[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，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。

主权项

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。