技术简介
普通缸盖气门座圈材料为GGZ-D4,座圈外圆与缸盖底孔为过盈配合,过盈量0.054~0.086,但这种座圈用于强化柴油机后,由于座圈的承压力增大,同时因缸内温度升高造成座圈组织和硬度变化,易产生变形甚至脱落。为解决该问题,对座圈过盈量和材料进行重新设计,增大了座圈外径和硬度,加工难度增大。
为解决上述技术问题,在对气门座圈的材料、结构进行重新设计的同时,改进座圈压装和加工方法,从而减小座圈变形量,提高可靠性。
座圈座合面影响缸盖的密封性,从而影响整机的功率和排放。特别是排气座圈处的温度较高,是造成座圈塑性变形和脱落的要因,因此应采用耐高温材料,并应选择合适的过盈量和加工方法,以防止座圈的脱落。
根据使用要求选用耐热的钴基合金作为座圈材料。加工时,座圈先在液态氮中冷却10分钟,设计专用压装工具压,并规定座圈压装间隔一定的时间使压装应力充分释放后再利用复合刀具(刀片选用优化后的CBN材料)进行加工。将精加工后的导管作为导向,加工座圈锥面,保证跳动和圆度,提高座圈锥面的加工工艺性。
技术特点
改进了缸盖气门座圈的材料,将普通的GGZ-D4材料改为耐热材料钴基合金,强化了材料组织,受热变形量变小,获得了必要的机械性能。
改进了压装方法,改变了原常温下直接压装的方法,在液态氮中冷却后,使用专用工具进行压装,减少变形,提高可靠性。
改善了加工工艺性,经改进后的缸盖气门座圈,硬度高,组织致密,用普通的加工方法难保证产品精度,利用新的加工方法和选用优化后的CBN刀片加工,消除了局部的应力集中,提高了加工的精度。
技术指标
(1)座圈选用的是国产高耐热材料:钴基合金,其硬度高至HRC54~HRC57,不易变形,特别是在高排温时的塑性变形量较小。
(2)为提高过盈量,将座圈外圆直径增大到0.097~0.113。
(3)增大后的气门座圈不易压装,故首先在液态氮中冷却10分钟,使其平均塑性变形量在0.08左右,人为过盈量变小后方便压装,常温后座圈变形恢复。
(4)刀片选用优化后的CBN材料。
应用领域和范围
适用于发动机缸盖气门座圈的生产及加工
技术状态
批量生产、成熟应用阶段
合作方式
融资需求
投入需求
500万元
转化周期
3个月
预期效益
经过对缸盖气门座圈的材料、压装、加工工艺和过盈量的改进,提高了缸盖气门座圈的抗疲劳强度,增大了缸盖的承载能力、延长了缸盖使用寿命,提升了缸盖单缸功率,使该强化加工的缸盖比普通方法加工的缸盖更适用于发动机。该缸盖产品已广泛应用在军品发动机上,此发动机以作战机动性能好,功率大等优势获得了军方的认可和嘉奖,目前公司正在向民品市场推广。该产品在军民品市场上的广泛应用,可提高发动机可靠性,有效降低产品成本,提高产品竞争力,从而为地方经济和企业经济发展做出贡献。