一種氣門座圈的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械設備制造技術領域，涉及一種發動機的生產制造工藝，特別是發動機中氣門座圈的生產工藝。
【背景技術】
[0002]發動機氣門的作用是專門負責向發動機內輸入空氣并排出燃燒后的廢氣。從發動機結構上，分為進氣門和排氣門，進氣門的作用是將空氣吸入發動機內，與燃料混合燃燒；排氣門的作用是將燃燒后的廢氣排出并散熱。通常氣門的開閉是通過氣門桿帶動氣門頭部做往復直線運動來實現的，發動機缸蓋上設有氣門座圈，通過氣門頭部與氣門座圈的配合實現氣門的封堵，氣門的頻繁開閉，使得氣門座圈要承受極高頻率的沖擊載荷，同時還要承受發動機內的高溫(進氣門570?670K，排氣門1050?1200K)，另外還要承受氣體的壓力、氣門彈簧的作用力和傳動組件慣性力，加上其潤滑、冷卻條件差，因此非常容易損壞，為了提高發動機的使用壽命，對氣門座圈的要求也很高，要具有較高的強度、剛度、耐熱和耐磨性能，其加工成本也比較高。
[0003]我國專利(公告號:CN104480401A;公告日:2015-04-01)公開了一種耐熱氣門座圈的制造方法，其加工步驟為:(I)、氣門座圈材料的準備；(2)、氣門座圈的鑄造；(3)、氣門座圈的預熱處理；(4)、氣門座圈的精加工；(5)、將鑄件加熱到850-920°C，保溫2-4h，采用風冷，使其快速冷卻；(6)、將經過步驟(5)處理后的氣門座圈加熱到700-720°C，在250°C的等溫鹽浴中進行等溫，時間為1-1.5h，然后空冷；(7)、將經過步驟(6)處理后的氣門座圈緩慢加熱到500-520°C，保溫足夠長時間后，出爐空冷。
[0004]上述專利中的氣門座圈采用鑄造成型，其工藝過程中工序多、投料多，而且不容易控制，鑄件的質量不夠穩定，廢品率相對$父尚，鑄造的氣門座圈還可能出現氣孔、粘砂、夾砂、砂眼等缺陷。

【發明內容】

[0005]本發明是針對現有的技術存在的上述問題，提供了一種氣門座圈的生產工藝。本發明所要解決的技術問題是:如何降低氣門座圈生產成本同時提高氣門座圈生產效率和質量。
[0006]本發明的目的可通過下列技術方案來實現:
[0007]—種氣門座圈的生產工藝，其特征在于，本生產工藝包括以下步驟:
[0008]a、混料:將包括Fe、Cr、Mn、Co和Ni在內的金屬制成粉末并混合成粉末原料；
[0009]b、成形:通過模具將上述粉末原料制成氣門座圈形狀，采用高壓壓制使其密度達到7.0g/cm3-7.lg/cm3；
[0010]C、燒結:將經過步驟b壓制成形的氣門座圈放置在燒結爐中進行燒結，使其硬度達到HRB80-HRB100，形成毛坯；
[0011 ] d、浸油:待毛坯冷卻后進行浸油處理；
[0012]e、機加工:將上述毛坯放置在機加工設備中依次進行車倒圓角、雙面磨、無心磨粗磨、振磨、無心磨精磨；
[0013]f、煮油:將氣門座圈進行煮油處理。
[0014]其工作原理如下:本技術方案中采用粉末冶金工藝制造氣門座圈，將多種成份的粉末原料壓制成形后經過燒結使其融合硬化成毛坯，通過步驟e中進行機加工后將毛坯去凈毛刺銳邊，再經過煮油處理后進行包裝成為氣門座圈成品；本技術方案中采用粉末冶金制造氣門座圈使得氣門座圈的硬度能夠達到HRB80-HRB105，而且不會出現有氣孔、砂眼、裂紋等缺陷，最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織；同時實現凈形成和自動化批量生產，有效地降低生產的資源和能源消耗，提高生產效率，減少浪費，降低生產成本。
