[发明专利]一种发动机气缸气门组

摘要

一种发动机气缸气门组，包括进气门和安装于进气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈，本发明铁基合金材料可以充分满足发动机气门主体材料的强度要求；对发动机气门进行碳氮共渗热处理提高进气门的硬度及强度，避免出现腐蚀点；通过堆焊处理使得发动机气门锥面达到更高的耐磨性和耐冲击，相应的疲劳性能也得到提高。

主权项

1.一种发动机气缸气门组，包括进气门和安装于进气门上的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈，制造所述进气门方法步骤为：按照进气门主体材料元素组分进行熔炼，后进行铸造，得到坯料，进气门主体材料为：C 0.2%，Si 3.7%，Mn0.9%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti1.5%，Cr 6%，W 3.5%，Ni 3%，Co 1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；将坯料采用电热镦锻造，终锻温度为900℃，锻造变形量控制在65%‑85%，镦粗速度为10mm/s；锻造后进行多级调质热处理工艺：在1070℃保温10s后水淬，470℃回火；然后990℃保温10s后油淬，435℃回火；最后960℃保温10s后油淬，390℃回火；热处理后进行对工件切削加工，切削加工后对工件表面进行碳氮共渗热处理，强渗过程：温度950‑980℃范围，碳势和氮势采取四级步骤，碳势0.4‑0.6%，氮势1.2‑1.4%，保温3h，然后升高碳势至0.7‑0.9%，降低氮势至1.0‑1.1%，保温2h，再升高碳势至1.0‑1.1%，降低氮势至0.7‑0.9%，保温2h，最后升高碳势至1.2‑1.6%，降低氮势至0.4‑0.5%，保温2.5h；强渗后进行扩散，扩散过程：控制炉温度降至900‑920℃，保温3h，降温至820‑850℃，保温4h，扩散过程碳势控制在1.2～1.3%之间，氮势控制在1.0～1.1%之间；空冷至室温；扩散后进行淬火，淬火过程：在840℃进行油淬，油温控制在65℃；清洗过程：去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在40℃；回火：进行低温回火，控制炉温度180℃，时间150‑200分钟，对工件锥面磨削加工，锥面磨削加工后对工件进行锥面堆焊，锥面堆焊工艺为：150‑200℃预热，非转移弧电压20V，非转移弧电流50A；喷嘴与工件表面的距离10‑12mm，焊接完成后缓慢冷却；堆焊层材料为：Co 39%，Ni 0.8%，B 0.2%，Ta 0.4%，Sn 2%，Gd 0.2%，C 0.1%，余量为W；对工件表面打磨工件表面打磨后对工件表面涂覆碳化钨涂层，涂层厚度13微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度7微米，得到进气门，上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈化学组成为（重量百分比）：Mg:6.5﹪，Zn：3.5﹪，Sn：1.5﹪，Ni：0.85﹪，Ti：0.65﹪，Fe：0.35﹪，Cr：0.15﹪，V：0.15﹪，Si：0.085﹪，Al：0.055﹪，La：0.025﹪，Ce：0.015﹪，余量为Cu及不可避免的杂质；上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的制备方法：包括以下步骤：按照上述元素比例准备原料，原料熔炼、分别对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈进行浇注，脱模后，得到的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈的铸坯进行热处理：首先将铸坯进行加热，升温至600℃，升温速率200℃/小时，保温1小时，后降温至400℃，降温速率100℃/小时，后再次降温至300℃，降温速率25℃/小时，保温2小时，后再次降温至200℃，降温速率40℃/小时，保温4小时，后空冷至室温，之后对上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈铸坯表面涂覆氮化钛涂层，涂层厚度13微米，得到最终的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈。