[发明专利]高强度发动机粉末冶金气门座及其制作工艺

说明书

本发明公开了高强度发动机粉末冶金气门座及其制作工艺，化学成分及其质量百分比为：C:0.4～2.0%、Cr:0.5～5%、Mo:5～15%、Ni:0.2～2%、Co:0.4～2%、Cu:10～20%，S:0.01‑0.5%,余量为Fe。本发明的气门座，在制备是首先将基础铁粉采用水雾化制成的基础粉末，之后配入一定量的铬、钼、钴、镍等合金粉，通过机械混合、压制、烧结。使气门座热强度和耐磨性等物理性质和机械性能得到显著的改善。可满足高强度发动机的工作要求。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体是高强度发动机粉末冶金气门座及其制作工艺，本发明将予合金化粉末进行压制、烧结和机加工，制得汽车零部件。

背景技术

气门座是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，甚至是断裂，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(气门头至平面中心达870℃)和腐蚀环境(高温燃气侵蚀、硫化)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燃用不同的燃料的情况下,必须尽快开发研究新材料和新工艺。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供高强度发动机粉末冶金气门座及其制作工艺，本发明产品具有高强度、高硬度，具有良好的耐磨耐腐蚀性和润滑性。

本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：高强度发动机粉末冶金气门座，其特征在于，该气门座的化学成分及其质量百分比为：C:0.4～2.0％、Cr:0.5～5％、Mo:5～15％、Ni:0.2～2％、Co:0.4～2％、Cu:10～20％，S:0.01-0.5％,余量为Fe。

优选地，该气门座的化学成分及其质量百分比为：C:0.8～1.8％、Cr:0.6～4.9％、Mo:6～14％、Ni:0.5～1.8％、Co:0.5～1.8％、Cu:12～15％，S:0.02-0.04％,余量为Fe。

优选地，该气门座的化学成分及其质量百分比为：C:1.2％、Cr:3.2％、Mo:7.6％、Ni:1.1％、Co:0.5％、Cu:13％，S：0.1％，余量为Fe。

优选地，该气门座的化学成分及其质量百分比为：C:1.5％、Cr:4.6％、Mo:11.2％、Ni:1.6％、Co:1.4％、Cu:16％，S：0.3％，余量为Fe。

优选地，该气门座的化学成分及其质量百分比为：C:1.8％、Cr:4.9％、Mo:14.6％、Ni:1.9％、Co:1.8％、Cu:18％，S：0.4％，余量为Fe。

本发明的第二目的是通过以下技术方案实现的：首先将基础铁粉采用水雾化制成的基础粉末，之后配入Cr粉、Mo粉、Co粉、Ni粉和C粉；经过30分钟机械混合、压制后将生胚置入推杆式烧结炉烧结，在氨分解气氛中，1100～1150℃进行烧结，气门座烧结坯硬度HRC≥35；再通过-150℃冷冻处理，经过200℃回火后烧结硬度为HRC 40～50，密度≥7.5g/cm³，金相组织为马氏体+贝氏体+A残+硬质相，烧结后获得强劲的合金基体上均匀分布的硬质相，极大的提高了产品耐热性、耐磨性、耐腐蚀性及径向压溃强度。

与现有气门座技术相比，本发明具有一下有益效果：

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、镍等高合金粉末，通过机械混合、压制、烧结，使气门座热强度和耐磨性等物理性质和机械性能得到显著的改善。