[发明专利]具有抗腐蚀耐磨功能的内燃机高合金气门座制造技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有抗腐蚀耐磨功能的内燃机高合金气门座制造技术，属于气门座圈制造技术领域。

背景技术

高合金是由多种稀有贵重金属组成的新材料，具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐磨性，以前主要应用于航天航空领域。由于发动机向高速、增压、强化方面发展以及需要不断适应环保日趋严格的要求，因而必须提高发动机的整体性能，这给气门座材料提出了新的课题。在国外，美国康明斯公司于20世纪90年代初率先研制成功了具有世界先进水平的高级依通化学合金气门座，应用于汽车、航空、船舶等不同燃料环境的高性能发动机上，其气门座材料在世界重型发动机行业具有国际领先水平。

在国内，近年来引进的国外发动机中，如重庆康明斯发动机有限公司生产的康明斯K、N系列发动机、广西玉柴引进的YC6112型柴油发动机、东风康明斯柴油发动机有限公司引进的康明斯C系列发动机等，都需用高合金气门座。因国内目前尚无专业厂家生产同类产品与其配套，所以国内上述企业生产高性能发动机所需气门座大多依靠进口解决。重庆康明斯发动机厂为了彻底解决康明斯发动机部件国产化的难题，曾在全国范围内寻求合作厂家，希望研制适用于高速增压中冷发动机的高合金气门座。目前国内应用的气门座材质(如青海大学研制的气门座和山东省乳山县活塞环厂、东海气门座有限公司研制生产的气门座)，主要为高镍合金(含有C、Cr、Mn、Mo、M、P、S、V)和铬钼钒稀土系耐热耐磨铸铁材料。许多厂家在研制生产环保型内燃机气门座过程中因其工艺技术难度极大，而未能成功。现有个别相关研究所在进行该气门座的研制，但未能真正解决内部缩松和裂纹的缺陷，其收成率只有50％，有时甚至整批报废，因此国内开展高合金气门座的研究开发尚处于起步阶段。

环保型内燃机高合金气门座，其铸造生产工艺难度极大，在铸造生产过程中，存在的难题是：1、极易产生氧化及夹渣；2、内部缩松和裂纹；3、主要机械性能难以保证达到设计要求。上述问题是生产高合金气门座的主要障碍因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗腐蚀耐磨功能的内燃机高合金气门座制造技术，以便生产制造出抗腐蚀、耐磨、耐热的内燃机高合金气门座。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种具有抗腐蚀耐磨功能的内燃机高合金气门座制造技术，高合金气门座化学成份以质量百分比计分别为：Cr：6.40，W：11.00，Co：60.00，Mo：20.00，Ni：1.40，V：0.6，Fe：0.6；通过对加入微量钒的高合金化学成份进行优化设计，保证了气门座产品的机械性能超过国际标准要求；采用硅溶胶制壳工艺和真空感应电炉熔炼方法，解决了抗腐蚀耐磨合金气门座在铸造过程中极易产生氧化、内部缩松和裂纹、夹渣的缺陷，使发明产品质量稳定可靠，提高了产品的收成率，其关键点包括三部分，一是优化高合金化学成份，并加入微量的钒；二是采用硅溶胶制壳工艺制作高合金气门座；三是采用先进的真空熔炼技术。

进一步地，所述硅溶胶制壳工艺具体步骤如下：

(1)蜡模组合：进入组合工序的蜡模件及蜡模必须是经修饰检验合格的，不应有料滴、飞边及其它赃物粘附，模件表面不允许有鼓胀、缩陷、缺坑等缺陷；模件在蜡棒上按四方组合，模件间距≥5㎜，成水平方向，最底一层模件与蜡棒底面保持在一个平面上或略高于蜡棒；模件组合应牢固，避免虚焊现象；

(2)模组清洗：模组制壳前应将模组浸入清洗液中进行彻底清洗，以去除油污；

(3)制壳：准备好所需原料，检查是否变质；先将硅溶胶倒入搅拌机内加入规定量的粉料，并用手将粉料团搓碎，搅拌5h后再加入消泡剂；采用以下涂料配比及控制参数；