1.2.2奥氏体型钢气门的热处理
排气门一般用奥氏体型钢制造,有整体的,也有焊接的,制造工艺如下。
整体气门:下料→电墩→顶锻→固溶时效→机加工→锥面及杆端面堆焊合金→精加工→杆端面高频淬火→人库。
焊接气门:头部下料一电墩→顶锻→固溶时效→加工→锥面堆焊→(或杆部下料→调质→加工)→对焊→校直→去应力退火→精加工→渗氮→杆端面高频淬火→入库。
奥氏体型钢气门时效温度应严格控制,温度过高会产生层状析出,析出物主要是M23C6和少量Cr12N,层状析出会导致降低室温韧性、疲劳强度和耐蚀性能。层状析出的产生与固溶温度过高、固溶后冷却太慢及钢中氮含量不合适等因素有关。
1.3堆焊层
堆焊层与基体金属之间为冶金结合,堆焊深度及盘锥面堆焊层硬度应符合图样规定;杆端堆焊层与基体金属之间为冶金结合,堆焊深度及盘锥面堆焊层硬度应符合图样规定;杆端面堆焊层硬度应大于50HRC,堆焊层表面不允许有裂纹。
1.4强度
对焊气门焊缝的抗拉强度值要大于2种材质中较弱部分强度值的90;杆端部焊接处的抗剪切强度应符合产品图样规定。
1.5表面处理
杆部镀铬气门铬层的厚度应符合图样的规定,若铬层厚度小于0.01 mm,不检测铬层硬度;若铬层厚度大于0.01 mm,硬度应大于800 HV0.2。铬层表面应无目视可见结瘤、起皮等缺陷;铬层长度应符合图样规定。
气门经渗氮处理后,表面硬度不小于600 HV0.2,渗层深度0.01~0.06 mm,渗氮层疏松及氮化物按GB/T 11354-2005标准中疏松及氮化物级别图进行评定,1~3级为合格。
1.6金相组织
马氏体型钢气门经调质处理后,显微组织应为回火索氏体+细小碳化物颗粒,不允许有游离铁素体及连续网状碳化物,奥氏体晶粒度按GB/T 6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》标准评定,应不粗于6级。
奥氏体型钢气门经固溶+时效和仅时效处理后,显微组织应为奥氏体+未溶1次碳化物颗粒+析出碳氮化合物(晶内、晶界)。如不热处理或仅固溶,其显微组织为奥氏体+未溶1次碳化物颗粒,奥氏体晶粒度按GB/T 6394-2002标准评定,应细于3级。高温合金的显微组织为固溶体+碳化物+Y’相,晶粒度按GB/T 6394-2002标准评定,应符合产品图样规定。
1.7气门锻造金属流线
气门的锻造金属流线应具有与外形一致的纤维方向,不得存在截断、折回等缺陷。
2 材料及热处理的发展
2..1气门材料
气门用钢的化学成份及力学性能按GB/T 3077-1999标准规定的方法检测,堆焊合金的化学成份按JB/T 3168.3-1999标准(喷焊合金粉末化学成份分析方法)规定方法检测。
2.2气门硬度
按GB/T 230.1-2009《金属洛氏硬度试验第1部分试验方法》和GB/T 4340.1-2009《金属维氏硬度试验第1部分试验方法》标准规定的方法检测,检测点不得在对焊、堆焊、盘锥面淬火和杆端淬火热影响区内,杆端面淬火后硬化层深度按JB/T 6012.2-2008标准规定的方法检测。
2.3金相组织、渗氮层、堆焊层、金属流线
金相组织、渗氮层、堆焊层按JB/T 6012.2-2008标准规定的方法检测,气门锻造金属流线检测将气门沿轴线纵向剖开,经磨抛后,用盐酸溶液热蚀后检查。
2.4抗拉强度及探伤
堆焊气门堆焊部位按GB/T 228.1-2010标准规定的方法检测;摩擦焊焊缝按JB/T 6012.4-2008标准规定探伤;合金结构钢和马氏体型钢气门按JB/T 6012.3-2010标准规定探伤;奥氏体型钢气门及堆焊部位应进行荧光或着色探伤。
3 结束语
摩托车气门是发动机的重要零部件之一,气门材料和热处理的发展必须与时俱进,只有从材料、热处理、检测等诸多方面持续改进、完善,才能满足市场对摩托车气门不断增长的需求。