[发明专利]一种汽车发动机气缸盖

摘要

一种汽车发动机气缸盖，气缸盖包括用于发动机进气的进气门部件和与进气门部件相配合的进气门座圈，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

一种汽车发动机气缸盖，气缸盖包括用于发动机进气的进气门部件和与进气门部件相配合的进气门座圈，进气门座圈化学元素组成为重量百分比：C: 0.07﹪，Si： 3﹪，Cu： 2﹪，W： 0.9﹪，Cr： 0.5﹪，Ni： 0.3﹪，Nb： 0.3﹪，V： 0.2﹪，Ti： 0.08﹪，Al： 0.06﹪，Mn： 0.03﹪，Mg： 0.03﹪，Mo： 0.02﹪，Ce： 0.02﹪，余量为Fe及不可避免的杂质，进气门座圈制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的气门座圈坯体送入加热炉，升温至900℃，升温速率75℃/小时，保温3小时，之后水冷淬火，再次加热坯体至在620℃保温5小时，出炉空冷至室温；坯体放入液氮中深冷处理10分钟，在空气中回升到室温；之后对坯体进行精细机加工，对精细机加工后的进气门座圈进行涂覆碳化钨系涂层；碳化钨系材料层包括重量：碳化钨80份，氧化硅10‑20份，将涂覆后的气门座圈进行加热，升温至600℃，升温速率200℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终的进气门座圈，制造进气门具体步骤为：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850℃进行油淬，油温控制在70℃；清洗过程：去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50℃；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%，Ni 0.68%，B 0.1%，Ta 0.2%，Sn 1%，Gd 0.12%，C 0.05%，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10‑15微米；之后在碳化钨涂层外涂覆氧化铝涂层，涂层厚度5‑10微米，得到进气门。