СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕДЕЛ КЛАПАНОВ ДЛЯ ДВС ИЗ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2002 года по МПК B22F3/24 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к технологии изготовления деталей автомобильной техники из порошковых материалов.

Традиционными технологиями изготовления высокоплотных порошковых материалов, таких как материал для седел клапанов, где плотность превышает 7,5 г/см³, является пропитка медью, свинцом и другими пропитывающими материалами либо двойное прессование. Многие зарубежные производители, такие как фирма "BLEISTAHL"(пат. 2114160 от 16.03.72, Германия), взятая за аналог данного изобретения, для изготовления седел используют технологию пропитки.

Принципиальная схема производства седел клапанов по патенту фирмы "BLEISTAHL" представляет технологию двойного прессования и спекания и включает:
подготовку исходных порошков и шихты;
формование при давлении 600-900 МПа;
промежуточный отжиг при 830^oС;
допрессовку при давлении 1200-1500 МПа;
спекание при температуре 1150^oС;
калибровку 1200-1500 МПа;
термообработка (закалка и отпуск).

Недостатком данной технологии является более высокая трудоемкость для достижения необходимой плотности и точности геометрических размеров детали.

Разработка технологии изготовления седел клапанов основывалась в первую очередь на наличии материально-технической базы. Для использования данной технологии требуется специализированное оборудование: пресса, печи. Но отсутствие такого специализируемого высокопроизводительного отечественного оборудования для процессов горячего прессования или горячей штамповки пористых заготовок делает "горячие" процессы уплотнения в заводских условиях нереальными.

Задачей изобретения является сокращение количества технологических операций отжига, допрессовки и последующей токарной обработки по внутреннему диаметру при запрессовке в головку двигателя. Указанная задача решается следующим образом. Технология изготовления состоит из следующих операций:
смешивание шихты;
формование при давлении 600-900 МПа;
высокотемпературное спекание при температуре 1150^oС;
калибровка с доуплотнением (двухосная схема деформации);
традиционная термическая обработка (закалка и отпуск).

Для реализации двуосной схемы деформации предложена оснастка, особенность которой состояла в применении комбинированного верхнего пуансона, оформлявшего внутреннюю поверхность заготовки, включая конус, и матрицы с тремя переходами по диаметру формообразующей полости, обеспечивающих двойное обжатие наружного диаметра спеченной заготовки. Такая технология изготовления седел клапанов позволяет достигает плотности свыше 7,5 г/см³.

Данная технология используется для серийного изготовления вставных седел впускных и выпускных клапанов двигателя 2112 (деталь-2112-1007080-72, 2112-1007082-72) по программе выпуска автомобиля ВАЗ 2110.

Способ включает смешивание шихты, формование под давлением 600-900 МПа, высокотемпературное спекание при температуре 1150^oС, калибровку с доуплотнением по двухосной схеме деформации и термообработку путем закалки и отпуска. Способ позволяет сократить количество технологических операций отжига, допрессовки и последующей токарной обработки по внутреннему диаметру при запрессовке в головку двигателя.

Способ изготовления седел клапанов для двигателей внутреннего сгорания из порошкового материала, включающий смешивание шихты, формование под давлением 600-900 МПа, высокотемпературное спекание при 1150^oС, калибровку и термообработку путем закалки и отпуска, отличающийся тем, что калибровку производят с доуплотнением по двухосной схеме деформации.