專利名稱：粉末冶金復合材料發動機氣門導筒的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用粉末冶金復合材料制造的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒。
背景技術：
現有的發動機氣門導筒零件通常是采用鍛造合金鋼，如(12CrNi3A鋼等)經機械加工、熱處理等工序加工而成，材料利用率低、工藝復雜，氣門導筒零件在使用過程中，磨損嚴重，氣門導筒頂部有時還被凸輪磨穿，使氣門不能正常開啟和關閉，嚴重影響了發動機的性能，對大功率的發動機，情況更加嚴重。
發明內容
本實用新型的目的在于采用粉末冶金技術，克服現有氣門導筒制造和使用過程中存在的問題，將材料設計與粉末冶金工藝結合起來，提供一種耐磨的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒。
本實用新型的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒由筒體和筒體頂部上面的表層構成，筒體頂部上面的表層由材料B構成，筒體由材料A構成；所述材料A的組分及其質量百分比含量如下Cu 0.5-2％、Ni 1-3％、Mo 0.5-1％、C 0.5-1％、NbC 5-12％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質；所述材料B的組分及其質量百分比含量如下Cu 2-4％、Ni 2-4％、Mo 1-2％、C 0.5-1.5％、NbC10-20％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質。
所述由材料B構成的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒頂部上面的表層厚度為1-2毫米時，可以達到最佳的強度和耐磨效果。
粉末冶金復合材料發動機氣門導筒的制備方法包括——按表1配備粉末材料A
表1成分 粒徑 質量百分比用量鐵粉 ≤147 75-86％銅粉 ≤74 0.5-2％鎳粉 2-5 1-3％鉬粉 ≤74 0.5-1％石墨粉 ≤74 0.5-1％磷鐵或磷銅粉 ≤74 2-5％碳化鈮粉 2.5 5-12％阿克臘粉 ≤38 0.5-0.8％按表2配備粉末材料B表2成分 粒徑 質量百分比用量鐵粉 ≤147 65-78％銅粉 ≤74 2-4％鎳粉 2-5 2-4％鉬粉 ≤74 1-2％石墨粉 ≤74 0.5-1.5％磷鐵或磷銅粉 ≤74 2-5％碳化鈮粉 2-5 10-20％阿克臘粉 ≤38 0.5-0.8％——上述粉末材料過100目篩，然后在二維混料機上干混30-80分鐘；——將粉末材料A充填于氣門導筒陰模型腔內，然后在氣門導筒頂部上面的表層布粉末材料B，在130℃-150℃下以550-700MPa的壓力溫壓成形；
——將復合成形的氣門導筒生坯在四段高溫燒結爐上燒結，氣門導筒頂部向下放置，高溫燒結時間1-2小時，推舟速度20-25分鐘/舟，按表3設置燒結爐各段的溫度。
表3燒結I段 燒結II段燒結III段燒結IV段300-400℃ 700-800℃1250-1300℃ 650-800℃即得到粉末冶金復合材料的氣門導筒，其頂部硬度HRC55-63，其余部分硬度HRC25-45，бb＝800-900MPa，δ＝2.0-3.0％。
本實用新型與現有技術相比，具有如下優點1、本實用新型的氣門導筒零件，保證了氣門導筒既有高的強度又有高的硬度和耐磨性，完全可取代常規的合金鋼材料；2、本實用新型提供的粉末冶金復合材料氣門導筒，經500小時臺架考核試驗，其頂部磨損接近于零，耐磨性比12CrNi3A鋼提高50-100倍。
圖1是本實用新型的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒的結構示意圖。
圖2是本實用新型的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒的另一結構示意圖。
下面通過如下實施例對本發明作進一步說明。
具體實施方式
如圖1所示，本發明的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒頂部上面的表層1由材料A構成，筒體2由材料B構成。如圖2所示，本發明的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒頂部1上面的表層1(1)由材料A構成，筒體2’由材料B構成。
權利要求1.一種粉末冶金復合材料發動機氣門導筒，其特征在于筒體頂部上面的表層由材料B構成，筒體由材料A構成；所述材料A的組分及其質量百分比含量如下Cu 0.5-2％、Ni 1-3％、Mo 0.5-1％、C 0.5-1％、NbC 5-12％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質；所述材料B的組分及其質量百分比含量如下Cu 2-4％、Ni 2-4％、Mo 1-2％、C 0.5-1.5％、NbC 10-20％、P 0.3-0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質。
2.根據權利要求1所述的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒，其特征在于所述由材料B構成的粉末冶金復合材料發動機氣門導筒頂部上面的表層厚度為1-2毫米。
專利摘要一種粉末冶金復合材料發動機氣門導筒，筒體頂部上面的表層由材料B構成，筒體由材料A構成；所述材料A的組分及其質量百分比含量如下Cu0.5－2％、Ni 1－3％、Mo 0.5－1％、C 0.5－1％、NbC 5－12％、P 0.3－0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質；所述材料B的組分及其質量百分比含量如下Cu 2－4％、Ni 2－4％、Mo 1－2％、C 0.5－1.5％、NbC 10－20％、P 0.3－0.6％，其余為鐵和不可避免的微量雜質，本實用新型的氣門導筒既有高的強度又有高的硬度和耐磨性。
文檔編號F01L3/08GK2591231SQ0125598
公開日2003年12月10日 申請日期2001年9月28日 優先權日2001年9月28日
發明者李元元, 肖志瑜, 夏偉, 龍雁, 吳苑標 申請人:華南理工大學