[发明专利]一种粉末冶金进排气阀座圈及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种粉末冶金进排气阀座圈及其制备方法。

背景技术

传统的内燃机，为了控制燃料流入气缸和燃烧的废气从汽缸中排出，均设有气门系统，又称阀系统。当进气阀与排气阀都关闭时，缸盖就处于气密性状态，这时的密封面就是阀座。 由于内燃机系统的工作条件十分严酷，气门头部温度一般高达800～1000℃，排气门阀座经常处于高温、高压、强腐蚀等严酷工况下,工作温度一般高达500～750℃；同时燃烧的废气具有强腐蚀性。当气门借助弹簧处于闭合的密封位置时，弹簧对阀座施加很高的载荷。而气门的开闭通常都是通过转动来完成的，这样，气门与阀座表面的磨损非常严重。因此，人们通过在阀座上镶嵌阀座圈来补强。传统的柴油汽车发动机进、排气门阀座圈通常采用高铬铸铁材料，经加工和热处理制造而成。由于通过铸造生产的铸铁类阀座圈磨损快，存在环境污染问题。再现在柴油汽车发动机的排放要求，铸造生产的进、排气门阀座圈已经满足不了排放要求，主要反映在阀座的磨损快，使用一段时间，由于磨损导致排放超标。 

 粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。

粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。粉末冶金技术能取代传统的制造工艺，为广大传统企业节约成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉末冶金进排气阀座圈及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种粉末冶金进排气阀座圈，由下列重量份的原料制成：铁粉88-90、铬0.4-0.8、钴0.4-0.8、钒0.4-0.8、Mg 0.6-1.2、Ni 1.2-1.6、Zn 0.15-0.25、Mn 0.1-0.2、Zr 0.4-0.8、Cr 0.5-0.1、助剂2-3；

所述的助剂由下列重量份的原料制成：铁粉30-34、氢氧化铝2-3、硫酸锌1-2、麦饭石1-2、纳米碳1-2、玉石2-3、聚异丁烯2-3、铝酸酯偶联剂DL-411 1-2、碳化硅粉2-3；制备方法是将铁粉、氢氧化铝、硫酸锌、麦饭石混合，研磨成200-300目粉末，然后加入铝酸酯偶联剂DL-411混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。

本发明所述粉末冶金进排气阀座圈，由以下具体步骤制成：

（1）将铁粉、铬、钴、钒、Mg、Ni混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-11Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-650℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；

（2）将其它剩余成分混合均匀；

（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀65-95分钟后，装入模具，压制成坯；

（4）将压坯放在烧结炉中，以9-12℃/分钟速率升温至350-450℃条件下烧结1-2小时；然后以5-7℃/分钟速率升温至1075-1160℃条件下烧结2-3小时；最后空气中冷却至室温即可。

本发明耐腐蚀和耐磨损性能好，抗拉强度高，热硬度性能好，有效降低了阀座圈的磨损，避免了阀座圈工作时的脱落，延长了阀座圈的使用寿命。  

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种粉末冶金进排气阀座圈，由下列重量份（公斤）的原料制成：铁粉88、铬0.4、钴0.4、钒0.4、Mg 0.6、Ni 1.2、Zn 0.15、Mn 0.1、Zr 0.4、Cr 0.5、助剂2；