氣門生產(chǎn)工藝材料應(yīng)用及質(zhì)量控制計(jì)劃

氣門生產(chǎn)工藝、材料應(yīng)用及質(zhì)量控制方案張冠軍

1一、氣門生產(chǎn)工藝１．氣門各部位名稱2２、氣門的工作條件氣門各部位的工作環(huán)境：1、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥最高溫區(qū)集中在氣閥的頭部和頸部〔即A，C區(qū)〕；這些部位要求高的熱強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性。2、與閥座接觸的閥面〔B〕區(qū)是閥的又一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)，該區(qū)要求抗熱腐蝕，熱疲勞，熱磨損等綜合性能。閥桿與閥端〔D，E〕均屬熱磨損區(qū)，該區(qū)要求優(yōu)越的減摩和耐磨性能。3氣門常見損壞、失效形式：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵之一。工作時(shí)長時(shí)間處于高溫，有害氣體腐蝕及反復(fù)的沖擊載荷作用下，其工作環(huán)境十分惡劣，加之修理裝配，使用方面不按技術(shù)規(guī)程要求進(jìn)行，以及氣門相關(guān)件的質(zhì)量不合格等原因，使得氣門失效發(fā)生故障。排氣門的損壞形式主要是閥面燒損，閥桿干磨和閥桿斷裂。因此這一排氣運(yùn)動(dòng)尤其為嚴(yán)格.其局部最高溫度可達(dá)800~900℃,氣門落座時(shí)產(chǎn)生且承載很大的沖擊載荷,對(duì)氣門來說還要承受廢氣的高速?zèng)_刷,在這樣嚴(yán)酷工作條件下,氣門經(jīng)常出現(xiàn)變形、腐蝕、燒傷.氣門座的磨損、氣門斷裂等故障。4氣門常見損壞、失效的成因：排氣門的損壞形式主要是閥面燒損，閥桿干磨和閥桿斷裂。

閥面燒損：原因：座合面密封不良漏氣是引起燃燒的直接原因。發(fā)動(dòng)機(jī)過熱引起的氣門變形；更換氣門時(shí)與氣門座面研配不良；氣門間隙過??；氣門彈簧彈力缺乏；過多的積碳使氣門發(fā)卡及在座合面上沉積等都會(huì)造成座合面密封不良。氣門桿部干磨:

