專利名稱：用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)配件，尤其是用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)快速發(fā)展，各行業(yè)所產(chǎn)生的工業(yè)可燃尾氣也越來越多，如煤礦、瓦斯氣、酒廠、造紙廠、垃圾填堆等，可燃?xì)怏w絕大部分都直接排放，造成了嚴(yán)重污染和安全隱患及能源浪費，加快開發(fā)能適應(yīng)各項可燃?xì)怏w大功率內(nèi)燃機(jī)(燃?xì)獍l(fā)動機(jī))是國家重點扶持項目。然而，相比與燃油發(fā)動機(jī)，例如柴油發(fā)動機(jī)，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的排氣溫度普遍高于燃油發(fā)動機(jī)，例如在200°C左右，再加上工作時于磨，所以常規(guī)燃油氣閥無法滿足高性能燃?xì)獍l(fā)動機(jī)使用要求，即、要求燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，尤其是排氣閥要采用更耐磨、耐高溫的材料，成本更高這嚴(yán)重制約大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)開發(fā)和使用。此外，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)相對于燃油發(fā)動機(jī)，往往進(jìn)氣溫度更高，由于燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥由于燃?xì)獾母赡ィp也較嚴(yán)重，因此燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥對材料的耐高溫性和耐磨性也提出了更高的要求。目前，對于用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥的研究主要集中在耐磨耐高溫的性能上研究。例如CN101497970A公開一種奧氏體合金鋼，用以抵御高負(fù)荷燃?xì)獾母g。
發(fā)明內(nèi)容面對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明人著眼于改進(jìn)本申請人現(xiàn)有的用于燃油發(fā)動機(jī)的氣閥的幾何形狀，使其在耐高溫、耐磨、耐腐蝕、高溫抗疲勞強(qiáng)度等性上得到大幅提高，以使其可用于燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，尤其是大功率的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)。在此，本發(fā)明提供一種用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，包括氣閥頸部、閥盤、以及連接所述氣閥頸部的外周面和閥盤的外周面的氣閥密封面；其中，所述氣閥密封面為經(jīng)過堆焊高溫合金以及加熱滾壓形成的硬度為HV700以上的氣閥密封面；所述氣閥密封面與所述閥盤的外周面的連接為弧形連接；且所述閥盤的底面配置為圓弧形。首先，本發(fā)明通過采用經(jīng)過堆焊高溫合金以及加熱滾壓形成的硬度為HV700以上的氣閥密封面，無需特殊的耐高溫材料，成本較低。其次，本發(fā)明氣閥密封面與閥盤的外周面的連接為弧形連接；且閥盤的底面配置為圓弧形。即本發(fā)明通過改變氣閥的幾何形狀，使這些氣閥部件之間的連接均是無尖角的平滑連接，使氣閥的排氣和/或進(jìn)氣更加順暢，從而可降低排氣溫度。相反，現(xiàn)有的氣閥部件之間的連接(參見圖1)，例如氣閥密封面1(工作錐面)與閥盤2的底面5往往形成尖角6，容易阻礙排氣的流動。此外，閥盤的底面配置為圓弧形，與現(xiàn)有的通常為平面的氣閥的閥盤的底面(參見圖1)相比，減少熱能聚集，增強(qiáng)高溫性能，提高散熱效果，有利于較低氣閥的溫度。較佳地，本發(fā)明的氣閥尤其適用于排氣閥和進(jìn)氣閥。排氣溫度通常較高，相對與進(jìn)氣閥，排氣閥對耐高溫、耐磨、耐腐蝕、高溫抗疲勞強(qiáng)度的要求更高。而燃?xì)獍l(fā)動機(jī)相對于燃油發(fā)動機(jī)，由于燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥干磨，損耗也較嚴(yán)重，因此燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥對材料的耐磨性也提出了更高的要求。優(yōu)選地，所述氣閥密封面與所述閥盤的外周面的連接為無尖角的平滑連接。這進(jìn)一步使在氣閥中的氣流更加平滑、順暢。又，本發(fā)明中所用的高溫合金可為鎳鉻鐵高溫合金或司太立合金(Stellite)。本發(fā)明的材料為常規(guī)材料，適合規(guī)模應(yīng)用。

