气门锥面生产加工工艺..
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7
破断形式： 如：应力腐蚀破断、氢脆破断，蠕变破断、 腐蚀疲劳破断、热疲劳破断与低熔点金属接 触破断，应力松弛失效，高温疲劳断裂，微 震磨损-------振幅在10-7~10-3mm振中滑动而 引起的轻微磨损，微振疲劳，微振磨损，磨 损腐蚀以及其它冲击失效模式。 磨损：酸蚀磨损，磨粒磨损，表面疲劳磨损， 塑性变形磨损，微振磨损，冲击磨损， 腐蚀：化学腐蚀，裂缝腐蚀，晶间腐蚀，冲 刷侵蚀，气体涡流侵蚀，生物侵腐，动力侵 腐，
3
一步真空熔结的工艺流程如下：
配合 金粉 调料 有 机粘 接剂 工件 清洗 涂覆 烘干 熔结 检验
4
三 真空熔结涂层工艺性 1 从表面冶金的观点来看，理想的涂层工 艺至少需要量满足以下要求： 在涂层合金与基体金属之间必须形成牢固 的冶金结合。 涂层形成后需保持涂层合金原有的性能。 在涂层形成过程中，不应损害基体金属的 强度 及其它力学性能。
9
一 排气门锥面失效 锥面失效主要形式：麻点; 磨损; 崩溃 1 侵蚀麻坑 内燃机气阀的工作条件相当复杂，长期处 在高温燃气腐蚀介质和机械撞力和冷热疲 劳应力的联系作用下工作，排气门的工作 温度约在700~800高温内工作，一般汽油机 约高于柴油机，当排气阀与阀座相闭合时， 排气阀的密封面也就是阀面的中心部位， 会因闭合撞力产生落座冲击力，据计算常 用的135型柴油机的冲击应力为84MPA左右。
10
百度文库
排气阀的主要损坏现象是在阀面密封带上 产生许多“麻坑”，如下图所示。把一个 细小的麻坑放大2000倍，如图所示，明显 看出，麻坑是金属材料表面因受到腐蚀疲 劳 而层层剥落的结果，阀面密封带上出现 麻坑后，导致密封不严，气缸漏气，内燃 机形成 腐蚀疲劳剥落坑。
11
损坏现象是在阀面密封带上产生许多“麻坑”视图
12
内燃机排气阀的损坏机理是一种典型的热腐蚀疲 劳磨损，排气阀由 4Gr10Si2M与 5Gr21Mn9Ni4N 等到耐热钢制成，4Gr10Si2Mo的屈服强度在600℃ 高温下为 σ 0.2=375MPa 。远远高于气阀落座冲 击力加上冷热疲劳的应力水平，不可能造成阀面 的撞 击疲劳磨损，在燃气腐蚀介质中，并不是在 整个阀面上都出现麻坑，而只在阀面中部的密封 带上出现麻坑，这说明在单一的燃气腐蚀条件下， 气阀用钢有中够的耐腐蚀能力，因此，麻坊的出 现只能是腐蚀与疲劳磨损的联合破坏结果，据分 析测定，汽油机排气阀的损坏机理是磷酸盐热腐 蚀疲劳磨损，而柴油机是硫氧联合腐蚀疲劳磨损。 真空熔结Co基合金涂层可以有效解决内燃机排气 阀的热疲劳磨损问题
13
二 排气门锥面磨损
排气门锥面在工作下，受到冲击负荷，微振滑动， 排出气沉积碳黑形成磨料，产生磨粒在表面磨擦 滑动，产生磨损，气流严重磨损，产生磨损性能 如图：
14
磨损分析
1）、气门间隙过大，使废气排除不彻底，造 成发动机功率不足，加快气门杆等相关的运动 件的磨损。如造成气门锥面的磨损。 2）、气门弹簧力过大，也会增加配气机构有 关零件的接触应力，产生更大的冲击和振动， 加剧相关件的磨损。如造成气门锥面的磨损。 3）、气门锥面的磨损，主要原因，也是由于 气门频繁开闭与气门座碰撞、高温气体冲击， 使气门锥面被氧化及进入气缸体的杂质附着在 锥面磨损引起的。
第二章 气门锥面生产加工工艺
目前世界各国的堆焊方法有：氧乙炔 火焰焊，氩弧焊，感应加热真空堆焊， 等离子堆焊，最近又试验出激光堆焊， 目前激光堆焊还没进行工业化生产。
1
一、排气门生产工艺路线： 例如，CG125排气门， CG125排气门工艺流程图 挖R 槽 刮粉及堆焊 精车外圆 车成型R 740℃ 回火 其它机加工 N化及抛丸 粗 、精磨凡尔线 检凡尔线（气密性检测， 圆度仪、投影仪）
8
