[发明专利]一种含纳米Fe粉末冶金气门座

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件，具体涉及一种含纳米Fe粉末冶金气门座，将予合金化粉末进行压制，烧结和机械加工，制得汽车零部件，属于汽车零部件冶金制造技术领域。

背景技术

气门座是汽车发动机配气机构中的重要部件，它与气门组成一对重要密封磨擦付，发动机工作时，气门座受到气门冲击，高温（530～870℃）燃烧气体的冲刷、腐蚀、以及燃烧产物、空气中灰尘的磨损，另外还受到热冷应力交替作用，它极易产生变形、烧损，甚至断裂，因此不但要求气门座材料耐磨、耐腐蚀、抗高温，还要求一定径向压溃强度。

发动机气门和气门座处于严酷的热力，化学和机械力状况下工作，其承受着高应力（发动机最高燃烧压力可达20MPa）、高工作温度（气门头低平面中心达870℃）和腐蚀环境（高温燃气侵蚀、硫化、V2O5）腐蚀和氧化作用）。

根据上述气门座的工作环境，为保证其工作可靠性和使用寿命，在不同的工作环境和不同燃料的情况下，必须尽快开发研究新材料和新工艺。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种含纳米Fe粉末冶金气门座，使本产品抗压强度高，具有很好的耐磨、耐热、耐腐蚀以及抗冲击性。

本发明的的是通过以下技术方案实现的，一种含纳米Fe粉末冶金气门座，化学成分及其含量为（Wt%）：碳：0.9-2.0，铬: 3.0-6.0，钼: 2.0-5.0，镍: 1.0-2.0，钴: 3.0-6.0，纳米Fe: 0.1-0.3， 铜: 12-30，二氟化钙: 0.08-0.12， 二硫化钼: 0.04-0.07，硫化锰: 0.05-0.08，云母: 0.1-0.5， 硅酸盐: 0.3-0.6，氮化硼: 0.08-0.12，铅: 0.08-0.12，石墨1.0-1.6，余量为铁。

优选地，所述气门座包括以下重量百分比wt％的各组分：碳1.0-1.8，铬3.5-6，钼2.5-5.0，镍1.3-2.0，钴5.5-6.0，纳米Fe 0.2-0.3，铜16.0-26.0，二氟化钙0.1-0.12，二硫化钼0.05-0.07，硫化锰0.06-0.08，云母0.16-0.5，硅酸盐0.3-0.6，氮化硼0.08-0.12，铅0.09-0.12，石墨1.1-1.5，余量为铁。

优选地，所述碳0.9-1.5，铬4.5-6.0，钼3.5-5.0，镍1.0-1.8，钴3.0-5.0，纳米Fe 0.1-0.25，铜18.0-25.0，二氟化钙0.08-0.11，二硫化钼0.05-0.07，硫化锰0.05-0.08，云母0.2-0.5，硅酸盐0.3-0.6，氮化硼0.08-0.12，铅0.1-0.12，石墨1.0-1.5，余量为铁。

上述含纳米Fe粉末冶金气门座的制造方法，基础粉采用水雾化制备的低合金粉末+几种配方量的高合金粉末（铬、钼、钴）及纳米Fe+配方量的自润滑性的固体材料（二硫化钼，硫化锰，云母，硅酸盐，氮化硼，铅，石墨）机械混合40分钟后，压制，将烧结胚局推焊式烧结炉，在氨分解气氛中，温度在1100-1150℃进行烧结40分钟。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明通过改进高压水雾化制粉技术以及合理添加一定含量的铬、钼、钴高合金和纳米Fe及自润滑的材料，通过机械混合、压制、烧结。由于铜溶浸工艺的采用，使气门座的导热性、热强度和耐磨性等物理性质和机械性能得到了显著的改善；

第二，纳米Fe元素加入，可以细化晶粒，提高产品的机械性能，因为铜溶浸工艺的采用，其导热性比现有技术提高3倍，抗压强度提高2倍；

第三，本发明由于碳高、铬、钼、钴和纳米Fe容易形成网状碳化物，这样，硬的碳化物与在相对软的基体上镶嵌着硬质点的组织结构，明显地提高气门座的耐磨、耐热、耐腐蚀以及抗冲击性；

第四，本发明采用具有自润滑性的固体材料：气门座的接触面在温度高于300℃后摩擦表面高温作用下，形成了一层具有坚固的、粘着力强的氧化膜，将气门和气门座两者接触面隔离，由于这样的氧化膜具有一定的润滑性，而起了良好的减磨作用；