一种高硬度合金气阀及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108193142A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201711437693.0C22C38/06(2006.01)(22)申请日2017.12.26C22C30/00(2006.01)C22C33/06(2006.01)(71)申请人钢铁研究总院C21D8/00(2006.01)地址100081北京市海淀区学院南路76号F16K27/00(2006.01)(72)发明人王立民程杰锋李权何西扣赵吉庆包汉生杨钢刘正东(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22C38/50(2006.01)C22C38/48(2006.01)C22C38/46(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种高硬度合金气阀及其制备方法(57)摘要一种高硬度合金气阀及其制备方法，属于机械制造技术领域。合金的化学成分重量百分比为：C：0.03～0.10％，Si：≤0.40％，Mn：≤0.60％，P：≤0.020％，S：≤0.020％，Cr：21.00～25.00％，Ni：25.00～30.00％，Al：0.70～3.00％，Ti：2.00～4.00％，6.50％≥(Al+Ti)≥3.50％，Nb：0.80～3.00％，V：0.20～0.60％，其余为Fe和不可避免的杂质。采用电弧炉+AOD或电弧炉+VOD冶炼。气阀合金锻造成方坯后在高速线材生产线上进行轧制。轧制过程中当工件表面温度超过1100℃时，进行喷水冷却。轧后水冷。银亮棒下料时保证长径比为15～20，感应加热：1100℃～1130℃，电镦时镦粗力为15KN～25KN，电镦时气阀盘部最大变形量为1400％～1500％，电镦后时效处理。优点在于，成本更低，硬度更高。CN108193142ACN108193142A权利要求书1/1页1.一种高硬度合金气阀，其特征在于，气阀合金化学成分按重量百分比为：C：0.03～0.10％，Si：≤0.40％，Mn：≤0.60％，P：≤0.020％，S：≤0.020％，Cr：21.00～25.00％，Ni：25.00～30.00％，Al：0.70～3.00％，Ti：2.00～4.00％，Nb：0.80～3.00％，V：0.20～0.60％，并且，6.50％≥(Al+Ti)≥3.50％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.一种权利要求1所述的高硬度合金气阀的制备方法，特征在于，采用电弧炉+AOD或电弧炉+VOD冶炼；冶炼的原料由55％～60％的奥氏体不锈钢，25％～30％的镍基高温合金，10％～15％的铁基高温合金返回料以及1％～5％纯金属；气阀合金锻造成方坯后在高速线材生产线上进行轧制，轧制过程中当工件表面温度超过1100℃时，进行喷水冷却，轧后水冷；轧制后经过固溶、开卷、剥皮、矫直、磨光之后，形成银亮气阀钢棒；银亮气阀钢棒经过下料、感应加热，然后进行电镦；下料时保证长径比为15～20，感应加热温度为1100℃～1130℃，电镦的模具材质为H13，电镦时镦粗力为15KN～25KN，电镦时气阀盘部最大变形量为1400％～1500％；电镦后进行时效处理，温度：720℃～730℃，时间6h～8h，水冷；时效处理后的气阀毛坯经过车削、磨光、镀铬形成气阀成品。2CN108193142A说明书1/6页一种高硬度合金气阀及其制备方法技术领域[0001]本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种低成本高硬度合金气阀及其制备方法，适用于制造舰船、火车、汽车用柴油机、汽油机以及天然气发动机的进气门和排气门。背景技术[0002]气阀又称气门，是内燃机中非常重要的零部件，它的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。从发动机结构上，分为进气门(intakevalve)和排气门(exhaustvalve)。进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。气门是由气门头部和杆部组成。气门头部温度很高(进气门570～670K，排气门1050～1200K)，而且还承受气体的压力、气门弹簧的作用力和传动组件惯性力，其润滑、冷却条件差，要求气门必须有一定强度、刚度、耐热和耐磨性能。进气门一般采用合金钢(铬钢、镍铬钢)，排气门采用耐热合金。有时为了省耐热合金，排气门头部用耐热合金，而杆部用铬钢，然后将两者焊接起来。气门头部的形状有平顶、球面顶和喇叭顶等。一般是使用平顶的。平顶气门头部结构简单、制造方便、吸热面积小、质量较小、进排气门都可以使用。球面顶气门适用于排气门，其强度高、排气阻力小、废气消除效果好，但其受热面积大，质量和