[发明专利]一种提高气门盘锥面的耐磨性且减小表面粗糙度的方法

说明书

本发明提供了一种提高气门盘锥面的耐磨性且减小表面粗糙度的方法，通过外力锻压在盘锥面上形成了一层组织密实的冷硬层，此冷硬层的硬度比基体高了HRC 4‑8个单位，硬化层的厚度为1.5～2.0mm，从而提高了气门盘锥面的耐磨性，同时通过镜面锻压模具将盘锥面上的微观的波峰与波谷给压平，提高了盘锥面的光洁度，盘锥面的表面粗糙度可下降到Ra0.15以下，接近镜面要求，从而提高了气门的盘锥面的密封性，避免了气门盘锥面磨损断裂的潜在风险，提高了产品的可靠性。

技术领域

本发明涉及内燃发动机零部件制造技术领域，尤其是涉及一种提高气门盘锥面的耐磨性且减小表面粗糙度的方法。

背景技术

气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气，分为进气门和排气门，进气门的作用是将空气吸入发动机内与燃料混合燃烧，排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。

气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封，气门锥面与气门顶面之间的夹角称为气门锥角。进、排气门的气门锥角一般均为45°，只有少数发动机的进气门锥角为30°。气门采用锥形工作面能获得较大的气门座密合压力，可提高密封性和导热性；气门落座时有自动回位作用；能避免气流转向过大而降低流速。此外，有了锥面，气门落座时还将与座口发生相对的研磨，这一方面会增加磨损，另一方面能挤掉接触面的沉积物，有自洁作用。

发动机内的气门承受着高温冲击摩擦磨损和腐蚀的恶劣工况，在工作过程中，气门频繁关闭，与气门座或气门座圈剧烈碰撞的频率很高，而且在工作过程中，不能有丝毫的燃气泄漏，这就要求气门盘锥面具有很高的耐磨性和密封性。

传统的气门制造的具体过程为：杆料通过热顶锻或热挤压形成毛坯→车削或磨削→精磨→抛光→气门成品。

为了提高气门盘锥面的耐磨性，气门盘锥面目前采用的处理方法为：1.盘锥面淬火，硬度一般在HRC45左右，由于进气门多为马氏体材料，所以此方式仅用在进气门，排气门多为奥氏体材料，无法应用，有局限性；2.盘锥面堆焊合金，此堆焊合金层虽然耐磨性很好，但在由于两种材料在熔合时会出现很大的拉应力，此拉应力在发动机内复杂的工况下会出现开裂或者掉块。

再者，由于气门的材料是合金钢，此合金钢材料的韧性比较好，在加工时砂轮的脱落易造成表面粗糙，所以目前的加工方式容易造成气门锥面的表面粗糙度较大，很难达到接近镜面的光洁度，表面粗糙度较大就意味着气门锥面上有微小的、肉眼看不到的波峰与波谷，容易造成漏气，造成气门锥面的密封性较低。

因此，如何提高气门盘锥面的耐磨性，且减小表面粗糙度以提高气门的盘锥面的密封性，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种提高气门盘锥面的耐磨性且减小表面粗糙度的方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种提高气门盘锥面的耐磨性且减小表面粗糙度的方法，包括以下依次进行的步骤：

1)将杆料通过热顶锻或热挤压形成气门毛坯；

2)车削盘锥面：在步骤1)制得的气门毛坯上通过车削车出盘锥面；

3)精磨削盘锥面：将步骤2)车出的盘锥面进行精磨削处理；

4)锻压盘锥面：在锻压机上且采用镜面锻压模具对步骤3)精磨削处理后的盘锥面进行锻压处理，通过锻压处理在盘锥面上压出一层硬化层，且通过镜面锻压模具将盘锥面上的微观的波峰与波谷压平，锻压完成后即完成气门盘锥面的处理。

优选的，步骤2)中，控制车削完成后制得的盘锥面的表面粗糙度≤Ra1.25。

优选的，步骤3)中，控制精磨削处理完成后制得的盘锥面的表面粗糙度≤Ra0.4。