[发明专利]一种气门表面强化处理方法

说明书

本发明公开了一种气门表面强化处理方法，通过先对气门进行整体氮化，再对气门杆部进行电镀铬，然后通过扩散退火加强气门‑氮化层‑镀铬层之间的结合力。在本发明中镀铬层填充弥补了氮化产生的微裂纹，再通过退火方法，使得气门表面生成Cr、N化合物，从而将微裂纹中Cr和N的机械结合变为化学结合，减弱了氮化层的微裂纹影响，有效改善了常规电镀铬方法镀铬层直接与气门基体结合力不强的缺点。

技术领域

本发明涉及镀层技术领域，尤其涉及一种气门表面强化处理方法。

背景技术

气门是汽车发动机的重要零部件，其工作时需要承受较高的机械负荷和热负荷。尤其是排气门刚刚开启时,气缸内的压力比较高,而气门的开度还很小,高温燃气以很高的速度(可达600m/s),经气门和气门座之间的缝隙吹出,使气门受到强烈地高温和腐蚀。

随着发动机制造方法的发展，对气门材质提出了更高的要求。为了强化气门的使用性能,有些发动机的进气门改用:耐热不锈钢(4Cr9Si2或4Cr10Si2Mo)。气门材质的变更，使杆部“强化”的问题随之而来。目前气门表面强化处理方式主要为表面氮化和电镀铬两种不同的途径。

其中，盐浴氮化层在表面处理时，由于在一定温度下进行氮化，其高温产生一定的内应力，形成显微裂纹，其显微裂纹会影响产品的使用寿命。镀铬在较低温度下进行电镀，其不产生内应力，具有完整致密的镀层，镀层呈现白亮层。缺点是镀铬层的耐磨性不如氮化层，以及镀铬层与基体材料的结合力远远不如氮化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种气门表面强化处理方法，其能解决气门氮化后形成显微裂纹以及镀铬层与基体材料的结合力低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种气门表面强化处理方法，包括以下步骤：

S1：将气门放置在脱脂清洗液中进行20-30分钟的除油脱脂，其中，所述脱脂清洗液的液温为80℃-85℃；

S2：将气门放置在清水中进行第一次清洗，并判断气门表面是否覆盖成一层连续的水膜，若是，则执行S3，若否，则执行S1；

S3：将气门放置在预热炉中预热10-30分钟；

S4：将气门放置在氮化盐浴内氮化处理10-45分钟，以使得气门表面生成氮化层，再将气门盘部端面和凹坑的盐浴清理干净；

S5：将气门放置在氧化盐浴内氧化处理10-30分钟，以清理气门上的氰根离子与氰酸根离子；

S6：将气门放置在除油溶液中，并通入直流电流进行20-60秒的电解除油，其中，除油溶液中的除油粉和水的配比为(60-250)g/1L，所述除油溶液的液温为10℃-40℃；

S7：将气门放置在50℃-100℃电镀铬溶液中进行5-60秒的电镀铬处理，其中，电流密度60-300A/dm2，计算单支气门镀铬面积和电镀电流的公示如下：

S＝(3.14dL)/10000；

I＝Dk S；

S8：将气门放置在350℃-600℃的热处理炉内进行扩散退火。

优选的，所述S1中的脱脂清洗液中的脱脂剂和水的配比为(10-40)kg/1000kg。

优选的，所述S3中的预热炉的温度为320℃-380℃，以提高气门进入氮化的温度。

优选的，所述S4中的氮化温度保持在为520℃-650℃。

优选的，所述S5中的氧化温度为400℃-500℃，以使得气门表面形成氧化铁膜。