一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石墨2.4-2.8、鎢3.2-3.4、鉬5.0-5.2、鈷2.3-2.8、鉻7.4-7.6、銅粉0.4-0.8、鐵粉86-88、V1.5-2.1、Tc0.4-0.8、Y0.5-0.8、助劑2-3；本發(fā)明氣門閥座硬度高、耐磨性能優(yōu)異、質(zhì)量性能穩(wěn)定，制造成本低、使用壽命長(zhǎng)，確保內(nèi)燃機(jī)在使用無(wú)鉛汽油條件下的正常工作，降低用戶使用氣門閥座的費(fèi)用。
【專利說(shuō)明】一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于環(huán)保需求，國(guó)內(nèi)已逐步開始使用無(wú)鉛汽油，這樣便對(duì)內(nèi)燃機(jī)的氣門閥座的耐 磨性能提出了更高的要求，如果仍使用鑄鐵合金氣門閥座，則閥座容易磨損，使用壽命不 長(zhǎng)，氣門閥與閥座之間由于嚴(yán)重磨損而產(chǎn)生縫隙，使氣門閥與閥座之間的工作面不能保持 良好的吻合，從而使氣缸的進(jìn)氣、排氣不正常，直接降低了內(nèi)燃機(jī)的輸出功率，當(dāng)氣門閥座 磨損嚴(yán)重時(shí)，將導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)不能正常工作。
[0003]美國(guó)1993年6月22日公告的一項(xiàng)專利“內(nèi)燃機(jī)閥座用燒結(jié)鐵基合金”(專利號(hào) 5221321)公布了閥座的鐵基合金的組成成分及重量百分配比為:C:0.4?2%、Cr:0.5? 5%、Mo:5 ?15%、N1:0.2 ?2%、Co:0.4 ?2%、Cu:8 ?20%、S:0.01 ?0.5%，其余為 Fe ;但其選料比較苛刻，Cr來(lái)自Fe-Cr合金粉、Mo來(lái)自Fe-Mo合金粉、S來(lái)自Fe-S合金粉。 此專利所述的工藝是:將合金粉混合壓實(shí)成型后，在氫氣中1000?1200°C下燒結(jié)60?120 分鐘，再置氮?dú)庵杏?000°?1200°C下滲氮15?30分鐘，再于850°?900°C保溫20? 60分鐘，然后置于油中冷卻；又在550°?700°C下保溫60?120分鐘，再在空氣中冷卻，據(jù) 稱此方法加工的閥座，其密度為7.75?7.9g/cm3，硬度為HV351?376 (相當(dāng)于HRC35.7? 38.4)。該專利雖然通過(guò)了滲氮和二次時(shí)效處理，但硬度仍不高，同時(shí)工藝太復(fù)雜，增加了產(chǎn) 品成本。
[0004]粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作 為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉 末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè) 等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、 性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳 統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無(wú)法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備 受工業(yè)界的重視。粉末冶金結(jié)構(gòu)件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可 以加入其它結(jié)構(gòu)組分，并且在相當(dāng)大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在力學(xué)性能上能達(dá) 到與鋼件匹配的效果。
[0005]粉末冶金機(jī)械化程度高，既能減少人員，又能提高效率，進(jìn)而節(jié)約成本。粉末冶金 技術(shù)能取代傳統(tǒng)的制造工藝，為廣大傳統(tǒng)企業(yè)節(jié)約成本。
[0006]所以研究各種機(jī)械零部件的粉末冶金的配方，適應(yīng)不同的需要，具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種利用粉末冶金技術(shù)制造鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，使其密 度、硬度，尤其是在高溫工作環(huán)境下的硬度、耐磨性能獲得顯著提高。[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，由下列重量份的原料制成:石墨2.4 - 2.8、鎢
3.2-3.4、鑰 5.0-5.2、鈷 2.3-2.8、鉻 7.4-7.6、銅粉 0.4-0.8、鐵粉 86-88, V 1.5-2.1'Tc 0.4-0.8、Y 0.5-0.8、助劑 2-3 ；
所述的助劑由下列重量份的原料制成:鐵粉30-34、氫氧化鋁2-3、硫酸鋅1-2、麥飯石 1-2、納米碳1_2、玉石2_3、聚異丁稀2_3、招酸酷偶聯(lián)劑DL-411 1-2、碳化娃粉2_3 ;制備方 法是將鐵粉、氫氧化鋁、硫酸鋅、麥飯石混合，研磨成200-300目粉末，然后加入鋁酸酯偶聯(lián) 劑DL-411混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920_950°C下煅燒3_4小時(shí)，冷 卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分 下攪拌1-2小時(shí)，即得。
[0009]本發(fā)明所述粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將鎢、鑰、鈷、鉻、銅粉、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400 目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在9-llMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下 700-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(I)、(2)物料在60-65°C下混合攪拌均勻75-95分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9-12°C/分鐘速率升溫至350-450°C條件下燒結(jié)1_2小 時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至650-750°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5_7°C /分鐘 速率升溫至1100-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；最后空氣中冷卻至室溫即可。
