单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,气门生产工艺、材料应用及,质量控制计划,张冠军,2014.04.12,1 气门生产工艺、材料应用及质量控制计划 张冠军 201,2,一、气门生产工艺,气门各部位名称,1,（,盘部,）,2,（,颈,部,）,3,（,杆部,）,4,（,锁,夹,部）,5,（杆,端,部,）,6,（杆,端,面,）,7,（,盘,锥,面,）,9,（,盘,端,面,）,1,0,（,盘,外,圆,）,1,1,（,基,准,径,）,8,（,盘,外圆,厚,）,2 一、气门生产工艺 气门各部位名称 1（盘部）2（颈部,3,、气门的工作条件,A,B,D,硬化,部分,尾部,C,排气,冲击,顶,部,V-,8,轿,车,350,0r,/mi,n,V-8,货,车,400,0r/,min,710,712,71,0,6,82,638,6,721,732,710,771,78,2,796,810,84,0,79,6,7,80,771,743,7,63,75,7,738,7,04,704,727,7,38,7,43,757,761,7,71,68,1,638,613,638,602,81,0,7,96,782,E,660,613,气门各部位的工作环境：,1,、汽油发动机气阀最高温区集中,在气阀的头部和颈部（即,A,，,C,区）；这些部位要求高的热强,度和良好的耐腐蚀性。,2,、与阀座接触的阀面（,B,）区是,阀的又一个危险区，该区要求,抗热腐蚀，热疲劳，热磨损等,综合性能。,阀杆与阀端（,D,，,E,）均属热磨,损区，该区要求优越的减摩和,耐磨性能。,3、气门的工作条件 ABD硬化部分尾部C排气冲击顶部V-,4,气门常见损坏、失效形式,：,发动机进排气门是发动机的关键之一。工作时长时间处于高温，,有害气体腐蚀及反复的冲击载荷作用下，其工作环境十分恶劣，,加之修理装配，使用方面不按技术规程要求进行，以及气门相,关件的质量不合格等原因，使得气门失效发生故障。排气门的,损坏形式主要是阀面烧损，阀杆干磨和阀杆断裂。,因此这一排气运动尤其为严格,.,其局部最高温度可达800900,气门落座时产生且承载很大的冲击载荷,对气门来说还要承受,废气的高速冲刷,在这样严酷工作条件下,气门经常出现变形、,腐蚀、烧伤,.,气门座的磨损、气门断裂等故障。,4 气门常见损坏、失效形式：发动机进排气门是发动机的关键之,5,气门常见损坏、失效的成因：,排气门的损坏形式主要是阀面烧损，阀杆干磨和阀杆断裂。,阀面烧损：,原因：座合面密封不良,漏气是引起燃烧的直接,原因。发动机过热引起,的气门变形；更换气门,时与气门座面研配不良；,气门间隙过小；气门弹,簧弹力不足；过多的积,碳使气门发卡及在座合,面上沉积等都会造成座,合面密封不良。,气门杆部干磨,:,原因：,1,、导管孔与气门间隙,过小。,2,、润滑不良,。,气门颈部断裂、盘部掉头：,特征：气门杆部单边磨损异常磨损，,磨合面偏磨、断口，呈明显的疲劳,断口。,原因：气门落座不正，产生交变弯,曲应力引起，主要原因是：,1,、气门导管与气门杆间隙过大。,2,、气门座口与气门导管不同心。,3,、气门座松脱。,4,、气门间隙过大。,5,、发动机超速超载，气门温度过高，,材料强度下降。,6,、其他原因使气门受到撞击,5 气门常见损坏、失效的成因：排气门的损坏形式主要是阀面烧,6,3,、气门设计的基本要求,:,?,原则上有下列考虑,:,?,A:,为了保证有足够的进气量,在缸头布置允许的条件下,头,部直径应尽可能大些,并尽可能减少气体流动阻力,.,?,B:,结构简单,在保证足够强度和刚度的条件下,尽量减轻重,量,.,?,C:,尽可能降低热负荷,主要是与汽缸头的设计配合,改善散,热条件,.,?,D:,应选择强度高,.,耐热、耐腐蚀的材料,.,对排气门的材料要,求耐高温,.,6 3、气门设计的基本要求:?