圖1為現(xiàn)有的氣閥的示意圖；圖2為本發(fā)明的示例氣閥的示意圖；圖3為本發(fā)明的又一示例氣閥的示意圖；圖4為示出本發(fā)明氣閥堆焊部位的局部放大圖；圖5示出高溫滾壓前后堆焊層硬度檢測結(jié)果對比。符號說明I氣閥密封面；2 閥盤；3氣閥頸部；4閥盤的外周面；5閥盤的底面；6 尖角；7堆焊部位。
具體實施方式
參照說明書附圖，并結(jié)合下述實施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。本發(fā)明，在結(jié)合了本公司多年來燃油發(fā)動機(jī)氣閥制造中獲得多項滾壓專利技術(shù)基礎(chǔ)上，在燃?xì)獍l(fā)動機(jī)氣閥制造中得到有機(jī)結(jié)合及進(jìn)一步改進(jìn)了氣閥幾何形狀，使其耐高溫、耐磨、抗高溫疲勞強(qiáng)度等性能得到大幅度提高，產(chǎn)品使用時燃燒積碳大幅下降。參見圖1和2，氣閥，尤其是排氣閥，包括氣閥密封面1、閥盤2、和氣閥頸部3。氣閥密封面I連接閥盤2的外周面4和氣閥頸部3。參見圖1，其示出現(xiàn)有的氣閥的示意圖，其中氣閥密封面I與閥盤2的外周面4形成一個尖角6,閥盤2的底面5為一平面。參見圖2，其示出本發(fā)明的氣閥的示意圖，其中氣閥密封面I無角度地平滑地連接到閥盤2的外周面4。閥盤2的底面5為弧形面。此外，參見圖3，閥盤2的外周面4和底面5可為無角度的平滑連接，這樣閥盤2的外周面4和底面5 —體形成一個弧形面或球面。下面簡單說明本發(fā)明的閥體的制備工藝首先用鎳鉻鐵高溫合金作為氣閥密封面I堆焊合金材料在堆焊部位7 (氣閥密封面部位，參見圖4)進(jìn)行堆焊，堆焊后硬度是HV260 280比較軟。盡管這里采用鎳鉻鐵高溫合金，然而應(yīng)理解其他合適的高溫合金也是適用的，例如司太立合金。[0033]接著對氣閥密封面I進(jìn)行常溫表面深度滾壓(常溫滾壓)，滾壓到我們想要硬度后，再進(jìn)行加熱滾壓，再進(jìn)行時效硬化熱處理，最后表面硬度可達(dá)HV700以上(根據(jù)MAN公司技術(shù)規(guī)范進(jìn)行硬度檢測，其結(jié)果參見圖5，可見大大提高了表面硬度)，應(yīng)理解，可不進(jìn)行常溫滾壓而直接進(jìn)行加熱滾壓處理。參見下表I，其示出采用司太立12#作為堆焊合金材料，經(jīng)本發(fā)明高溫滾壓處理前后的閥面硬度梯度，從中可知，高溫滾壓不僅提高了表面硬度，還提高了整個焊層的硬度表I
權(quán)利要求1.一種用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，其特征在于，所述氣閥包括氣閥頸部、閥盤、以及連接所述氣閥頸部的外周面和閥盤的外周面的氣閥密封面；其中，所述氣閥密封面為經(jīng)過堆焊高溫合金以及加熱滾壓形成的硬度為HV700以上的氣閥密封面；所述氣閥密封面與所述閥盤的外周面的連接為無尖角的弧形連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，其特征在于，所述氣閥為排氣閥或進(jìn)氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，其特征在于，所述閥盤的底面配置為圓弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，其特征在于，所述高溫合金為鎳鉻鐵高溫合金或司太立合金。
專利摘要本實用新型涉及一種用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的氣閥，該氣閥包括氣閥頸部、閥盤、以及連接所述氣閥頸部的外周面和閥盤的外周面的氣閥密封面；其中，所述氣閥密封面為經(jīng)過堆焊高溫合金以及加熱滾壓形成的硬度為HV700以上的氣閥密封面；所述氣閥密封面與所述閥盤的外周面的連接為無尖角的弧形連接。本實用新型的氣閥耐高溫、耐磨、耐腐蝕、高溫抗疲勞強(qiáng)度性能好，尤其適合用于大功率燃?xì)獍l(fā)動機(jī)。
文檔編號F01L3/20GK202883034SQ20122043748
公開日2013年4月17日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者何才田 申請人:上海高斯通船舶配件有限公司