專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種內(nèi)燃機(jī)用的氣門(mén)結(jié)構(gòu)，特別是一種帶有保護(hù)層可防腐耐溫的氣門(mén)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
氣門(mén)是內(nèi)燃機(jī)的一種重要部件，其作用是專門(mén)負(fù)責(zé)向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入空氣并排出燃燒后的廢氣。氣門(mén)是內(nèi)燃機(jī)中工作條件最?lèi)毫拥牧慵弧忾T(mén)頭部直接與高溫燃?xì)饨佑|，尤其是排氣門(mén)，頂部的溫度很高，而隨發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的提高，氣門(mén)的工況條件日益惡化。特別是重油燃料的應(yīng)用，重油除了粘度高外，其硫含量、金屬含量、酸含量和氮含量也較高，這些造成了氣門(mén)工作環(huán)境的熱負(fù)荷更加嚴(yán)重、腐蝕性環(huán)境急劇惡化，那么氣門(mén)的耐高溫性、耐腐蝕性提升，以提高氣門(mén)的壽命的客觀需求就擺在了發(fā)動(dòng)機(jī)和氣門(mén)行業(yè)的面前。為了提高氣門(mén)的使用壽命，各種耐熱鋼材在氣門(mén)上的應(yīng)用、氮化等表面處理方式的應(yīng)用，改善了氣門(mén)的 可靠性、壽命，但都沒(méi)有達(dá)到用戶的期望。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決內(nèi)燃?xì)鈿忾T(mén)的耐高溫和防腐蝕的技術(shù)難題，設(shè)計(jì)了一種新式的內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，提供一種具有較高的耐高溫抗燒結(jié)能力強(qiáng)、耐腐蝕性氣門(mén)，同時(shí)提高了氣門(mén)的抗粘著磨損和磨粒磨損能力，以滿足惡劣工作條件，特別是重油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的需要。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，包括氣門(mén)頭部和氣門(mén)桿部，關(guān)鍵是在氣門(mén)頭部的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層。在氣門(mén)頭部與陶瓷保護(hù)膜層之間還設(shè)置有一層過(guò)渡層。在氣門(mén)桿部也設(shè)置有一層保護(hù)層。所述的陶瓷保護(hù)膜層與過(guò)渡層的厚度和為O. 0Γ0. 07_。本實(shí)用新型在氣門(mén)頭部表面，進(jìn)行微等離子氣相沉積處理，使其表面附有一層陶瓷膜層。由于這種經(jīng)微等離子氣相沉積處理而獲得的陶瓷膜保護(hù)層，是原位生長(zhǎng)的，因而抗高溫燃?xì)鉀_蝕氧化、抗腐蝕效果顯著。本實(shí)用新型的有益效果是具有這種經(jīng)微等離子氣相沉積處理的氣門(mén)，能更好的提聞氣門(mén)頭部的抗熱裂性能，同時(shí)提聞其耐聞溫、耐腐蝕性能，大大提聞了廣品壽命，從而大幅度降低發(fā)動(dòng)機(jī)更換氣門(mén)的頻率。特別適用于高功率、大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其重油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，I代表氣門(mén)頭部，2代表氣門(mén)桿部，3代表陶瓷保護(hù)膜層，4代表過(guò)渡層。
具體實(shí)施方式
一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，包括氣門(mén)頭部I和氣門(mén)桿部2，關(guān)鍵是在氣門(mén)頭部I
的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層3。在氣門(mén)頭部I與陶瓷保護(hù)膜層3之間還設(shè)置有一層過(guò)渡層4。在氣門(mén)桿部2也設(shè)置有一層保護(hù)層。所述的陶瓷保護(hù)膜層3與過(guò)渡層4的厚度和為O. 0Γ0. 07mm。參照?qǐng)DI所示，本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，氣門(mén)頭部I和氣門(mén)桿部2可用以下材料的一種或兩種組合作為基體材料 I.馬氏體鋼4Cr9Si2、4Crl0Si2Mo、5Cr9Si3 等；2.奧氏體鋼21-4N、23-8N、21-4NWNb、21-12N 等；3.高溫合金Ni80、751 等。氣門(mén)結(jié)構(gòu)通過(guò)整體鍛造或鍛造頭部焊接桿部的方式成型，經(jīng)熱處理、機(jī)加工等工序加工至微等離子氣相沉積處理前尺寸；進(jìn)行微等離子氣相沉積處理。本實(shí)用新型的氣門(mén)可以用化學(xué)氣相沉積CVD或物理氣相沉積方法PVD獲得，在金屬表面生長(zhǎng)一層金屬-陶瓷復(fù)合薄膜。該層薄膜由陶瓷材料與金屬之間發(fā)生相互擴(kuò)散，金屬表面增厚5-20微米，可稱為微等離子氣相沉積層，即陶瓷保護(hù)膜層3 ;擴(kuò)散到金屬表面內(nèi)部5-50微米，可稱為微等離子氣相沉積過(guò)渡層4。微等離子氣相沉積層和微等離子氣相沉積過(guò)渡層形成的陶瓷膜層厚度σ = O. 040±0. 030mm。這樣在氣門(mén)頭部表面形成了一種新型的傾斜梯度功能材料，兼具金屬與陶瓷的特性。以物理氣相沉積方法PVD為例，對(duì)氣門(mén)頭部成膜過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明如下在真空條件下，應(yīng)用專用靶槍，利用氣體放電使氣體或蒸發(fā)物質(zhì)離子化，在氣體離子或被蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用的同時(shí)，把蒸發(fā)物或其反應(yīng)物蒸鍍?cè)跉忾T(mén)頭部上?？筛鶕?jù)形成的陶瓷保護(hù)膜層3的性能選擇以下材料的一種或兩種以上組合作為革巴材，實(shí)施微等離子氣相沉積。包括Au、Pt、Ti、Ni、V、AIN、PZT, Al、Cr、Si02、Ag、ITO、Fe、Pd、Ge、Cu、W、TiN 等。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，包括氣門(mén)頭部(I)和氣門(mén)桿部(2)，其特征在于在氣門(mén)頭部(I)的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，其特征在于在氣門(mén)頭部(I)與陶瓷保護(hù)膜層(3)之間還設(shè)置有一層過(guò)渡層(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，其特征在于在氣門(mén)桿部(2)也設(shè)置有一層保護(hù)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的陶瓷保護(hù)膜層(3)與過(guò)渡層(4)的厚度和為O. ΟΓΟ. 07mm。
專利摘要一種內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，解決內(nèi)燃?xì)鈿忾T(mén)的耐高溫和防腐蝕的技術(shù)難題，包括氣門(mén)頭部和氣門(mén)桿部，關(guān)鍵是在氣門(mén)頭部的表面設(shè)置有一層陶瓷保護(hù)膜層。本實(shí)用新型在氣門(mén)頭部表面，進(jìn)行微等離子氣相沉積處理，使其表面附有一層陶瓷膜層。由于這種經(jīng)微等離子氣相沉積處理而獲得的陶瓷膜保護(hù)層，是原位生長(zhǎng)的，因而抗高溫燃?xì)鉀_蝕氧化、抗腐蝕效果顯著。
文檔編號(hào)F01L3/04GK202673382SQ20122029094
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者王季明, 劉立明, 張彩霞 申請(qǐng)人:石家莊金剛內(nèi)燃機(jī)零部件集團(tuán)有限公司