发动机气门等离子低温渗氮处理新工艺及其性能研究

发布时间：2017-12-22 12:05

  本文关键词：发动机气门等离子低温渗氮处理新工艺及其性能研究　出处：《重庆交通大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：众所周知,汽车四大组成部分:车身、发动机、底盘及电器设备,其中发动机是汽车的最重要部分,称之为汽车的心脏,对其性能的要求也日益提高。在发动机成千上万的零部件中,气门是汽车发动机的功能件,是发动机工作过程中的重要精密零部件,也是保证发动机具有优良的动力性、燃油经济性、工作过程中的稳定性和耐久性的重要零部件,气门性能的优劣决定了发动机的服役寿命,而材料的选择及热处理加工技术则决定了气门的使用寿命。发动机的气门要具备以下优良性能:(1)具有高的强度和优秀的耐腐蚀性能,表面硬度≥600HV_(0.2);(2)具有良好的综合力学性能;(3)具有良好的减磨和耐磨性。为了满足气门的特殊工作环境与技术要求,气门材料基本都选为合金结构钢、马氏体耐热钢与奥氏体耐热钢等。正确地选用材料是气门制造的必要条件之一,而另一个必要条件就是选择合适的热处理工艺,离子渗氮作为表面强化技术之一,得到了快速的发展,零件经过离子渗氮,其表面的耐磨性、耐疲劳性和耐腐蚀性及强度、硬度得到了大大的提高,满足作为发动机气门的条件。本文选择40Cr作为材料,着重研究气门的渗氮处理,并提出新型循环离子渗氮处理工艺,分别在不同温度及不同时间下进行循环渗氮,探索时间和温度两种工艺参数对循环离子渗氮效果的影响规律,并与常规恒温离子渗氮相比较,提出最优的工艺参数及处理方式。本文通过显微硬度计、金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机来研究循环离子渗氮层表面改性层的力学性能、微观组织、成分随工艺参数变化的规律,并与常规恒温离子渗氮工艺作比较。实验研究表明40Cr合金钢在温度550℃、时间为8小时进行循环离子渗氮的试样表面硬度较高,达到了1090HV_(0.2),且渗层厚度达到了0.325mm,该试样具有较高的强度及耐磨性,具备了作为发动机气门的条件,并与新型昂贵的气门材料相比,40Cr节约了气门制造的成本。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.3

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本文编号：1319446