[发明专利]座面硬化的发动机阀及制造座面硬化的发动机阀的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于内燃机的提升阀，并且尤其涉及一种制造座面硬化的发动机提升阀的方法。

背景技术

在工业中已经公知，发动机提升阀，尤其是用于重负荷和中等负荷应用中的排气阀，以相对较高的温度并且在稍有腐蚀性的环境中进行工作，该重负荷和中等负荷应用正如那些可以在柴油发动机和加铅燃料的发动机中出现的应用。在发动机提升阀的制造中，一般的作法是使阀置有抗腐蚀的、耐磨的、抗磨损的并且耐热的合金，从而保护阀面，并且提高阀的使用寿命。这里所使用的术语“面硬化”或者“座面硬化”用来包括工业中也使用的术语“表面硬化”。这些术语指的是，使阀面设置有抗腐蚀的、耐磨的、抗磨损的和/或耐热的合金，从而得到给定应用所需的必要的耐磨性和抗腐蚀性。持续关注着座面硬化的提升阀，例如用于高性能发动机及摩托车上所使用的较小发动机的进气阀和排气阀。

典型地，面硬化材料是钴基合金如Stellite合金(Stellite是Deloro Stellite公司的注册商标)或者镍基合金如Eatonite(Eatonite是Eaton公司的注册商标)。最近，使用Eatonite6，一种铁基合金，并且很快取代了钴基合金。用于座面硬化的其它合金包括镍铬或者镍铬钴基合金，或者在工业中公知的各种合金，但不局限于此。常常通过各种高温技术如焊接使面硬化施加到阀座表面上。最好以可以控制冶金和微型结构的方式施加座面硬化。用于焊接的典型热源包括氧乙炔焰、钨极惰性气体弧(TIG)或者等离子弧(转移或者非转移)等，但不局限于此。

等离子体转移弧过程提供几个超过火焰焊接过程的优点，这些优点包括，精确地控制热源并且降低能量消耗，这可以提供更加精细的微型结构和更窄的热影响区域(HAZ)；粉末和不同原料的通用性；较高的批量生产率；及最少的原料浪费，但不局限于此。但是，目前的等离子体转移(PTA)过程工作在这样高温下，以致在一些阀的应用中，焊焰从座面硬化沟槽到阀头上的阀燃烧面烧穿了阀。这个问题的一个显而易见的解决方案是，简单地把另外的原料加入到燃烧面上以用作一散热器。但是，那种选择增加了制造的成本，因为其后需要额外的机加工来除去该材料，并且增加了该材料本身的成本，因为其是废料。

因此，仍然需要给发动机提升阀进行座面硬化的改进的过程，该改进的过程可以提出前述的“烧穿”的问题及其它问题，并且尤其提出关于给用于高性能发动机中的小型提升阀进行座面硬化的这个问题，该高性能发动机正如那些用于小型内燃马达如摩托车发动机中的发动机。优选地，该方法避免了阀头的PTA烧穿，并且减少或者甚至消除了任何不必要的用来除去过量材料的机加工操作。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于制造发动机提升阀的改进的方法，该方法在座面硬化步骤期间可以防止烧穿。

本发明的另一个目的是提供一种用于制造小型发动机提升阀的改进的方法。

本发明的再一个目的是提供一种用于制造发动机提升阀的改进的过程，该过程能够减少机加工步骤的数量。

本发明的又一个目的是提供一种使用等离子体转移弧焊接过程来给发动机提升阀进行座面硬化的改进的方法。

本发明的又一个目的是提供一种用于制造发动机提升阀的改进的方法，该方法的成本有效，并且减少了废料。

在根据本发明的用于制造发动机提升阀的方法中，该方法包括这些步骤，由原料锻造出未完工的提升阀，从而提供具有初始头直径的阀头；在未完工的提升阀的阀头中形成座面硬化沟槽；提供未完工的提升阀的座面硬化沟槽和燃烧面的交界面的初始厚度；在座面硬化沟槽内沉积座面硬化材料；及再加热阀头并且精压出理想的头直径，同时使座面硬化材料热成形到该交界面上，从而使交界面从初始厚度减少到最终的厚度，并且使阀头直径从初始直径增加到理想的直径，从而完成发动机提升阀。

在另一方面，本发明的目的在于根据本发明的过程所制造的发动机提升阀。

各种新颖的特征表现本发明的特征部分，在附加到本公开文本中并且形成了本公开文本的一部分的权利要求中，这些特征被特别指出。为了更好地理解本发明、通过它的使用所得到的它的操作优点和具体目的，可以参照附图和描述内容，其中描述和表示了本发明的一个优选实施例。

附图说明

图1是典型发动机提升阀的侧视图；

图2是方框图，它表示了本发明的方法的步骤；

图3是根据本发明的方法的步骤32和34将原料制造成发动机提升阀的阶段图；

图4-7是根据本发明的方法制造发动机提升阀的头部的侧视图；及