[0010]本發(fā)明氣門閥座硬度高、耐磨性能優(yōu)異、質(zhì)量性能穩(wěn)定，制造成本低、使用壽命長(zhǎng)， 確保內(nèi)燃機(jī)在使用無(wú)鉛汽油條件下的正常工作，降低用戶使用氣門閥座的費(fèi)用。
具體實(shí)施方案
[0011]下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，由下列重量份(公斤)的原料制成:石墨2.4、 鎢 3.2、鑰 5.0、鈷 2.3、鉻 7.4、銅粉 0.4、鐵粉 86、V 1.5、Tc 0.4、Y 0.5、助劑 2 ；
所述的助劑由下列重量份(公斤)的原料制成:鐵粉30、氫氧化鋁2、硫酸鋅1、麥飯石
1、納米碳1、玉石2、聚異丁烯2、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411 1、碳化硅粉2 ;制備方法是將鐵粉、 氫氧化鋁、硫酸鋅、麥飯石混合，研磨成200-300目粉末，然后加入鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411混 合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3_4小時(shí)，冷卻后，粉碎成 300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小 時(shí)，即得。
[0013]本發(fā)明所述粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將鎢、鑰、鈷、鉻、銅粉、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400 目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在9-llMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下 700-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(I)、(2)物料在60-65°C下混合攪拌均勻75-95分鐘后，裝入模具，壓制成坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9-12°C /分鐘速率升溫至350-450°C條件下燒結(jié)1_2小 時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至650-750°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5_7°C /分鐘 速率升溫至1100-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；最后空氣中冷卻至室溫即可。
[0014]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本發(fā)明的硬度:HRC45 ;抗拉強(qiáng)度:908MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，其特征在于，由下列重量份的原料制成:石墨2.4-2.8、鎢 3.2-3.4、鑰 5.0-5.2、鈷 2.3-2.8、鉻 7.4-7.6、銅粉 0.4-0.8、鐵粉 86-88、V 1.5-2.1、Tc 0.4-0.8、Y 0.5-0.8、助劑 2-3 ；所述的助劑由下列重量份的原料制成:鐵粉30-34、氫氧化鋁2-3、硫酸鋅1-2、麥飯石 1-2、納米碳1_2、玉石2_3、聚異丁稀2_3、招酸酷偶聯(lián)劑DL-411 1-2、碳化娃粉2_3 ;制備方 法是將鐵粉、氫氧化鋁、硫酸鋅、麥飯石混合，研磨成200-300目粉末，然后加入鋁酸酯偶聯(lián) 劑DL-411混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920_950°C下煅燒3_4小時(shí)，冷 卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分 下攪拌1-2小時(shí)，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述粉末冶金鐵基發(fā)動(dòng)機(jī)氣門閥座，其特征在于，由以下具體步驟 制成:(1)將鎢、鑰、鈷、鉻、銅粉、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400 目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在9-llMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下 700-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩；(2)將其它剩余成分混合均勻；(3)將步驟(I)、(2)物料在60-65°C下混合攪拌均勻75-95分鐘后，裝入模具，壓制成坯；(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9-12°C/分鐘速率升溫至350-450°C條件下燒結(jié)1_2小 時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至650-750°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5_7°C /分鐘 速率升溫至1100-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；最后空氣中冷卻至室溫即可。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK103551578SQ201310472119
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】黃浩 申請(qǐng)人:蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司