[发明专利]气门导管渗铜烧结方法

说明书

本申请提供一种气门导管渗铜烧结方法，该气门导管渗铜烧结方法包括压坯步骤(s1)、组装步骤(s2)与烧结步骤(s3)。在压坯步骤(s1)中将铁粉混合料压制为密度为6.4～7.0g/cm³的气门导管(1)的坯料；在组装步骤(s2)中将铜柱(2)置于所述坯料的通孔(11)中形成组合件，所述铜柱(2)的直径d满足D₂‑d≤0.1mm，其中D₂为所述通孔(11)的内径。所述铜柱(2)的质量按熔浸率10％～16％确定；在烧结步骤(s3)中将所述组合件置于烧结炉中做渗铜烧结得到烧结件，所述烧结炉内部为氢气保护气氛。本申请能够减少工装的使用，降低成本，提高效率，并且更好的保证气门导簖的渗铜均匀性，保证气门导管的耐磨耐热性能均匀一致。

技术领域

本发明涉及气门导管粉末冶金烧结技术领域，具体涉及一种气门导管渗铜烧结方法。

背景技术

气门导管是汽车发动机配气机构的关键零部件之一，它既对气门的上下运动起到导向作用，同时也是气门杆上的热量传递给发动机缸盖的传热载体。传统燃油发动机正向着“低能耗、低排放、轻量化”的趋势发展，随着缸内直喷、稀薄燃料、涡轮增压等新型发动机技术的推广，以及天然气、LPG、乙醇等清洁燃料的应用，发动机缸内环境温度越来越高，润滑条件越来越差，给气门导管的导热性和耐磨性带来了巨大的挑战。

普通铁基导管中主要以Fe、C元素为主，加入少量的Ni、Mo、S等元素，导热性能较差，而且由于基体材料疏松、多孔，导致烧结后密度、硬度较低，导热性、耐磨性均满足不了天然气发动机、重型柴油机以及新技术发动机高温、高压、高侧向力的工况要求。

如果对导管进行整体渗铜，同时在导管基材中添加一定比例的Cr、W等合金元素，导管基体中的绝大部分孔隙被Cu充填，一是可以大大提升导管的硬度、密度、压溃强度；二是由于Cu元素本身具备优良的导热性，因此导管整体渗铜后可以大幅提升导管的导热性能；三是导管基材中的Cr W等元素形成Fe-C-Cr-W合金耐磨相,可以对抗气门杆部施加的侧向力，从而导管的物理性能、导热性、耐磨性均得到了大幅提升，成为一种性能优越的新型气门导管材料。

于2020年12月25日授权公告的公告号为CN212223081U的名为“一种用于气门导管渗铜的装置”的实用新型专利中公开了一种使用打孔碳板进行渗铜处理的装置，该装置包括下碳板以及悬置在下碳板之上的上碳板，下碳板的上表面开设有下安装孔，上碳板的下表面开设有与下安装孔在竖直方向上一一对应的上安装孔。通过在下安装孔内设置下铜片，并在上安装孔内设置有上铜片，并在下安装孔与对应的上安装孔之间安装气门导管的方式固定气门导管，防止其倾倒，并使其传热均匀。该装置相比单端渗铜虽然提升了渗铜的均匀性，但是两端的铜溶液在导管坯料中的爬升距离大，仍然存在渗铜不均匀的问题，尤其是在远离气门导管两端的中段更严重；该装置需要根据气门导管直径加工不同的打孔碳板，单张打孔碳板需要增加近2000元的成本；该装置安装时需要将同一装置上的气门导管一一对准对应的安装孔，经常出现一个气门导管已经对准好的情况下，其他的气门导管又弹出的情况，作业效率低。

发明内容

由于上述使用打孔碳板进行渗铜的渗铜装置存在的渗铜均匀性有待提升、成本高、效率低的问题，本申请的技术方案提供一种气门导管渗铜烧结方法。

本申请的气门导管渗铜烧结方法包括压坯步骤、组装步骤与烧结步骤；

所述压坯步骤中将铁粉混合料压制为密度为6.4～7.0g/cm³的气门导管的坯料；

所述组装步骤步骤中将铜柱置于所述坯料的通孔中形成组合件，所述铜柱的直径d满足D₂-d≤0.1mm，其中D₂为所述通孔的内径。所述铜柱的质量按熔浸率10％～16％确定；

所述烧结步骤中将所述组合件置于烧结炉中做渗铜烧结得到烧结件，所述烧结炉内部为氮气或惰性气体保护气氛。