛及钛铝基轻质合金表面形成TiB2，提高气门的耐磨性能以及使用寿命；经检测使整个气门运动惯性降低40％～50％，降低发动机高速运转噪声20％～30％，节省发动机燃料消耗6％～8%，提高发动机高速性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中1为β型γ-TiAl气门基体、2为TiB2表层。

具体实施方式

本发明包括β型γ-TiAl气门基体1，β型γ-TiAl气门基体1表面设TiB2表层2。

β型γ-TiAl具有优良的塑性，其加工过程为：将购买的圆棒状型材切割成所需挤压成气门毛坯的长度，进行加热到工艺规定温度后放入双工位挤压模具进行一次成型挤压，采用机械手将出模后一次成型的坯料迅速的放入终锻成型模具中进行终锻。