原因：

1、導(dǎo)管孔與氣門間隙過小。

2、潤滑不良。

氣門頸部斷裂、盤部掉頭：

特征：氣門桿部單邊磨損異常磨損，磨合面偏磨、斷口，呈明顯的疲勞斷口。

原因：氣門落座不正，產(chǎn)生交變彎曲應(yīng)力引起，主要原因是：

1、氣門導(dǎo)管與氣門桿間隙過大。

2、氣門座口與氣門導(dǎo)管不同心。

3、氣門座松脫。

4、氣門間隙過大。

5、發(fā)動(dòng)機(jī)超速超載，氣門溫度過高，材料強(qiáng)度下降。

6、其他原因使氣門受到撞擊53、氣門設(shè)計(jì)的根本要求:原那么上有以下考慮:A:為了保證有足夠的進(jìn)氣量,在缸頭布置允許的條件下,頭部直徑應(yīng)盡可能大些,并盡可能減少氣體流動(dòng)阻力.B:結(jié)構(gòu)簡單,在保證足夠強(qiáng)度和剛度的條件下,盡量減輕重量.C:盡可能降低熱負(fù)荷,主要是與汽缸頭的設(shè)計(jì)配合,改善散熱條件.D:應(yīng)選擇強(qiáng)度高.耐熱、耐腐蝕的材料.對(duì)排氣門的材料要求耐高溫.64.2不同機(jī)型氣閥鋼參考原那么〔常用△可用○〕類型鋼牌號(hào)氣油機(jī)柴油機(jī)進(jìn)排進(jìn)排馬氏體耐熱鋼SUH1△○△SUH11△○SUH3△○奧氏體耐熱鋼SUH31SUH38△○△SUH35△○△鎳基耐熱合金Lnconel751○○Lnconel80/GH80○○74、氣門材料的選用及生產(chǎn)工序4.1世界主要國家氣門鋼牌號(hào)的介紹各國氣門鋼牌號(hào)對(duì)照表見下表：中國日本德國USA4Cr9Si2SUH1X45CrSi93HNV34Cr10Si2MoSUH3X40CrSiMo10/8Cr20Si2NiSUH4X80CrNiSi20HNV64Cr14Ni14w2MoSUH31EV9331S425Cr21Mn9Ni4nSUH35X53CrMnNiN219EV82Cr21Ni12MnSiNSUH37EV44Cr18Ni19Si2W/X45CrNiN189///NiCr20TiAlHEV6/Lnconel751NiFe5Cr20NbTiHEV38鎳基耐熱合金與奧氏體材料特性應(yīng)用：1、當(dāng)氣門工作溫度不超過760時(shí)，可選取用奧氏體耐熱鋼，因?yàn)樗慕M織在此溫度時(shí)穩(wěn)定性比較好，不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。在高溫下，蠕變過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，所以它的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度沒有下降，當(dāng)工作溫度超過780-850的時(shí)候，它的組織穩(wěn)定性就會(huì)很差，因此奧氏體鎳合金鋼無論在蠕變強(qiáng)度或持久強(qiáng)度都顯示得缺乏。因此排氣門廣泛的采用超耐熱合金制造，這種材料分鈷基和鎳基合金兩種，它們之間的高溫性能差異不大，但鈷基合金而言價(jià)格高，對(duì)氧化鈷，氧化釩耐蝕性能差，一般不采用。而廣泛采用鎳基合金，如：incinel751,Nimonic80,Nimonic90.2、因此鎳基合金有良好的耐熱強(qiáng)性，高溫性能優(yōu)于其它的氣閥鋼，它是目前世界是最高級(jí)的氣閥鋼，廣泛的用于高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門。9奧氏體5Cr21Mn9Ni4n金相組織顯微放大倍圖10馬氏體4Cr10Si2Mo金相組織顯微放大倍圖114.2、制造工藝路線馬氏體型耐熱鋼〔鋼棒〕〔進(jìn)氣門〕材料：4Cr10Si2Mo棒料來料檢驗(yàn)下料磨兩端面電鐓鍛造成型調(diào)質(zhì)拋丸矯直校盤去應(yīng)力機(jī)加工小頭高頻淬火高溫回火拋丸磁粉探傷機(jī)精加工氮化氮化后滾光精磨錐面、小端面錐面跳動(dòng)檢測(cè)錐面氣密檢測(cè)清洗成品外觀檢查包裝入庫出廠檢驗(yàn)。

124.2、制造工藝路線奧氏體型耐熱鋼〔鋼棒〕〔排氣門〕材料：53Cr21Mn9Ni4N固溶態(tài)棒料來料檢驗(yàn)下料磨兩端面電鐓鍛造成型矯直校盤去應(yīng)力拋丸機(jī)加工小頭司太利合金處理機(jī)精加工氮化氮化后滾光精磨錐面、小端面錐面跳動(dòng)檢測(cè)錐面氣密檢測(cè)清洗成品外觀檢查包裝入庫出廠檢驗(yàn)。

135、主要加工設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備主要加工設(shè)備主要檢測(cè)設(shè)備1電鐓機(jī)1圓度儀2壓力機(jī)2投影儀3數(shù)控車床3粗糙度儀4無心磨4維氏顯微硬度計(jì)5外圓磨5洛氏硬度計(jì)6自動(dòng)熱處理爐6顯微鏡7N化爐7分析天平8回火爐8拉力試驗(yàn)機(jī)