原则上有下列考虑:?A:,7,4.2,不同机型气阀钢参考原则,（,常用可用）,类型,钢牌号,气油机,柴油机,进,排,进,排,马氏体耐,热钢,SUH1,SUH11,SUH3,奥氏体耐,热钢,SUH31,SUH38,SUH35,镍基耐热,合金,Lnconel751,Lnconel80/GH80,7 4.2不同机型气阀钢参考原则（常用可用）类型,8,4,、气门材料的选用及生产工序,4.1,世界主要国家气门钢牌号的介绍,各国气门钢牌号对照表,见下表：,中国,日本,德国,USA,4Cr9Si2,SUH1,X45CrSi93,HNV3,4Cr10Si2Mo,SUH3,X40CrSiMo10,/,8Cr20Si2Ni,SUH4,X80CrNiSi20,HNV6,4Cr14Ni14w2Mo,SUH31,EV9,331S42,5Cr21Mn9Ni4n,SUH35,X53CrMnNiN219,EV8,2Cr21Ni12MnSiN,SUH37,EV4,4Cr18Ni19Si2W,/,X45CrNiN189,/,/,/,NiCr20TiAl,HEV6,/,Lnconel751,NiFe5Cr20NbTi,HEV3,8 4、气门材料的选用及生产工序 4.1世界主要国家气门钢牌,9,镍基耐热合金,与奥氏体材料特性应用：,1,、当气门工作温度不超过,760,时，可选取用奥氏体耐热钢，因,为它的组织在此温度时稳定性比较好，不发生组织转变。在,高温下，蠕变过程中不发生组织转变，所以它的蠕变强度和,持久强度没有下降，当工作温度超过,780-850,的时候，它的,组织稳定性就会很差，因此奥氏体镍合金钢无论在蠕变强度,或持久强度都显示得不足。因此排气门广泛的采用超耐热合,金制造，这种材料分钴基和镍基合金两种，它们之间的高温,性能差别不大，但钴基合金而言价格高，对氧化钴，氧化钒,耐蚀性能差，一般不采用。而广泛采用镍基合金，如：,incinel751,Nimonic80,Nimonic90.,2,、,因此镍基合金有良好的耐热强性，高温性能优于其它的气,阀钢，它是目前世界是最高级的气阀钢，广泛的用于高负荷,发动机的排气门。,9 镍基耐热合金与奥氏体材料特性应用：1、当气门工作温度不,10,奥氏体,5Cr21Mn9Ni4n,金相组织显微放大倍图,10 奥氏体5Cr21Mn9Ni4n金相组织显微放大倍图,11,马氏体,4Cr10Si2Mo,金相组织显微放大倍图,11 马氏体4Cr10Si2Mo金相组织显微放大倍图,12,?,4.2,、制造工艺路线,?,马氏体型耐热钢（钢棒）（进气门）,?,材料：,4Cr10Si2Mo,?,棒料来料检验,下料,磨两端面,电镦,锻造成型,调质,抛丸,矫直,校盘,去应力,机加工,小头高频淬火,高温回火,抛丸,磁粉探伤,机精,加工,氮化,氮化后滚光,精磨锥面、小端面,?,锥面跳动检测,锥面气密检测,清洗,成品外观检查,包装,入库,出厂检验。,12?4.2、制造工艺路线?马氏体型耐热钢（钢棒）（进气,13,4.2,、制造工艺路线,奥氏体型耐热钢（钢棒）（排气门）,材料：,53Cr21Mn9Ni4N,?,固溶态棒料来料检验,下料,磨两端面,电镦,锻造成型,矫直,校盘,去应力,抛丸,机加工,小头司太利合金处理,机精加工,氮化,氮化后滚光,精磨锥面、小端面,锥面跳动检测,锥面气密检测,清洗,成品外观检查,包装,入,库,出厂检验。,13 4.2、制造工艺路线 奥氏体型耐热钢（钢棒）（排气门）,14,5,、主要加工设备及检测设备,主要加工设备,主要检测设备,1,电镦机,1,圆度仪,2,压力机,2,投影仪,3,数控车床,3,粗糙度仪,4,无心磨,4,维氏显微硬度计,5,外圆磨,5,洛氏硬度计,6,自动热处理炉,6,显微镜,7,N,化炉,7,分析天平,8,回火炉,8,拉力试验机,9,抛丸机,9,千分尺、带表卡尺、游,标卡尺、千分表、百分,表,14 5、主要加工设备及检测设备 主要加工设备 主要检测设备,15,6,、质量总控制计划,（,CG125,进、排为例）,进气门,?,原材料检验,?,超声波探伤,?,小端高濒淬火,?,精磨盘锥面,?,成品检验,排气门,?,原材料检验,?,堆焊锥面,?,堆焊小端面,?,超声波探伤,?,精磨盘锥面,?,成品检验,15 6、质量总控制计划（CG125进、排为例）进气门,