[发明专利]一种柴油机气阀座的加工方法

说明书

本发明公开了一种柴油机气阀座的加工方法，其包括如下步骤：1）锥面堆焊；2）喷涂；3）高温扩散，炉温升至600~700℃时将气阀座放入炉中，投入高温炉中随炉升温至1050~1100℃，保温50~70min，炉冷至650~750℃后出炉空冷至室温；4）调质，将柴油机气阀座加热至1060~1100℃，然后预冷至850~900℃进行淬火处理，淬火介质为硝盐，所述硝盐的温度为350~400℃，淬火15~30min后空冷至100~150℃，再放入温度≥75℃的水槽中清洗，然后进行高温回火，空冷。其能够增加气阀座内孔涂层的结合强度，降低涂层硬度、减小涂层脆性，提高产品合格率。

技术领域

本发明涉及柴油机气阀座的制造工艺，具体涉及一种柴油机气阀座的加工方法。

背景技术

气阀座是柴油机的重要零件，在工作过程中，它承受较高温度下的冲击、摩擦磨损、热疲劳等复杂工况和燃料废气的冲刷腐蚀作用。为了保证柴油机在使用过程中安全可靠，除了通过热处理使阀座基体具有足够高的强度、塑性和韧性，除了在气阀座内孔锥面堆焊高硬度、耐磨损的高温合金以外，还要想办法使阀座内孔耐燃烧废气腐蚀，才能保证它的使用寿命。近年来，柴油机的发展速度很快，并且负荷明显提高，这对气阀座的质量提出了更高要求。

为了提高气阀座的综合性能，参见图1，在柴油机气阀座基体1的内孔锥面上设置堆焊层2，在基体1的内孔上设置喷涂层3。为了提高喷涂层的结合强度，应当采用热喷涂，气阀座的热喷涂主要有三种方式：第一种是等离子喷涂，第二种是超音速火焰喷涂，第三种是火焰喷涂。为了保证喷涂层的强度要求，现有的柴油机气阀座的加工方法常常采用的是等离子喷涂或超音速火焰喷涂，其工艺流程为：制坯-基体调质-气阀座内孔锥面堆焊-探伤-气阀座内孔喷涂。按照此工艺方法生产气阀座存在如下问题：合金粉末经高温高速焰流加热后，在合金粉末颗粒表面产生熔化，颗粒内部发生软化，并以很高的速度与基体金属碰撞，硬度经常达到460~530HV，喷涂层的结合强度长期只有67~78MPa，大多数产品不满足图纸设计要求。正是由于喷涂层硬度高、脆性大、结合强度低，在机械加工过程中容易出现剥落，因使用传统热喷涂工艺而产生剥落的废品率高达31.7%，更为严重的是用户在使用过程中偶尔也会出现涂层剥落，影响设备正常运行。此外，等离子喷涂或超音速火焰喷涂设备复杂，投资大，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种柴油机气阀座的加工方法，其能够增加气阀座内孔涂层的结合强度，降低涂层硬度、减小涂层脆性，提高产品合格率。

本发明所述的柴油机气阀座的加工方法，其包括如下步骤：

1）锥面堆焊，将柴油机气阀座内孔锥面进行堆焊处理；

2）喷涂，将柴油机气阀座内孔火焰喷涂镍基合金粉末；

3）高温扩散，使用高温炉，炉温升至600~700℃时将气阀座放入炉中，随炉升温至1050~1100℃，保温50~70min，再炉冷至650~750℃后出炉空冷至室温；

4）调质，将柴油机气阀座加热至1060~1100℃，然后预冷至850~900℃进行淬火处理，淬火介质为硝盐，所述硝盐的温度为350~400℃，淬火15~30min后空冷至100~150℃，再放入温度≥75℃的水槽中清洗，然后进行高温回火，回火温度为680~730℃，回火时间为3~5h，回火后空冷。

进一步，柴油机气阀座的制造材料为4Cr10Si2Mo钢，锥面堆焊合金为Stellite 20合金，镍基合金粉末为HMSP1635-00粉末。

进一步，所述Stellite 20合金的组分为：31.5~34.5%Cr、2.3~2.55%C、≤2%Si、＜3%Fe、15~17%W、＜1%Mo和＜3%Ni，余量Co。

进一步，所述HMSP1635-00粉末的组分为：0.25~0.4%C、2.4~3.4%Fe、6~7.5%Cr、3.2~3.9%Si和1.2~1.6%B，余量Ni。