[发明专利]高强度粉末冶金气门导管的材料配方

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金制造工艺，具体地说，涉及高耐磨性粉末冶 金气门导管材料的配制原料。

背景技术

气门导管是一种常规机械零件，可应用与汽车发动机中，平均每 台发动机需要8根。目前在汽车发动机中使用的气门导管系采用球墨 铸铁或者粉末冶金气门导管。由于汽车对发动机的要求越来越高和无 铅汽油的普遍应用，高耐磨性气门导管市场非常需要，但由于该技术 主要掌握在国外先进国家手中，国外厂商只提供产品，不提供材料配 方。由于进口产品的因素，因此，其价格较高，无法降低汽车变速箱， 乃至汽车成本。

为了降低成本，我们根据发动机对气门导管的性能要求，对这种 高耐磨性粉末冶金气门导管配方进行了研制，最终使该气门导管得以 国产化。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种发动机气门导管的配制原料， 它能有效的降低气门导管的制造成本。

根据本发明的上述目的，本发明的气门导管材料配制原料如下：

该原料包括水雾化铁粉、铜粉、磷铁粉、石墨粉和微细石蜡粉， 其中铜粉的含量为1.0-2.0％，磷铁粉的含量为0.2-0.5％，石墨粉的 含量为0.6-1.0％，微细石蜡粉的含量为0.8％，剩余部分均为水雾化 铁粉。

根据本发明上述工艺制造的气门导管能满足汽车发动机对气门 导管的性能要求。并具有很高的耐磨性，能满足零件的机械性能要求。 下列表中列出了汽车发动机对气门导管的产品要求参数和本发明的 材料配方制造的气门导管性能实测值。从表中可以看出，实测值均达 到了产品的要求。

具体实施方式

下面以实施例的方式详细描述本发明的气门导管的配制原料。

本发明的材料配方如下：该原料包括水雾化铁粉、铜粉、磷铁粉、 石墨粉和微细石蜡粉，其中铜粉的含量为1.0-2.0％，磷铁粉的含量 为0.2-0.5％，石墨粉的含量为0.6-1.0％，微细石蜡粉的含量为0.8％， 剩余部分均为水雾化铁粉。

该利用上述的材料的配制原料，可以采如下的制造方法制造高强 耐磨性粉末冶金气门导管。

首先是原料准备步骤。本发明中，制造气门导管的主要原料为水 雾化铁粉，其余为辅料：铜粉、磷铁粉和石墨粉，铜粉的含量为 1.0-2.0％，磷铁粉的含量为0.2-0.5％，石墨粉的含量为0.6-1.0％。 另外，还包括微细石蜡粉，作为润滑剂，其含量为0.8％。当然，剩 余部分为主料，即基粉，在水雾化铁粉中，铁的含有为99％以上。

然后混料步骤，将上述原料进行混合：

压制步骤，将经过上述混料步骤的原料置于模具之中，并进行压 制，形成压坯，所述压坯的密度在6.85g/cm³以上；

烧结步骤，将上述压坯置于高温网带上，在600℃至700℃的范 围内预加热，然后在1140±20℃的范围内，进行烧结；高温网带是 一个移动的网带，高温由电炉提供，改变网带的移动速度，可以调整 烧结时间。

然后是内控精整步骤，将烧结后的压坯置于精整模具之中，并进 行通过式精整；再进行后续机械工艺，然后进行表面倒角处理，得到 气门导管。

上述的烧结气氛最好在氮气和分解氨的环境下进行。

作为一个对比例，本发明的试验中，曾采用另一种配方的混合粉 作为材料配方，是日本神户制钢的一种专门制作气门导管的成品原 料，主要成分为Fe、Cu、Ni、C，价格是我们自己配方的1.6倍。经 测试，对二种材料进行物理测试及工艺试验，其性能测试结果如下表 (其中1#为本发明的配方；2#为上述对比例的配方)：

从上表格数据可看出，两种材料的最终性能虽基本相同，但2# 材料的压缩性能明显差于1#材料，这对高密度零件的压制，将受到 很大限制。同时2#材料的价格远远高于1#材料。综合各项指标，本 发明的材料配方最佳。