專利名稱：合金材料、氣門座圈及其制備方法、氣門座圈的安裝方法
技術領域：
本發明屬于發動機配件技術領域，具體涉及一種合金材料、由該合金材料制備的氣門座圈、該氣門座圈的制備方法和氣門座圈的安裝方法。
背景技術：
乙醇是一種清潔可再生能源，國內市場上使用的汽油均添加了部分乙醇，并且國際市場尤其巴西市場對乙醇燃料的消費量巨大，因此以乙醇為燃料的發動機在國際市場潛力很大。由于有些地區的乙醇燃料中的乙醇含量較高，例如巴西的乙醇燃料內的乙醇含量 較高，最高達100%，乙醇燃料燃燒后氧化物生成量減少，酸性物生成量增多，發動機氣門與座圈接觸面增大，且氣門與座圈之間無油霧潤滑，潤滑條件惡劣，腐蝕和磨損加劇。乙醇燃料對發動機的可靠性試驗要求更高，而傳統的汽油發動機的座圈材料或天然氣發動機的座圈材料均滿足不了，在完成200h可靠性試驗后就會出現座圈嚴重下沉，氣門與座圈密封不嚴的現象。需要開發針對以乙醇為燃料的發動機的氣門座圈材料，提高氣門座圈材料的，耐腐蝕和耐磨損性能。

發明內容
本發明的目的是解決現有合金材料的耐腐蝕和耐磨損性能較差的問題，提供一種耐腐蝕和耐磨損性能優良的合金材料。解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種合金材料，按質量百分比計其成分為C1. 1-1. 6% ；Cr 6.0-8.0%;Mo 6. 0-8. 0% ；Co 10. 0-13. 0% ；Ni 2.0-4.0%;Mn 0.9-1.7%;S 0.7-1.5%;其它不可避免的雜質1. 0%以下，余量為Fe。本發明的合金材料通過添加合金粒子Cr、Mo、Co (Cr-Mo-Co系硬質粒子)，可以有效抑制金屬間的初期磨損，保證了合金材料的耐磨性、熱穩定性，再輔以MnS(S和Mn結合)可以提高材料的自潤滑性能和加工性能。優選的是，按質量百分比計其成分為C 1.2-1.5%;Cr 6. 5-7. 6% ；
Mo 6.3-7.0%;Co 11. 0-12. 6% ；Ni 2.3-3.7%;Mn1. 0-1. 6% ；S 0. 9-1. 4% ；其它不可避免的雜質1. 0%以下，
余量為Fe。本發明所要解決的技術問題還包括，針對氣門座圈的制備方法中氣門座圈耐磨性能和耐蝕性能不佳的問題，提供一種耐磨性能和耐蝕性能優良的氣門座圈的制備方法。解決本發明技術問題所采用的技術方案是一種氣門座圈的制備方法，包括以下步驟按上述的的合金材料的配比稱量各原料的粉末并混合壓制，獲得氣門座圈的坯體；將氣門座圈的坯體連續燒結；對氣門座圈的坯體進行后處理。優選的是，所述的連續燒結步驟中，燒結溫度為1090-1110°C，燒結時間為14_16min0優選的是，所述的后處理步驟包括氣門座圈的坯體在過熱水蒸氣處理40-60min，其中，溫度為 540_560°C。進一步優選的是，所述的門座圈的坯體在過熱水蒸氣處理中，表面生成的Fe3O4的厚度為3-4 ii m。本發明的方法制備的氣門座圈的耐磨性能和耐蝕性能優良，氣門座圈的切削加工性、抗拉強度和抗屈服強度得到了改善。本發明還提供一種氣門座圈，該氣門座圈是由上述方法制備，所述的氣門座圈的洛氏硬度為35-50，密度為6. 7-7. lg/cm3，壓潰強度為450_500MPa。因此，該氣門座圈的耐磨性能和耐蝕性能優良，氣門座圈的切削加工性、抗拉強度和抗屈服強度得到了改善。本發明還提供一種氣門座圈的安裝方法，通過控制氣門座圈壓入缸蓋的過盈量為64-107 u m,防止座圈壓入缸蓋后碎裂。
