[发明专利]低速柴油机排气阀密封面的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于低速柴油机排气阀的生产方法, 具体的讲，是一种加工低速柴油机排气阀密封面的方法。

背景技术

 低速柴油机由于性能优良，可靠性好，使用维护方便，能燃用劣质燃油，燃油消耗低等特点，被作为世界大型船舶的主要动力。排气阀是柴油机心脏的关键运动部件，决定着柴油机的性能与可靠性：又是柴油机的基础部件，对柴油机整机起着十分重要的支撑作用；更是易消耗部件，更换时需要部分解体柴油机，耗工耗时，若在使用中发生故障，必定会造成停车事故，这是绝对不允许的出现的。

我国在低速柴油机排气阀的设计和制造方面还相当落后，一直依靠进口，采购周期长，并且价格昂贵。目前，我国对低速柴油机排气阀锥面采用喷（堆）焊工艺，焊一层NiCr12B或Stellite 6#合金，以提高低速柴油机排气阀密封面的表面硬度，增加耐磨性，但是，完全靠堆焊提高密封面硬度是有限的。上世纪末，整体镍基高温合金制造的排气阀，在两冲程柴油机上使用后，大修期已经轻松超过20000小时，但整体镍基高温合金制造成本昂贵，在市场上运用有一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造成本低、同时能极大地改善密封面的硬度，且不易产生裂纹的加工方法。

为解决以上技术问题，本发明提供的低速柴油机排气阀密封面的加工方法，所述排气阀（1）的圆锥面（1a）上带有环向锥形凹槽（2），其步骤为：

a)将含Nb变形高温Ni-Cr合金堆焊在所述的锥形凹槽（2）内，直至将所述的锥形凹槽（2）填满；

b)对堆焊合金面进行车削加工使其与圆锥面（1a）齐平；

c)对堆焊合金面进行滚压加工，形成深度为2～2.5mm的三或四道沟槽（3），相邻沟槽（3）对应位置处的距离为6±0.5mm；

d)将所述排气阀（1）置于 600～720℃的高温炉中进行二次时效硬化处理；

e) 再次对圆锥面及堆焊合金面进行车削加工直至将所述的沟槽（3）削平形成所述排气阀（1）的密封锥面，并进行着色渗透探伤检测和硬度检验。

本发明利用含Nb（铌）变形高温Ni-Cr（镍-铬）沉淀硬化合金，经过滚压+时效沉淀硬化处理，形成一种网状沉淀组织，硬度可达到HV₁₀540～580（HV₁₀为10kg载荷测得的硬度值）。在保留原低速机排气阀基体材料SNCrW的情况下，将含Nb变形高温Ni-Cr合金堆焊在低速机排气阀锥形凹槽内，经过车削，然后在滚压设备下对堆焊合金面进行强有力地滚压，再经过600-720℃二次时效硬化处理，来提高堆焊层表面硬度，以改善密封面抗磨损和腐蚀性能。该工艺方法生产的排气阀在堆焊合金层形成了挤压力，即便是存在焊接缺陷，挤压力的存在会有效防止密封面在使用过程中出现压痕和因燃烧过程产生的密封面裂纹。

上述低速柴油机排气阀密封面的加工方法，步骤c)中所述滚压加工所采用的滚压设备轴向承载负荷≥15t，滚压线速度≥50m/min，该滚压设备的滚轮外缘呈对称的90°夹角，夹角顶部为R2.5的倒圆。

上述低速柴油机排气阀密封面的加工方法，所述滚压设备从最靠近所述排气阀轴线的沟槽（3）开始滚压，滚压完上一个沟槽（3）后才能滚压邻近的下一个沟槽（3）。

上述低速柴油机排气阀密封面的加工方法，首先在所述滚压设备的滚轮倒圆上涂抹润滑脂，再启动滚压设备，滚压设备的初始压力≤2T， 每隔30秒增加2T的压力并涂抹一次润滑脂。涂抹润滑脂以减少摩擦，减少加工过程中的热量；由于堆焊合金面表面的塑性变形受时间影响，滚压设备上的压力将随时间变化而逐渐降低，根据滚压沟槽深度的增加逐渐加压。

上述低速柴油机排气阀密封面的加工方法，采用含Nb变形高温Ni-Cr合金材料GH4169，步骤d)中所述二次时效硬化处理的第一阶段保温温度为720℃，保持时间8小时，炉温冷却至620℃，第二阶段保温温度为620℃，保持时间8小时，炉温冷却到400℃以下。

上述低速柴油机排气阀密封面的加工方法，采用含Nb变形高温Ni-Cr合金材料Inconel 718，步骤d)中所述二次时效硬化处理的第一阶段保温温度为720℃，保持时间8小时，炉温冷却至620℃，第二阶段保温温度为620℃，保持时间6小时，炉温冷却到400℃以下。

本发明的有益效果：提高了密封面的硬度，在使用过程中不易产生裂纹，制造成本得到了有效控制，延长了柴油机的大修期时间，具有广阔的推广价值和市场前景。

附图说明

图1  是本发明中低速机排气阀的结构示意图。