上述是人类总结机械零件失效类型和各种情况， 气门锥面产生磨损失效分析，因此发动机排气门在 高温高压，高压气流的冲刷环境之下，势必须从高 温机械性能这个角度考虑问题。金属材料在高温工 作下和常温工作时的要求是不同的常温工作性能良 好，不一定在高温下长载荷下好，而性能变化规律 相当复杂，常温下材料强度一般与时间无关，但是 在高温下则不然，高温下材料内原子振幅加大，原 子结合力下降，导致强度下降，而且还和时间有很 大关系，高温材料研究时考虑时间因素是主要的， 在常温或较低温时有较高性能金属材料，在长期高 温工作下，结果产生穿晶断裂过渡到晶界断裂，使 钢脆化，延性（塑性）下降，是众所周知，同时在 高温下金属材料内部组织结构会发生不同程度的改 变，因此高温下金属材料机械性能指标主要是蠕变 强度和持久强度，短时抗拉强度 ，应力松弛，高 温疲劳高温硬度指标考核。
刮粉及堆焊、 车成型R 后涂层位置 如图8：
图8
1放大
1
内 燃机 排 气阀 涂 层 位置
2
二 真空熔结工艺 熔结工艺和烧结工艺的根本区别在于：高温时产 生的熔融液相占物料总数的含量不同，大致的分 水岭是25%质量分数，小于此数为烧结，因相液 不够，故烧结的气孔率较高，大于此数为熔结， 熔结体气孔小，甚至为零。 真空熔结工艺流程可分为一步法和二步法，一步 法仅适用于工件的涂层金属元素，合金或表面硬 化合金，在一般情况下，涂层较少，厚度有限， 二步法适用于涂更为广泛的金属表面材料，厚度 不限，甚至可超越涂层范围而成为多种金属的复 合件。
5
第三章 气门锥面失效形式原 因分析，防止及预测
6
序言：人类在生产实践中应用金属及合金 材料已经有几千年的历史，通过使用及生 产实践，人类为了发展生产力，促进经济 发展，不断提高生产质量，同金属及合金 制造的各种零部件与使用过程中不断出现 的破断现象进行了长期的斗争，积累了金 属零件破断等失效原因及性质的实践经验， 将一些分散的实践经验及有关的理论研究 成果加以系统化，探明金属零件在制造和 使用过程中发生各种失效类型及断裂故障 与金属及合金的冶金质量制造工艺及使用 条件的关系，研究各种原因造成的裂纹， 断裂及常温机械零件服役产生疲劳断裂及 环境破断。
破断形式： 如：应力腐蚀破断、氢脆破断，蠕变破断、 腐蚀疲劳破断、热疲劳破断与低熔点金属接 触破断，应力松弛失效，高温疲劳断裂，微 震磨损-------振幅在10-7~10-3mm振中滑动而 引起的轻微磨损，微振疲劳，微振磨损，磨 损腐蚀以及其它冲击失效模式。 磨损：酸蚀磨损，磨粒磨损，表面疲劳磨损， 塑性变形磨损，微振磨损，冲击磨损， 腐蚀：化学腐蚀，裂缝腐蚀，晶间腐蚀，冲 刷侵蚀，气体涡流侵蚀，生物侵腐，动力侵 腐，
3
一步真空熔结的工艺流程如下：
配合 金粉 调料 有 机粘 接剂 工件 清洗 涂覆 烘干 熔结 检验
4
三 真空熔结涂层工艺性 1 从表面冶金的观点来看，理想的涂层工 艺至少需要量满足以下要求： 在涂层合金与基体金属之间必须形成牢固 的冶金结合。 涂层形成后需保持涂层合金原有的性能。 在涂层形成过程中，不应损害基体金属的 强度 及其它力学性能。
9
一 排气门锥面失效 锥面失效主要形式：麻点; 磨损; 崩溃 1 侵蚀麻坑 内燃机气阀的工作条件相当复杂，长期处 在高温燃气腐蚀介质和机械撞力和冷热疲 劳应力的联系作用下工作，排气门的工作 温度约在700~800高温内工作，一般汽油机 约高于柴油机，当排气阀与阀座相闭合时， 排气阀的密封面也就是阀面的中心部位， 会因闭合撞力产生落座冲击力，据计算常 用的135型柴油机的冲击应力为84MPA左右。
10
百度文库
排气阀的主要损坏现象是在阀面密封带上 产生许多“麻坑”，如下图所示。把一个 细小的麻坑放大2000倍，如图所示，明显 看出，麻坑是金属材料表面因受到腐蚀疲 劳 而层层剥落的结果，阀面密封带上出现 麻坑后，导致密封不严，气缸漏气，内燃 机形成 腐蚀疲劳剥落坑。
11
损坏现象是在阀面密封带上产生许多“麻坑”视图
12