具體實施例方式為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述。實施例1本實施例提供一種合金材料，該合金材料的配方見表I。優選的，上述合金材料應用于制備氣門座圈。當然，也不限制于進排氣的氣門座圈，也可以應用于其它腐蝕和磨損嚴重的地方，例如，正時齒輪。合金材料中添加合金粒子Cr、Mo、Co (Cr-Mo-Co系硬質粒子)，可以有效抑制金屬間的初期磨損，保證了合金材料的耐磨性、熱穩定性，再輔以MnS (S和Mn結合)可以提高合金材料的自潤滑性能和加工性能。優選的，將上述的配方的合金材料通過稱料-混料-壓制-燒結-冷處理-熱處理-后處理的工藝過程制得氣門座圈。其中，稱料、混料和壓制可以采用現有技術的方法進行。優選的，上述的燒結工藝為連續燒結，將壓制成型后的氣門座圈的坯體放在連續燒結爐里進行燒結，燒結溫度為1100°c，燒結時間為16min。優選的，燒結后氣門座圈的坯體還可采用冰凍處理機進行冷處理和采用退火進行熱處理，用以改善組織結構，提高座圈的綜合性能。優選的，所述的后處理工藝為將氣門座圈的坯體在過熱水蒸氣下處理40min，其中，水蒸氣的壓力為1. 013MPa，溫度為550°C，水蒸氣與氣門座圈的鐵基材料發生化學反應生成均勻、致密、有鐵磁性、厚度為3 ii m的氧化物Fe3O4,同時氧化物還會滲入氣門座圈的孔隙內，在工作中可以有效抑制金屬間的接觸磨損，增加了耐磨性能和耐蝕性能。
優選的，經過上述工藝制得的氣門座圈，其洛氏硬度為45，密度為6. 7g/cm3，壓潰強度為470MPa。上述的氣門座圈通過過盈配合的方法安裝入缸蓋，其中過盈量為88i!m，以防止座圈壓入缸蓋后碎裂。取本實施例制備的氣門座圈放入發動機的氣缸，以100%乙醇為燃料進行500h可靠性試驗，結果見表2，從表2可知，本實施例制備的氣門座圈的磨損量較小，特別適合于以乙醇為燃料的發動機。表I各實施例合金材料的配方
權利要求
1.一種合金材料，其特征在于，按質量百分比計其成分為C1. 1-1. 6% ；Cr 6. 0-8. 0% ；Mo 6. 0-8. 0% ；Co 10. 0-13. 0% ；Ni 2. 0-4. 0% ；Mn O. 9-1. 7% ；S O. 7-1. 5% ；其它不可避免的雜質1. 0%以下，余量為Fe。
2.如權利要求1所述的合金材料，特征在于，按質量百分比計其成分為C1. 2-1. 5% ；Cr 6. 5-7. 6% ；Mo 6. 3-7. 0% ；Co 11. 0-12. 6% ；Ni 2. 3-3. 7% ；Mn1. 0-1. 6% ；S O. 9-1. 4% ；其它不可避免的雜質1. 0%以下，余量為Fe。
3.一種氣門座圈的制備方法，特征在于，包括以下步驟按照權利要求1或2所述的合金材料的配比稱量各原料的粉末并混合壓制，獲得氣門座圈的坯體；將氣門座圈的坯體連續燒結；對氣門座圈的坯體進行后處理。
4.如權利要求3所述的氣門座圈的制備方法，特征在于，所述的連續燒結步驟中，燒結溫度為1090-1110°C，燒結時間為14-16min。
5.如權利要求4所述的氣門座圈的制備方法，特征在于，所述的后處理步驟包括氣門座圈的坯體在過熱水蒸氣處理40-60min，其中，溫度為540_560°C。
6.如權利要求5所述的氣門座圈的制備方法，特征在于，所述的門座圈的坯體在過熱水蒸氣處理中，表面生成的Fe3O4的厚度為3-4 μ m。
7.一種氣門座圈，特征在于，該氣門座圈是由權利要求3-6任一所述的方法制備的。
8.如權利要求7所述的氣門座圈，特征在于，所述的氣門座圈的洛氏硬度為35-50，密度為 6. 7-7. lg/cm3，壓潰強度為 450-500MPa。
9.一種氣門座圈的安裝方法，特征在于，如權利要求7或8所述的氣門座圈壓入缸蓋的過盈量為64-107 μ m。
全文摘要
本發明提供一種合金材料、由該合金材料制備的氣門座圈、該氣門座圈的制備方法和氣門座圈的安裝方法，屬于汽車配件技術領域，其可解決現有的合金材料和由其制備的氣門座圈在以乙醇為燃料的發動機中耐腐蝕和耐磨損性能較差的問題。本發明的改進了合金材料的配方，完善了氣門座圈的制備工藝和安裝方法。本發明的氣門座圈的耐磨性能和耐蝕性能優良，切削加工性、抗拉強度和抗屈服強度得到了改善。
文檔編號C22C38/60GK102994917SQ201210532980
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者劉吉, 慕金華, 謝小祥 申請人:奇瑞汽車股份有限公司