[发明专利]表面石墨烯强化的新型发动机气门材料

权利要求书

1.一种表面石墨烯强化的新型发动机进气门材料及其制备方法，所述进气门的基体材料成分为：C:0.30～0.40%；Si:0.05～0.1%；Mo:0.1～0.2%；Mn:0.50～0.80%；Cr:0.80～1.10%；W:0.50～1.0%；Ce:0.1～0.2%;Nb:0.05～0.1%；Cu:0.05～0.1%；余量为纯度大于99.8%的Fe，所述纯度为99.8%的Fe中的杂质重量百分比含量为：Ni:≤0.013%；P:≤0.015；S:≤0.015；Cu:≤0.010%；气门的锥面含有非晶合金层，厚度200-500微米，气门的表面有石墨烯层；其制备方法包括如下工艺步骤：

（1）按照合金成分范围准备配料，将合金材料混合均匀；

（2）采用真空感应炉熔炼，温度控制在1600～1650℃，熔炼２～２.5小时；

（3）分别在1100℃、1050℃、950℃进行三次锻造，控制变形比大于70％，得到进气门毛坯；

（4）在800-850℃下保温1-1.5h，淬火，然后加热到450-500℃，保温2-2.5小时，最后空气冷却；

（5）熔炼非晶合金：按照该合金的原子比配置原料，进行真空熔炼，浇注冷却后得到非晶合金，其中非晶合金含有Zr、Ti、Mo、Al、W、V、B等元素，其中Zr、Ti、Mo、Al的原子比为50：15：8：12；

（6）采用铣床加工对锥面进行表面光洁度处理；

（7）在锥面焊接非晶合金；

（8）进行表面光洁度处理，再采用化学气相沉积（CVD）法在气门表面沉积一层石墨烯；沉积过程利用CH4为碳源、H2为载气，温度为900~1000℃，降温的速度为15℃/s。

2.根据权利要求1所述的进气门的制备方法，其特征在于，所述非晶合金包含但不限于Zr₅₀Ti₁₅Mo₈Al₁₂W₈V₅B₂、Zr₅₀Ti₁₅Mo₈Al₁₂W₅V₅B₅、Zr₅₀Ti₁₅Mo₈Al₁₂W₇V₆B₂。

3.根据权利要求1所述的进气门的制备方法，其特征在于，步骤（7）中所述的焊接方法包含但不限于钎焊、扩散焊、堆焊。

4.根据权利要求1所述的进气门的制备方法，其特征在于，步骤（8）中沉积的石墨烯的厚度控制在50-500nm。