[0015]本技術方案中把清洗干凈的粉末冶金燒結制品放入機油中浸泡。油在制品的毛細管力作用下，浸入到制品的孔隙中，通過浸油處理增加氣門座圈的抗腐蝕性、提高耐磨性，延長其使用壽命;通過機加工中的精加工保證氣門座圈平整度和光滑度，從而有效提高發動機氣門的密封性。通過煮油的熱處理方式有效防止氣門座圈產生裂紋。
[0016]本氣門座圈單獨制成后，再鑲嵌到發動機缸蓋上，特別適用于柴油機中使用。
[0017]在上述的氣門座圈的生產工藝中，在步驟b中，采用11T-13T大小的成形壓力。優選為12T，通過這一壓力壓制使得粉末原料之間更加緊密，燒結后具有較高的強度、剛度、耐熱和耐磨性能。
[0018]在上述的氣門座圈的生產工藝中，在步驟b中，壓制成形的氣門座圈呈環狀。氣門座圈的外徑為27.15(Λ%ιπι，內徑為22±0.05mm。
[0019]在上述的氣門座圈的生產工藝中，在步驟c中，經過步驟b壓制成形的氣門座圈依次經過預燒段、高溫段和冷卻段三個階段，在預燒段、高溫段和冷卻段均充入氮氣，預燒段氮氣流量為3m3/h-5m3/h，高溫段氮氣流量為18m3/h-20m3/h，冷卻段氮氣流量為5m3/h-6m3/h。通過充入惰性氣體氮氣防止氣門座圈在燒結過程中被氧化，從而提高氣門座圈的質量。
[0020]在上述的氣門座圈的生產工藝中，在步驟c中，經過步驟b壓制成形的氣門座圈在預燒段和高溫段共經過六個區域進行燒結，六個區域的溫度從前向后依次為:600±10°C，750±10°C，850±10°C，1120±10°C，1120±10°C，1120±10°C。
[0021]在上述的氣門座圈的生產工藝中，所述粉末原料元素組成及質量百分比為Fe:89.1%?93.6%，Cr:2%?3%，Mn:0.3%?0.8%，Co:2%?5%，N1:0.8%?1.2%，C:
0.8 %?1.4 %。本氣門座圈中以Fe元素作為基體，其中Cr、Ni和Co向基體擴散，提高了基體的耐熱性，以及硬質粒子與基體的結合強度，這對提高氣門座圈受沖擊能力和抗磨性是非常重要和有益的。
[0022]與現有技術相比，本發明中采用粉末冶金制造氣門座圈使得氣門座圈的硬度能夠達到HRB80-HRB105，而且不會出現有氣孔、砂眼、裂紋等缺陷，最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織；同時實現凈形成和自動化批量生產，有效地降低生產的資源和能源消耗，提高生產效率，減少浪費，降低生產成本。
【附圖說明】
[0023]圖1是本生產工藝的流程圖。
[0024]圖2是氣門座圈的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
[0026]實施例一
[0027]如圖1和圖2所示，本實施例中采用粉末冶金工藝制造氣門座圈，氣門座圈單獨制成后，再鑲嵌到發動機缸蓋上，特別適用于柴油機中使用。本生產工藝包括以下步驟:
[0028]a、混料:將包括Fe、Cr、Mn、Co和Ni在內的金屬制成粉末并混合成粉末原料;具體來說，粉末原料元素組成及質量百分比為Fe: 89.1 %?93.6%，Cr: 2 %?3 % ,Mn: 0.3 %?
0.8%，Co:2%?5%，N1:0.8%?1.2%，C:0.8%?I.4%。作為優選，其比例為:Fe:91 %，Cr:2.6% ,Mn:0.4% ,Co:4% ,N1:l.l% ,C:0.9% ；
[0029]b、成形:通過模具將上述粉末原料制成氣門座圈形狀，采用高壓壓制使氣門座圈形狀的粉