[发明专利]用于内燃机中的排气阀的排气阀芯杆

权利要求书

1.一种用于内燃机中的排气阀的排气阀芯杆，所述排气阀芯杆具有轴和在所述轴的下端处的阀盘，所述阀盘的上表面处具有阀座区，其中阀盘由基体材料形成，阀座区由不同于基体材料的阀座材料形成，其特征在于，

所述阀座材料是镍基合金，所述合金以重量百分比且除去常见的杂质以及不可避免的残留量的去氧成分的方式被描述，所述合金至少包括：从34.0％至44.0％的Cr、总计量在至少2.8％至6.1％的范围内的Nb和Ta、从0.3％至2.0％的Ti、至多0.2％的Al、至多0.04％的B、至多0.8％的Fe、至多0.04％的C、至多0.4％的Si、以及平衡量的Ni，其中Ti+Nb+0.5×Ta的量在从3.4％至6.6％的范围内，并且其中在Ti的量大于1.5％的情况下，Nb+0.5×Ta的量小于3.0％。

2.根据权利要求1所述的排气阀芯杆，其特征在于，在所述阀座材料的合金中的Nb和Ta的总计量在3.2％至6.1％的范围内。

3.根据权利要求1所述的排气阀芯杆，其特征在于，在所述阀座材料的合金中的Nb、Ta和Ti的总计量在4.1％至6.6％的范围内。

4.根据权利要求1所述的排气阀芯杆，其特征在于，所述阀座材料的合金至少包括：从39％至41％的Cr、从3.2％至3.8％的Nb、从0.3％至0.7％的Ti、至多0.02％的Al、至多0.005％的B、至多0.5％的Co、至多0.2％的Cu、至多0.5％的Fe、至多0.5％的Mn、至多0.5％的Mo、至多0.01％的P、至多0.02％Zr、至多0.02％的C、至多0.2％的Si、至多0.02％的O、至多0.05％的N、以及平衡量的Ni。

5.根据权利要求1所述的排气阀芯杆，其特征在于，所述阀座材料的合金包括至多0.05％的Al。

6.根据权利要求1所述的排气阀芯杆，其特征在于，所述阀座材料的合金包括至多0.02％的Al、至多0.005％的B、至多0.5％的Co、至多0.2％的Cu、至多0.5％的Fe、至多0.5％的Mn、至多0.5％的Mo、至多0.01％的P、至多0.02％的Zr、至多0.02％的C、至多0.2％的Si、至多0.02％的O、至多0.05％的N、以及平衡量的Ni。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的排气阀芯杆，其特征在于，所述阀盘的基体材料是不锈钢。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的排气阀芯杆，其特征在于，在时效处理状态下的阀座材料具有下述主要机械性质：至少980MPa的屈服强度、至少1200MPa的极限拉伸强度以及至少19％的伸长率。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的排气阀芯杆，其特征在于，所述排气阀是在十字头型单流扫气两冲程内燃机中的阀。

10.一种用于制造用于内燃机中的排气阀的排气阀芯杆的方法，所述排气阀芯杆具有轴和在所述轴的下端处的阀盘，所述阀盘的上表面处具有阀座区，所述方法包括下述步骤：

a)提供由基体材料形成的阀盘，所述阀盘在其上表面上形成有环形凹部，所述凹部在阀盘的上表面的下方向下延伸一距离，其特征在于，

b)在所述凹部中提供如权利要求1所述的镍基合金的阀座材料，所述阀座材料不同于基体材料，

c)对所述阀座材料执行冷变形，

d)对所述阀盘进行热处理，从而使得通过在体心正方结构中沉淀γ″(Ni₃Nb)颗粒而硬化。

11.根据权利要求10所述的方法，其中与阀座材料相关的步骤b)涉及粉末冶金工艺。

12.根据权利要求10所述的方法，其中与阀座材料相关的步骤b)涉及热等静压工艺。

13.根据权利要求10所述的方法，其中与阀座材料相关的步骤b)涉及激光焊接工艺。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中在步骤b)和c)之间执行溶液热处理的中间步骤。

15.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中步骤d)的热处理具有至多9小时的持续时间。

16.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中在步骤c)中，所述阀座材料被通过轧制阀座材料的外表面而被冷变形。