[发明专利]具有优异导热性的渗铜的钼和/或钨基粉末金属合金

说明书

提供一种用于内燃机、例如阀座镶嵌件的烧结材料。该材料包括压制的基础粉末金属混合物和渗透到该基础粉末金属混合物的孔隙中的富铜相。该基础粉末金属混合物包括Mo和W中的至少一种，以及至少一种添加剂，例如B、N和/或C。Mo和/或W的量为基于该材料总重量的50重量％至85重量％。该至少一种添加剂的总含量为基于该材料总重量计的0.2‑25重量％。该富铜相的含量为基于该材料总重量的15重量％至50重量％。该材料还具有至少70W/mK的导热率。

相关申请的交叉引用

该美国实用专利申请要求2016年9月28日提交的美国临时专利申请No.60/400,867和2017年8月3日提交的美国实用专利申请No.15/668,368的优先权，这两项专利申请的内容通过引用整体地结合于本文中。

背景技术

1.技术领域

本发明一般涉及粉末金属材料，以及形成粉末金属材料的方法，例如用于阀导承(或称气门导管)和阀座(或称气门座)镶嵌件的粉末金属材料。

2.相关技术

粉末金属材料经常用于形成用于机动车辆应用的具有改进的耐磨性和/或导热性的部件，例如阀导承和阀座镶嵌件。在发动机运转期间，典型的排气阀座镶嵌件可以达到400℃至500℃之间的温度。由于发动机的苛刻环境，用于形成阀导承和阀座镶嵌件的材料优选地具有高热硬度和润滑性的组合。最近，更期望还提供具有高导热率的阀座镶嵌件和阀导承。这些材料还应该从低温(例如在发动机起动时)到高温下提供足够的耐磨性，例如当发动机以高性能运行并以全额定功率运行时。仍然需要在高温和低温下具有优异的硬度、导热性和耐磨性的材料，例如用于要求苛刻的内燃机应用(尤其是阀座镶嵌件)的粉末金属基材料。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种阀座镶嵌件，其包括含有基础粉末金属混合物和富Cu(铜)相的材料。基础粉末金属混合物包括Mo(钼)和W(钨)中的至少一种。基础粉末金属混合物还包括多个孔隙，并且富铜相位于基础粉末金属混合物的孔隙中。

本发明的另一方面提供一种用于内燃机的材料，包括基础粉末金属混合物和富铜相。基础粉末金属混合物包括Mo和W中的至少一者。基础粉末金属混合物还包括至少一种添加剂，并且该至少一种添加剂包括B、N和C中的至少一者。基础粉末金属混合物包括多个孔隙；富铜相位于基础粉末金属混合物的孔隙中。

本发明的另一方面提供一种制造阀座镶嵌件的方法。该方法包括压制基础粉末金属混合物，该基础粉末金属混合物包括Mo和W中的至少一种；用富铜相渗透基础粉末金属混合物；烧结渗透的基础粉末金属混合物。

本发明的又一方面提供一种制造用于内燃机的材料的方法。该方法包括以下步骤：用富铜相渗透基础粉末金属混合物，该基础粉末金属混合物包括Mo和W中的至少一种；烧结渗透的基础粉末金属混合物。

该材料在高温和低温下都可提供优异的硬度、导热性和耐磨性。因此，该材料优选用于内燃机的阀导承和阀座镶嵌件。更具体地，该材料从低温(例如发动机起动时的约0℃至100℃)至高温(例如当发动机以高性能运行并以满额定粉末运行时的300℃至500℃)均提供了良好的耐磨性和导热性的平衡。

附图的简要说明

本发明的其它优点将是容易理解的，因为当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，可以更好地理解本发明的优点，其中：

图1是内燃机的包括由根据本发明一个实施例的材料形成的阀座镶嵌件的一部分的一个例子；

图2是图示了根据本发明实施例的示例性材料相对于对比材料的耐磨性的图表。

图3是图示了根据本发明实施例的材料相对于对比材料的导热率的图表。

图4是图示了根据本发明实施例的材料相对于对比材料的热硬度的图表。