作者:中欧体育官网 日期:2026-02-10浏览:来源:zoty中欧体育

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本专利针对发动机阀座高温耐磨性不足的问题,提出一种含特定合金成分(碳、硅、锰、铬、钼等)的新型阀座材料,通过优化贝氏体、马氏体等组织结构,结合铜渗或铁系烧结物工艺,显著提升材料的耐磨性与耐热性,同时避免铅污染。
[0002] -般,作为发动机组件的阀座与阀面贴紧而起到保持气密性的作用。由于该阀座 暴露在高温燃烧气体中并持续与阀面接触,因此要求具有耐热性和耐磨性等物性。
[0003] 为了确保如上的物性,之前有提出过用于制备阀座的原料中包含有铅(Pb)以制 备阀座的技术(参照以下现有技术文献)。这样的含有铅的阀座耐磨性良好且价格低廉,但 其包含引起环境问题的铅(Pb),因此其使用范围受到限制,而且其具有在高温环境下会熔 融的问题。
[0004] 并且有提出过使用包含如Fe-Mo或Fe-Cr等硬粒子的原料来制备阀座的技术,但 该阀座的耐磨性过高,反而具有会给配对件阀门带来损伤的问题。
[0006] 为了解决上述问题点,本发明目的是提供耐热性和耐磨性等物性优异的阀座。
[0008] 为了达到上述目的,本发明提供一种阀座,其包含:0.8重量%~1.7重量%的碳 (〇、0. 5重量%~1. 5重量%的硅(Si)、0. 5重量%~1. 5重量%的锰(Μη)、0. 01重量%~ 1.〇重量%的硫磺(5)、2.0重量%~6.0重量%的铬(0)、7.0重量%~16.0重量%的钼 (Mo)、2. 0重量%~8. 0重量%的镍(Ni)、0· 01重量%~3. 0重量%的钨(W)、0· 01重量%~ 1.0重量%的钒(V)、14.0重量%~25.0重量%的钴(Co)以及余量的铁(Fe)和杂质。
[0009] 这样的本发明的阀座组织内包含:贝氏体组织包含钴(Co)和钼(Mo)结合的硅化 物的组织包含铬复合碳化物的马氏体组织和奥氏体组织。
[0010] 此时,以阀座总100体积%为基准,上述贝氏体组织优选为2体积%~12体积%。
[0011] 另外,上述贝氏体组织在对阀座进行切断而得的截面上所占的面积比率优选为截 面面积的2%~12%。
[0012] 一方面,本发明的阀座可以在组织内的气孔中熔渗有铜(Cu)或铜合金。
[0015] 本发明的阀座包含特定范围的碳、娃、猛、硫磺、络、钼、镍、妈、钒和钴,因此耐热性 和耐磨性等物性优异。另外,本发明的阀座不含有铅(Pb),可减少环境问题的发生。
[0022] 本发明的阀座包含特定范围的碳、娃、猛、硫磺、络、钼、镍、妈、钒和钴,因此耐热性 和耐磨性等物性优异,对此进行如下具体说明。
[0023] 本发明的阀座总重量中包含0. 8重量%~1. 7重量%的碳(C)。若碳含量不足0. 8 重量%,则阀座组织内的碳化物组织的形成会降低,若超过1. 7重量%,则在阀座组织内会 残留有铁素体组织,因此阀座的耐磨性会降低。由此,优选包含上述范围的碳。
[0024] 本发明的阀座总重量中包含0. 5重量%~1. 5重量%的娃(Si)。若娃含量不足 〇. 5重量%,则钼(Mo)和钴(Co)结合生成的硅化物的生成会降低,阀座的耐磨性会降低,若 超过1.5.重量%,则制备阀座时压缩性和烧结性会降低。由此,优选包含上述范围的硅。
[0025] 本发明的阀座总重量中,包含0. 5重量%~1. 5重量%的锰(Μη)。若锰的含量不 足〇. 5重量%,则阀座的加工性会降低,若超过1. 5重量%,则制备阀座时压缩性和烧结性 会降低。由此,优选包含上述范围的锰。
