坯17鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體11，鍛造后進行消除應力回火；具體地，如圖4、圖5所示，在材料始鍛溫度以下終鍛溫度以上的高溫狀態下，將預成形毛坯17迅速放入模鍛設備的下模22中，上模21向下鍛壓，從而成形出氣門殼體11，其中空盤部外形與下模22內腔一致，中空盤部內表面形狀與上模21外形一致。本實施例中，所述預成形毛坯17經一次鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體11。所述預成形毛坯17也可以經連續兩次鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體11 ;其中，第一次鍛造形成中間毛坯，第二次將中間毛坯鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體11。
[0035]步驟3:加工得到一氣門盤端面堵頭15和一實心棒料12a，并對實心棒料12a進行熱處理；具體地，所述氣門盤端面堵頭15用于封堵所述氣門殼體11的盤端部；所述氣門盤端面堵頭15與氣門殼體11的盤部焊接的一端外圍壁面被加工形成錐面，且該錐面與其軸線之間的夾角為7°，所述氣門盤端面堵頭15厚度為8?10mm。所述氣門盤端面堵頭15較小的端面直徑d與氣門殼體的盤部內腔最大直徑D的關系為:(D-l)mm < d < (D-0.5)mm0所述實心棒料8橫截面直徑與所述氣門殼體的桿部橫截面外徑相同。所述氣門盤端面堵頭15的材料與氣門預成形毛坯17材料相同，所述實心棒料8的材料可與氣門預成形毛坯17材料相同，也可以是不同的氣門鋼材料。
[0036]步驟4:盤部加工與封堵；如圖9所示，對氣門殼體11的盤部進行粗車加工后采用摩擦焊將氣門盤端面堵頭15摩擦焊于氣門殼體11的盤部開口處，以封堵氣門殼體11盤端部。
[0037]步驟5:對氣門殼體的內腔進行精加工、清洗并烘干，然后充入金屬鈉13，并將所述實心棒料8 —端通過摩擦焊工藝焊接于氣門殼體11中空桿部一端，以封堵氣門殼體11中空桿部，如圖10所示。所述實心棒料8的長度，根據氣門在氣缸中的裝配情況決定；在氣門總長度一定的前提下，應保證實心棒料8與氣門殼體11中空桿部一端的摩擦焊焊口在氣門導管中約1/2行程位置處。
[0038]步驟6:對整個氣門進行回火處理，回火后進行機加工。
[0039]步驟7:在氣門殼體的盤錐面堆焊鎳基高溫合金后對整個氣門進行精加工。
[0040]步驟8:表面處理，對氣門桿部表面進行鍍鉻或氮化處理得到鍍鉻層或氮化層，即可得到中空充鈉氣門成品。
[0041]請參閱圖11，其為采用本發明所述的成形工藝制成的中空充鈉氣門的結構示意圖。該中空充鈉氣門10包括氣門殼體11、實心桿部12和盤端面堵頭15，所述氣門殼體11包括氣門中空桿部Ila和氣門中空盤部11b，且二者在鍛造過程中為一體成形；所述氣門殼體11內充有金屬鈉13，氣門中空盤部11開口處采用摩擦焊焊接有一盤端面堵頭15，以封堵氣門中空盤部Ilb端面。氣門中空桿部Ila采用摩擦焊與實心桿部12焊接，以封堵氣門中空桿部Ila端面，氣門中空盤部Ilb表面堆焊有鎳基高溫合金，氣門中空桿部12和實心桿部12表面進行鍍鉻或者氮化，形成一鍍鉻層或氧化層。根據發動機使用要求，鍍鉻層厚度為3?7 μ m，氮化層厚度為10?30 μ m。
[0042]相對于現有技術，本發明的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝利用鋼管料16作為初始毛坯，并采用鍛造工序成形出盤部和桿部中空的氣門殼體11，采用摩擦焊對氣門盤部和桿部進行焊接封堵，工藝簡單，合格率高，大大提高生產效率；同時避免了實心棒料加工中空氣門時鉆孔對材料的浪費，提高了材料的利用率，降低生產成本。采用本發明所述的成形工藝制得的中空充鈉氣門，氣門內腔空間更大，充鈉量更多，散熱性能更好。
[0043]本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。
【主權項】
