專利名稱：耐磨型氣門座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣門座生產技術領域。
背景技術：
國內外氣門座的研究和生產一直致力于兩個方向①設計和改進氣門座 的材質及采用適當?shù)臒崽幚恚垣@得氣門座本體最佳的機械性能；②開發(fā)氣 門座的各種表面改性技術，進一步開展涂層材料和工藝的創(chuàng)新研究，以降低 磨損為導向，研制或應用新的涂層材料和涂層工藝，制造致密、耐熱、耐摩、 抗氧化性能良好的氣門座涂層，以達到減小氣門(座)下沉量的目的。后者已 成為近年來國內外氣門座技術進步的主要研究方向。
目前，國內外氣門座材料概括起來可分為兩大類。 一類是傳統(tǒng)材料，如 金屬及各種合金；另一類是非傳統(tǒng)材料，如陶瓷材料等。當然，金屬材料是 目前使用得最多的氣門座材料，其生產、制造工藝相對比較成熟。陶瓷材料 氣門座正處于研制和開發(fā)階段。
①粉末冶金氣門座
傳統(tǒng)材料的粉末冶金材料由于其低密度和疏松性，而使P /M零件 的熱硬度和抗磨性較差，影響了廣泛應用。但是，近年來，由于粉末冶 金的材質和制備技術與工藝水平的迅速提高，例如P /M座圈經兩次壓制、 兩次燒結、熱鍛、液相燒結，可使P/M材料的致密化程度提高，密度可達 7.4g/cm3 8，Og/cm3。又由于固體潤滑劑和硬質分散相的引入，或銅溶 浸工藝和蒸汽處理等工藝的采用，均使P/M的導熱性、熱強度和耐磨性等 物理性質和機械性能得到了顯著的改善，因此P /M氣門座不僅大量應用于 通常的輕載和中載發(fā)動機，而且日益廣泛地應用于高強化的汽油機和重載柴油機，以及天然氣、液化石油氣和醇類燃料發(fā)動機。P/M材料的耐熱性、 耐磨性等機械性能已遠高于合金鑄鐵。甚至優(yōu)于某些耐熱合金鋼。 ②陶瓷材料氣門座
相對金屬材料而言，陶瓷材料具有其自身的一系列特點。首先，陶瓷材 料具有優(yōu)良的耐熱、耐摩、抗氧化性能以及高的高溫強度和硬度；具備制造 大功率發(fā)動機氣門座所必須的特性。陶瓷材料較低的導熱系數(shù)、良好的隔熱
性對于發(fā)動機的隔熱、提高發(fā)動機的熱效率是有利的。陶瓷材料的另一個特 點是，隨著溫度的變化，這種材料的膨脹系數(shù)不容易發(fā)生突變。主要原因是 陶瓷材料高溫組織比較穩(wěn)定，不容易發(fā)生相變。陶瓷材料還有一個特點是它 的抗震性能好，發(fā)動機實驗發(fā)現(xiàn)，用陶瓷材料制造的發(fā)動機氣門座使用起來 噪音更小。至于為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，到目前為止，人們仍然沒有弄明白 其中的原因。由于陶瓷材料具有這么多的優(yōu)點，因此人們爭相研究開發(fā)這種 材料。美國專門列出規(guī)劃，發(fā)展發(fā)動機陶瓷氣門系統(tǒng)部件。但陶瓷材料成型、 切削加工困難，因而目前還沒有得到廣泛使用。
實用新型內容
本實用新型目的在于設計一種能提高氣門座整體使用壽命、產品技術穩(wěn) 定性好的耐磨型氣門座。
本實用新型包括由金屬材料制成的氣門座主體，在氣門座主體的密封錐 面設置陶瓷顆粒增強復合涂層。
本實用新型可在低等級材質上實現(xiàn)高性能表層改性，復合涂層與合金鑄 鐵基材呈牢固冶金結合。同時實現(xiàn)了使低等級合金鑄鐵材料實現(xiàn)高性能表層 改性，達到零件低成本與工作表面高性能的最佳組合，節(jié)約資源，具有提高 氣門座整體使用壽命、產品技術穩(wěn)定性好的優(yōu)越性。
本實用新型是基于對發(fā)動機配氣結構中，氣門座和氣門組成一對重要的 摩擦副工作特性及內燃機技術進步的迫切要求，激光制備顆粒增強復合涂層，利用激光快速熔凝過程所提供的物理冶金和化學冶金特性，形成與基材 呈牢固冶金結合的細小致密涂層基底，凝固過程中以原位析出方式形成的大 量微米級和亞微米級金屬陶瓷顆粒均勻彌散地分布其中，涂層具有高硬度
(40-58HRC)和優(yōu)異的強韌性，使氣門座具有優(yōu)良的耐熱、耐摩、抗氧化 性能以及高的高溫強度和硬度；較低的導熱系數(shù)、良好的隔熱性，具備制造 大功率發(fā)動機氣門座所必須的特性。
本實用新型所述陶瓷顆粒增強復合涂層厚度可以為0.5 1.0mm。既能 實現(xiàn)良好的耐磨、耐蝕、耐高溫，又能節(jié)約材料，節(jié)省加工成本。


圖1為本實用新型的一種結構示意圖。
具體實施方式

如圖所示，將毛坯鑄造、磨削加工端面、粗車外圓、粗鏜內圓后得到的 氣門座主體1上，與氣門配合的密封錐面的內圓面均勻涂覆一層金屬陶瓷 粉，采用激光合金化法，在氣門座主體1的密封錐面形成陶瓷顆粒增強復合 涂層2，其厚度為0.5 1.0mm，然后再將半成品經精車外圓、精鏜內圓、磨 外圓、倒外角、終檢、上油，形成最終的活塞環(huán)。
經檢測本實用新型陶瓷顆粒增強復合涂層2絡氏硬度為40-58HRC，同 片氣門座復合涂層織硬度差不大于3HRC單位。
權利要求1、耐磨型氣門座，包括由金屬材料制成的氣門座主體，其特征在于在氣門座主體的密封錐面設置陶瓷顆粒增強復合涂層。
2、 根據(jù)權利要求1耐磨型氣門座，其特征在于所述陶瓷顆粒增強復合涂層厚度為0.5 1.0mm。
專利摘要耐磨型氣門座，涉及氣門座生產技術領域。包括由金屬材料制成的氣門座主體，在氣門座主體的密封錐面設置陶瓷顆粒增強復合涂層。本實用新型可在低等級材質上實現(xiàn)高性能表層改性，復合涂層與合金鑄鐵基材呈牢固冶金結合。同時實現(xiàn)了使低等級合金鑄鐵材料實現(xiàn)高性能表層改性，達到零件低成本與工作表面高性能的最佳組合，節(jié)約資源，具有提高氣門座整體使用壽命、產品技術穩(wěn)定性好的優(yōu)越性。
文檔編號F01L3/08GK201401202SQ20092003884
公開日2010年2月10日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權日2009年5月8日
發(fā)明者劉文今, 孫康和, 張偉明, 張紅軍, 朱有慧, 鐘敏霖, 馬明星 申請人:江蘇儀征威龍活塞環(huán)有限公司