[0026] 本发明的阀座总重量中,包含0. 01重量%~1. 0重量%的硫磺。若硫磺含量不足 〇. 01重量%,则硫磺和锰的结合物的生成会降低,若超过L 〇重量%,则阀座组织内会形成 过量碳化物组织,因此在制备阀座时加工性会降低。由此,优选包含上述范围的硫磺。
[0027] 本发明的阀座总重量中,包含2. 0重量%~6. 0重量%的铬(Cr)。若铬含量不足 2. 〇重量%,则阀座组织内碳化物组织的形成会,从而阀座的耐磨性会降低,若超过6. 0重 量%,则制备阀座时压缩性和烧结性会降低,从而耐磨性变得过高,因此给配对件阀门带来 损伤的程度会变高。由此,优选包含上述范围的铬。
[0028] 本发明的阀座总重量中,包含7.0重量%~16. 0重量%的钼(Mo)。若钼含量不足 7. 〇重量%,则钴和钼结合的硅化物的生成会降低,从而阀座的耐磨性会降低,若超过16. 0 重量%,则制备阀座时压缩性会降低。由此,优选包含上述范围的钼。
[0029] 本发明的阀座总重量中,包含2.0重量%~8.0重量%的镍(Ni)。若镍(Ni)含量 不足2. 0重量%,则阀座组织内的奥氏体组织的形成会降低,从而阀座的耐磨性和耐热性 会降低,若超过8. 0重量%,则阀座的韧性会变得过高并且贝氏体组织的形成会降低,从而 阀座的耐磨性会降低。由此,优选包含上述范围的镍。
[0030] 本发明的阀座总重量中,包含0.01重量%~3.0重量%的钨(W)。若钨含量不 足0. 01重量%则阀座组织内碳化物组织的形成会降低,从而阀座的耐磨性会降低,若超过 3. 0重量%,则阀座的耐磨性变得过高,因此给配对件阀门带来损伤的程度会变高。由此,优 选包含上述范围的钨。
[0031] 本发明的阀座总重量中,包含0. 01重量%~1. 0重量%的钒(V)。若钒(V)的含 量不足0.01重量%,则阀座组织内碳化物组织的形成会降低,从而阀座的耐磨性会降低, 若超过1. 0重量%,则制备阀座时压缩性和烧结性会降低。由此,优选包含上述范围的钒 (V)。
[0032] 本发明的阀座总重量中,包含14. 0重量%~25. 0重量%的钴(Co)。若钴含量不 足14. 0重量%,钴和钼结合的硅化物的生成会降低,从而阀座的耐磨性和耐热性会降低, 若超过25. 0重量%,制备阀座时压缩性和烧结性会降低。由此,优选包含上述范围的钴。
[0033] 本发明的阀座除了上述成分以外还包含余量的铁(Fe)和杂质(例如,磷(P),硫磺 (S)等)。
[0034] 这样的本发明的阀座的组织内优选共存有贝氏体组织、包含钴(Co)和钼(Mo)结 合的硅化物的组织,包含铬复合碳化物的马氏体组织和奥氏体组织。上述组织共存时,可提 供耐磨性和耐热性优异,且对配对件阀门带来损伤的程度最小的阀座。
[0035] 即,包含铬复合碳化物的马氏体组织可提高阀座的耐磨性,但该组织单独存在的 情况下,阀座的耐磨性会变得过高而对配对件阀门带来损伤的程度也会变高。但是,本发明 的阀座中一起共存有马氏体组织、对配对件阀门带来较少损伤且可提高阀座耐磨性的贝氏 体组织和可确保阀座韧性的奥氏体组织,因此耐磨性优异并且可最小化对配对件阀门带来 的损伤程度。
[0036] 并且,本发明的阀座在组织内存在有包含钴(Co)和钼(Mo)结合的硅化物的组织, 因此组织间的结合性提高并且耐热性优异。
[0037] 在此,考虑到阀座的耐磨性和对配对件阀门的损伤程度时,本发明的阀座的组织 内存在的贝氏体组织,以阀座总1〇〇体积%为准,优选占2体积%~12体积%。具体为,贝 氏体组织的体积可根据以下方法计算,此时,计算出的体积在阀座总体积中所占的比例为
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