[发明专利]一种粉末冶金气门导管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种粉末冶金气门导管及其制备方法。

背景技术

气门导管是汽车发动机气门的导向装置，对气门起导向作用，并使气门杆上的热量经气门导管传给汽缸盖。

在发动机工作过程中，气门导管工作温度较高，润滑较差，因此，在制造时多采用石墨含量较高的铸铁或铁基冶金材料制成，以提高其润滑性能。在实际使用中，由于温度高，通入气体，对导管内壁的耐磨性能和防锈性能要求也较高。

现有技术中，已经存在利用粉末冶金技术制造气门导管的应用，但是，仍然存在两方面问题：铁基粉末冶金防锈性能较差，只通过蒸汽防锈处理，并不能达到较好的效果；另一方面，虽然气门导管的强度不是考量其性能的一个至关重要的指标，但在实际中，安装和固定气门导管，对于其强度的要求也较高，因此，气门导管的强度和断裂韧性性能也是其重要的考量指标。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种粉末冶金气门导管及其制备方法。

本发明的技术方案：一种粉末冶金气门导管，由以下质量份数的各个组分制备而成：

铁粉80-99份、金属锡粉3-8份、石墨粉5-10份、金属铜粉5-12份、硫化镉2-5份、金属镍粉5-10份、纳米氧化铕1-3份、二氧化锰5-10份、铝粉3-10份、氮化硼4-7份和聚四氟乙烯3-8份。

作为优选，所述气门导管由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉85-96份、金属锡粉5-7份、石墨粉6-9份、金属铜粉7-10份、硫化镉3-5份、金属镍粉6-9份、纳米氧化铕1-3份、二氧化锰6-9份、铝粉4-9份、氮化硼4-6份和聚四氟乙烯4-6份。

更优地，所述气门导管由以下质量份数的各个组分制备而成：铁粉92份、金属锡粉6份、石墨粉8份、金属铜粉9份、硫化镉4份、金属镍粉7份、纳米氧化铕1份、二氧化锰7份、铝粉6份、氮化硼5份和聚四氟乙烯5份。

一种粉末冶金气门导管的制备方法，制备步骤如下：

（1）将所有组分放入搅拌机中进行混合，混合均匀后取出；

（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为200-300MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；

（3）将步骤（2）得到的毛坯件在真空环境下进行高温煅烧，温度600-950℃，压力200-500MPa，时间4-9h，煅烧结束后取出，冷却，得到预制件；

（4）将步骤（3）得到的预制件在高温蒸汽中处理3-5h，温度350-480℃；

（5）将步骤（4）经高温蒸汽处理的预制件放入润滑油中，进行浸油处理，时间6-12h；

（6）将步骤（5）经浸油处理的预制件放入整形模具中，进行定型加工，即得到所述粉末冶金气门导管。

作为优选，步骤（3）中高温煅烧的温度为850℃，压力425MPa。

有益效果：本发明提供的粉末冶金气门导管，是利用粉末冶金技术制备气门导管。为进一步提高气门导管的润滑性能和机械性能，本发明在现有铁基粉末冶金的基础之上进行改进。首先，改变传统铁基粉末冶金原料单一，功能性组分较少的问题。传统的原料配比大多是通用原料及配比，适合各种元件的制备，而缺乏对气门导管结构及性能的考量，因此，虽然能够达到一定效果，但是使用机械性能一般，使用寿命较短。其次，从制备工艺上进行适当改进，也利于粉末冶金的在制备过程中发生积极的物理、化学等系列反应。

因此，本发明提供的粉末冶金气门导管具有优良的防锈性能，同时内壁润滑性能优良，整体机械性能稳定，具有良好的抗压强度和断裂韧性。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1：

一种粉末冶金气门导管，由以下质量份数的各个组分制备而成：

铁粉80份、金属锡粉3份、石墨粉5份、金属铜粉5份、硫化镉2份、金属镍粉5份、纳米氧化铕1份、二氧化锰5份、铝粉3份、氮化硼4份和聚四氟乙烯3份。

一种粉末冶金气门导管的制备方法，制备步骤如下：

（1）将所有组分放入搅拌机中进行混合，混合均匀后取出；

（2）将步骤（1）中混合均匀的粉料放入模具进行模压成型，模压压力为225MPa，模压成型后取出的，得到毛坯件；