内燃机排气阀的损坏机理是一种典型的热腐蚀疲 劳磨损，排气阀由 4Gr10Si2M与 5Gr21Mn9Ni4N 等到耐热钢制成，4Gr10Si2Mo的屈服强度在600℃ 高温下为 σ 0.2=375MPa 。远远高于气阀落座冲 击力加上冷热疲劳的应力水平，不可能造成阀面 的撞 击疲劳磨损，在燃气腐蚀介质中，并不是在 整个阀面上都出现麻坑，而只在阀面中部的密封 带上出现麻坑，这说明在单一的燃气腐蚀条件下， 气阀用钢有中够的耐腐蚀能力，因此，麻坊的出 现只能是腐蚀与疲劳磨损的联合破坏结果，据分 析测定，汽油机排气阀的损坏机理是磷酸盐热腐 蚀疲劳磨损，而柴油机是硫氧联合腐蚀疲劳磨损。 真空熔结Co基合金涂层可以有效解决内燃机排气 阀的热疲劳磨损问题
13
二 排气门锥面磨损
排气门锥面在工作下，受到冲击负荷，微振滑动， 排出气沉积碳黑形成磨料，产生磨粒在表面磨擦 滑动，产生磨损，气流严重磨损，产生磨损性能 如图：
14
磨损分析
1）、气门间隙过大，使废气排除不彻底，造 成发动机功率不足，加快气门杆等相关的运动 件的磨损。如造成气门锥面的磨损。 2）、气门弹簧力过大，也会增加配气机构有 关零件的接触应力，产生更大的冲击和振动， 加剧相关件的磨损。如造成气门锥面的磨损。 3）、气门锥面的磨损，主要原因，也是由于 气门频繁开闭与气门座碰撞、高温气体冲击， 使气门锥面被氧化及进入气缸体的杂质附着在 锥面磨损引起的。
第二章 气门锥面生产加工工艺
目前世界各国的堆焊方法有：氧乙炔 火焰焊，氩弧焊，感应加热真空堆焊， 等离子堆焊，最近又试验出激光堆焊， 目前激光堆焊还没进行工业化生产。
1
一、排气门生产工艺路线： 例如，CG125排气门， CG125排气门工艺流程图 挖R 槽 刮粉及堆焊 精车外圆 车成型R 740℃ 回火 其它机加工 N化及抛丸 粗 、精磨凡尔线 检凡尔线（气密性检测， 圆度仪、投影仪）
8
上述是人类总结机械零件失效类型和各种情况， 气门锥面产生磨损失效分析，因此发动机排气门在 高温高压，高压气流的冲刷环境之下，势必须从高 温机械性能这个角度考虑问题。金属材料在高温工 作下和常温工作时的要求是不同的常温工作性能良 好，不一定在高温下长载荷下好，而性能变化规律 相当复杂，常温下材料强度一般与时间无关，但是 在高温下则不然，高温下材料内原子振幅加大，原 子结合力下降，导致强度下降，而且还和时间有很 大关系，高温材料研究时考虑时间因素是主要的， 在常温或较低温时有较高性能金属材料，在长期高 温工作下，结果产生穿晶断裂过渡到晶界断裂，使 钢脆化，延性（塑性）下降，是众所周知，同时在 高温下金属材料内部组织结构会发生不同程度的改 变，因此高温下金属材料机械性能指标主要是蠕变 强度和持久强度，短时抗拉强度 ，应力松弛，高 温疲劳高温硬度指标考核。
刮粉及堆焊、 车成型R 后涂层位置 如图8：
图8
1放大
1
内 燃机 排 气阀 涂 层 位置
2
二 真空熔结工艺 熔结工艺和烧结工艺的根本区别在于：高温时产 生的熔融液相占物料总数的含量不同，大致的分 水岭是25%质量分数，小于此数为烧结，因相液 不够，故烧结的气孔率较高，大于此数为熔结， 熔结体气孔小，甚至为零。 真空熔结工艺流程可分为一步法和二步法，一步 法仅适用于工件的涂层金属元素，合金或表面硬 化合金，在一般情况下，涂层较少，厚度有限， 二步法适用于涂更为广泛的金属表面材料，厚度 不限，甚至可超越涂层范围而成为多种金属的复 合件。
5
第三章 气门锥面失效形式原 因分析，防止及预测
6
序言：人类在生产实践中应用金属及合金 材料已经有几千年的历史，通过使用及生 产实践，人类为了发展生产力，促进经济 发展，不断提高生产质量，同金属及合金 制造的各种零部件与使用过程中不断出现 的破断现象进行了长期的斗争，积累了金 属零件破断等失效原因及性质的实践经验， 将一些分散的实践经验及有关的理论研究 成果加以系统化，探明金属零件在制造和 使用过程中发生各种失效类型及断裂故障 与金属及合金的冶金质量制造工艺及使用 条件的关系，研究各种原因造成的裂纹， 断裂及常温机械零件服役产生疲劳断裂及 环境破断。