[发明专利]一种发动机气缸气门组

说明书

技术领域

本发明涉一种发动机气缸气门组，属于汽车发动机配件技术领域。

背景技术

汽车发动机的配气机构是保证发动机在工作过程中，按一定时间使新鲜混合气进入气缸，并将燃烧后的废气排除气缸的工作机构，气门组件则是发动机进、排气的控制部分，气门组件工作是否正常，直接影响发动机的动力性。目前，气门组件包括气门、锁片、气门弹簧座、挺柱、垫片、气门弹簧等零件，气门的往复运动是靠凸轮轴作用挺柱或垫片，挺柱推动气门来实现的，现有气门和气门弹簧座通常采用重量较大耐冲击性能差，容易形成微裂纹影响气门组的使用寿命。

发明内容

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：C0.13-0.27%，Si3.4-4%，Mn0.8-0.95%，P≤0.035%，S≤0.035%，Ti1.2-1.9%，Cr 5-7%，W 3-4%，Ni2.8-3.24%，Co 1-1.2%，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1050-1080℃保温10s后水淬，450-500℃回火；然后980-1010℃保温10s后油淬，430-440℃回火；最后950-970℃保温10s后油淬，380-410℃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 38.5-40%，Ni 0.68-0.95%，B 0.1-0.25%，Ta 0.2-0.6%，Sn 1-3%，Gd 0.12-0.26%，C 0.05-0.13%，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，涂层厚度约10-15微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度约5-10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:6-7﹪，Zn：3-4﹪，Sn：1-2﹪，Ni：0.8-0.9﹪，Ti：0.6-0.7﹪，Fe：0.3-0.4﹪，Cr：0.1-0.2﹪，V：0.1-0.2﹪，Si：0.08-0.09﹪，Al：0.05-0.06﹪，La：0.02-0.03﹪，Ce：0.01-0.02﹪，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10-15微米，得到最终的上气门弹簧座圈和下气门弹簧座圈。