1.一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:楔橫軋預成形，將鋼管料加熱到軋制溫度后進行楔橫軋軋制成形，獲得氣門的預成形毛坯； 步驟2:鍛造成形并回火，通過模鍛成形工藝將預成形毛坯鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體，鍛造后進行消除應力回火； 步驟3:加工得到一氣門盤端面堵頭和一實心棒料，并對實心棒料進行熱處理； 步驟4:盤部加工與封堵，對氣門殼體的盤部進行粗車加工后采用摩擦焊將氣門盤端面堵頭摩擦焊于氣門殼體的盤部開口處，以封堵氣門殼體盤端部； 步驟5:對氣門殼體的內腔進行精加工、清洗并烘干，然后充入金屬鈉，并將步驟3所述實心棒料一端焊接于氣門殼體中空桿部一端，以封堵氣門殼體中空桿部； 步驟6:對整個氣門進行回火處理，回火后進行機加工； 步驟7:在氣門殼體的盤錐面堆焊鎳基高溫合金后對整個氣門進行精加工； 步驟8:表面處理，對氣門桿部表面進行鍍鉻或氮化處理得到鍍鉻層或氮化層，即可得到中空充鈉氣門成品。
2.根據權利要求1所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:所述步驟3中，所述氣門盤端面堵頭與氣門殼體的盤部焊接的一端外圍壁面被加工形成錐面，且該錐面與其軸線之間的夾角為7°，所述氣門盤端面堵頭厚度為8?1mm ;所述實心棒料橫截面直徑與所述氣門殼體的桿部橫截面外徑相同。
3.根據權利要求2所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:所述氣門盤端面堵頭較小的端面直徑d與氣門殼體的盤部內腔最大直徑D的關系為:(D-1) mm < d < (D-0.5)_。
4.根據權利要求1所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:所述步驟I中，所述預成形毛坯采用管坯通過一道次楔橫軋軋制成形。
5.根據權利要求1所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:所述步驟I中，所述預成形毛坯采用管坯通過多道次楔橫軋軋制成形。
6.根據權利要求1所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:所述步驟2中，所述預成形毛坯經一次鍛造成形得到一盤部和桿部中空的氣門殼體。
7.根據權利要求1所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于:所述步驟2中，所述預成形毛坯經連續兩次鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體；第一次鍛造形成中間毛坯，第二次將中間毛坯鍛造形成一盤部和桿部中空的氣門殼體。
8.根據權利要求1所述的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝，其特征在于: 所述步驟8中，鍍鉻層厚度為3?7 μ m，氮化層厚度為10?30 μ m。
【專利摘要】本發明屬于內燃機發動機氣門的成形加工方法，特別涉及一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝。本發明的一種基于楔橫軋制坯的中空充鈉氣門的成形工藝利用鋼管料作為初始毛坯，先通過楔橫軋軋制成形得到預成形毛坯，再采用鍛造工序成形出盤部和桿部中空的氣門殼體，然后采用摩擦焊對氣門盤部和桿部進行焊接封堵，工藝簡單，提高生產效率；同時避免了實心棒料加工中空氣門時鉆孔對材料的浪費，提高了材料的利用率，降低生產成本。采用本發明所述的成形工藝制得的中空充鈉氣門，氣門內腔空間更大，充鈉量更多，散熱性能更好。
【IPC分類】F01L3-14, B23P15-00
【公開號】CN104801938
【申請號】CN201510236950
【發明人】章爭榮, 孫友松, 林喜佳, 莫東強, 孫歌, 陳剛, 蘇德濤, 黎志彥, 邱萬奇, 王寶雨, 劉晉平
【申請人】懷集登云汽配股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月11日