本發明涉及汽車零部件技術領域，尤其涉及一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料。
背景技術：
隨汽油價格的上漲、潔凈能源天然氣的廣泛使用、國家排放要求及環保法規不斷提高，以天然氣和汽油作為雙燃燒介質的發動機已成為一大趨勢，市場上出現的兩用燃料天然氣和汽油發動機、油改氣改裝車等，若不對氣門導管進行重新設計及驗證，極容易出現異常磨損，造成發動機漏氣、功率下降及報廢。目前國產天然氣-汽油發動機主要是在原汽油發動機基礎上優化設計而來的，汽油燃料燃燒后產生微量碳顆粒，對導管有一定的潤滑作用，而天然氣和汽油雙燃料發動機的燃料較“干燥”，不具有潤滑氣門的成分，熱負荷大，排氣溫度高等，這就要求對發動機氣門導管材料進行相應改進。目前市場上的氣門導管，主要以鑄造銅合金為主，長期存在早期磨損、偏磨等問題，對天然氣-汽油兩種燃料的適應性一直沒有得到很好地解決。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，通過對材料組分的開發，制備的氣門導管具有耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，可以滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發動機使用。
為實現上述目的，本發明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.6-0.9%，銅4.0-6.0％，二硫化鉬0.5-1.5%，氟化鈣0.5-1.5%，硫化錳0.2-1.0%，鋁青銅2.0-5.0%，鉻鐵粉30-40%，余量為磷鐵粉。
優選的，本發明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.6%，銅4.0％，二硫化鉬1.2%，氟化鈣0.8%，硫化錳0.4%，鋁青銅2%，鉻鐵粉30%，余量為磷鐵粉。
優選的，本發明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.9%，銅6.0％，二硫化鉬1.3%，氟化鈣1.0%，硫化錳0.6%，鋁青銅5%，鉻鐵粉40%，余量為磷鐵粉。
優選的，本發明涉及一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，由以下組分按照質量百分比組成:石墨0.85%，銅5％，二硫化鉬1.5%，氟化鈣1%，硫化錳0.5%，鋁青銅3.5%，鉻鐵粉35%，余量為磷鐵粉。
所述鋁青銅粉為含鎳2～6.5%、鋁2～12%、鐵3～8.5%，其它≤2%，余量為銅。
所述鉻鐵粉為含鉻1.5-4.0%的合金粉。
所述磷鐵粉為含磷0.3-0.6%的合金粉。
上述天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管通過以下步驟制得：將按以上組分均勻混和的粉末裝入全自動干粉壓機進行壓制，壓制密度控制在6.95g/cm3以上，溫度控制在1040℃在燒結爐中燒結6小時，然后進行真空浸油及后加工處理制得。
有益效果
本發明提供的組分配比是根據天然氣和汽油雙燃料發動機工況需求，通過將磷鐵粉、鉻鐵粉、石墨粉、銅粉、二硫化鉬、氟化鈣、硫化錳、鋁青銅按照比例配比，采用粉末冶金工藝制得的天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管，具有耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發動機使用。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
實施例1:
所述一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，按照質量百分比計，由以下組分組成:石墨0.6%，銅4.0％，二硫化鉬1.2%，氟化鈣0.8%，硫化錳0.4%，鋁青銅2.0%，鉻鐵粉30%，余量為磷鐵粉。
按以上配比，采用粉末冶金工藝生產的天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管，以貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）相為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑；在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損試驗摩擦系數≤0.3，發動機臺架試驗內孔磨損量≤0.035mm，解決了氣門導管耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發動機使用。
實施例2:
所述一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，按照質量百分比計，由以下組分組成:石墨0.9%，銅6.0％，二硫化鉬1.3%，氟化鈣1.0%，硫化錳0.6%，鋁青銅5%，鉻鐵粉40%，余量為磷鐵粉。
按以上配比，采用粉末冶金工藝生產的天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管，以貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）相為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑；在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損試驗摩擦系數≤0.32，發動機臺架試驗內孔磨損量≤0.031mm，解決了氣門導管耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發動機使用。
實施例3:
所述一種天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管材料，按照質量百分比計，由以下組分組成:石墨0.85%，銅5.0％，二硫化鉬1.5%，氟化鈣1.0%，硫化錳0.5%，鋁青銅3.5%，鉻鐵粉35%，余量為磷鐵粉。
按以上配比，采用粉末冶金工藝生產的天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管，以貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）相為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑；在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損試驗摩擦系數≤0.31，發動機臺架試驗內孔磨損量≤0.03mm，解決了氣門導管耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發動機使用。
下面從金相組織、高溫摩擦磨損試驗、發動機臺架試驗等方面與原裝鑄銅件進行對比分析：
1.氣門導管金相組織
從表1可以看出，實施例1、2、3主要以綜合性能較好的貝氏體為基體，以固體潤滑相（二硫化鉬、氟化鈣）、銅合金相（銅、鋁青銅）為潤滑相，以細針狀馬氏體、磷共晶為硬質相，以添加的硫化錳作為助切削劑，滿足材料的耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能。
和原裝鑄銅件相比：基體組織、潤滑相、硬質均有較大的區別。特別是實施例1、2、3添加的磷鐵粉、鉻鐵粉、鋁青銅，在500℃下工作具有高強度、耐腐蝕、耐磨等優良特點；而添加的固體潤滑劑（二硫化鉬、氟化鈣）又具有非常好的減磨、潤滑、抗粘著等優良特性。
2.氣門導管高溫耐磨及潤滑特性：
表2為實施例1、2、3與原裝鑄銅件材料在100-500℃范圍內的高溫摩擦磨損對比試驗，用磨損減簿量評價材料的耐磨性能，用摩擦系數評價材料的潤滑性能。從試驗結果可以看出，實施例1、2、3的高溫耐磨性能遠優于原裝鑄銅件材料。
3.氣門導管發動機臺架實驗：
表3為實施例1、2、3與原裝件材料在某1.6l天然氣和汽油雙燃料發動機臺架試驗上的拆解數據，從試驗結果可以看出，實施例1、2、3耐磨性遠優于原裝鑄銅件材料，滿足設計要求及考核指標。
通過實施例1、2、3數據分析，三種實施例均都能滿足性能要求，其中：從效果和成本方面綜合考慮，實施例3為最佳實施例。
綜上所述，采用本發明所提供的組分制得的天然氣和汽油雙燃料發動機氣門導管具有耐高溫、耐磨、自潤滑、易切削加工等性能，滿足國ⅴ排放標準、工況溫度在500℃以下的天然氣和汽油雙燃料發動機使用。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。