無(wú)鉛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)雙層排氣閥座圈的設(shè)計(jì)及研制.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣閥座工作條件十分惡劣。工作溫度一般高達(dá)300～700℃，同時(shí)燃燒廢氣具有強(qiáng)腐蝕性。燃料改用無(wú)鉛汽油以后，閥座部分必須用特種材料制造的鑲?cè)?lái)補(bǔ)強(qiáng)，這種鑲?cè)褪峭ǔＫ^的閥座圈。本文采用正交試驗(yàn)方法制備了適用于無(wú)鉛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的雙層排氣閥座圈。研究了各種合金元素的添加、孔隙率和顯微組織對(duì)閥座圈工作性能的影響；討論了雙層閥座圈工作層與非工作層之間的匹配；分析了雙層閥座圈在成本上的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚳刂疲玫搅四湍バ阅軆?yōu)越以及整體匹

2、配良好的適于無(wú)鉛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的雙層閥座圈。 在分解氨氣氛燒結(jié)條件下，燒結(jié)溫度1110℃，燒結(jié)時(shí)間3.5小時(shí)；壓坯密度不低于6.8g/cm3；燒結(jié)件的壓潰強(qiáng)度不低于450MPa。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，預(yù)混粉末成分為(％)：Fe-2Mo-1Co-2Ni-7Cu-1.5C時(shí)，閥座圈材料的室溫硬度達(dá)到最大值97.3HRB。此時(shí)的壓潰強(qiáng)度值為572.0MPa，密度6.65g/cm3。試樣在溫度700℃、轉(zhuǎn)速1600r/min、時(shí)間8小時(shí)的條件下

3、進(jìn)行了模擬磨損試驗(yàn)。結(jié)果表明在本試驗(yàn)條件下，采用預(yù)混粉制備的閥座圈磨損量(下沉量)為0.135mm，高于廠方提出的磨損量0.20mm的要求。 組織觀察表明，碳含量較低的試樣中主要是硬度不高的鐵素體以及少量的珠光體；而碳含量較高的試樣中則主要是珠光體以及各種合金碳化物。作者進(jìn)一步分析了各種合金元素對(duì)閥座圈性能的影響，并且討論了組織對(duì)于閥座圈磨損性能的作用；研究了雙層閥座圈雙層間熱學(xué)性能上的匹配；具體計(jì)算了雙層閥座圈在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性

4、。 為了進(jìn)一步提高閥座圈的性能，本文在最優(yōu)預(yù)混粉的基礎(chǔ)上采用了預(yù)合金粉(％)：Fe-3.58Mo-5.0Co-3.79Cr-1.40Ni-0.5MnS-1.1C。由于提高了材料中Co的含量以及添加了耐磨性能良好的元素Cr等。使試樣的室溫硬度達(dá)98.7HRB，密度6.95g/cm3，壓潰強(qiáng)度884.2MPa。X-ray衍射分析表明，試樣中存在一些合金碳化物和金屬間化合物。在模擬磨損試驗(yàn)中，磨損量(下沉量)為0.055mm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超