摘要:摩托车气门是发动机的重要零部件之一,常用的排气门、进气门选择合金结构钢、马氏体型钢、奥氏体型钢和高温合金材料。气门的热处理工艺,马氏体型钢气门需调质处理,整体和对焊奥氏体型钢气门部分根据产品图样可分为固溶、固溶时效、仅时效和非固溶时效处理,高温合金可固溶时效处理,气门杆端面经高频淬火硬化。
气门是摩托车发动机的重要零部件之一,工作时承受较高的机械负荷和热负荷。其中,排气门受高温排气的冲刷热负荷更高;进气门温度为300~500 ℃排气门温度可达600~80℃,甚至更高,尤其是排气门刚刚开启时,气缸内的压力比较高,而气门的开度还很小,高温燃气以很高的速度(600 m/s ),经气门和气门座之间的缝隙吹出,使气门强烈受热和腐蚀。气门各部位示意图和气门的型式如图1、图2所示。
1.技术要求及使用要求
气门材料要求具有足够的高温强度和耐磨性能,良好的抗氧化性和抗燃气腐蚀性,较高的热传导率和较低的膨胀系数,以及优越的冷热加工和焊接性能。气门材料是按照气门的工作温度、工作环境和耐久性要求来选择的。目前,摩托车发动机气门选择马氏体型钢、奥氏体型钢、高温合金和钦合金材料。
1.1材料
采用的典型材料牌号如表1所示,其化学成分应符合表1规定;采用材料的力学性能应符合表2的规定,允许选用能满足本标准技术要求和使用要求的其他材料。
1.2气门的热处理工艺
采用表1所列牌号材料的热处理规范应符合表2的规定,马氏体型钢气门需调质处理,热处理后的芯部硬度为28~45 HRC,气门同一材料的硬度差不大于4个HRC单位。
整体和对焊气门奥氏体型钢根据产品图样,分为固溶、固溶时效、仅时效和非固溶时效处理,其硬度应符合图样规定。气门采用奥氏体型钢21-4N材料,仅时效处理后的硬度应大于32 HRC,固溶时效处理后的硬度应大于28 HRC。高温合金可固溶时效处理,硬度应符合图样规定。
气门杆端面经淬火硬化后,硬度不能低于48HRC ,淬硬层深度不小于0.6 mm,热影响过渡区不得出现在锁夹槽内;对于杆端部及锁夹槽部需表面淬火或淬透的气门,硬度分布或长度应符合图样规定;整体奥氏体型钢气门和非杆端淬火马氏体型钢气门杆端部硬度与基体硬度一致;气门盘锥面经淬火后,硬化层应不小于1.5 mm,硬度应符合图样规定。