排气阀阀面的滚压方法技术

本发明专利技术涉及一种排气阀阀面的滚压方法，将该排气阀固定于滚压装置的转盘上，然后将滚子压于排气阀的阀面上，在排气阀转动过程中利用滚子向所述的阀面施加压力，滚子向阀面施加压力进行滚压的步骤是先将滚压装置的滚子对准阀面的靠内一侧，然后通过滚子向阀面施加压力，施压过程是：压力增大－→压力保持－→压力增大－→压力保持－→……增大至设定最大压力，该压力总体呈台阶式增加，在阀面上滚压出具有一定深度的第一道槽后，松开滚子，然后向阀面上第一道槽的外侧继续滚压出其它槽，最后将滚压出多个槽的阀面加工去除余量。利用本发明专利技术的方法使得排气阀表面硬度较采用普通滚压方法可以提高８０～１１０ＨＶ，这样排气阀的使用寿命可以提高１～３倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滚压技术，特别涉及一种在排气阀的阀面进行滚压而增 强阀面硬度的方法。
技术介绍
为提高低速柴油机排气阀的使用寿命和安全运行，需要在排气阀的 阀面堆焊硬质合金以增加该阀面的硬度。但是仅仅堆焊硬质合金后并不 能达到所需要的硬度，因此采取一定的措施对堆焊的硬质合金进行硬化。使得零件表面硬化的方法有多种，最常见的是冷作硬化。即金属在 冷态塑性变形中，使金属的强度指标，如屈服点、硬度等提高，塑性指 标如伸长率降低的现象。这种工艺的使用例子有喷砂(提高表面硬度、 耐磨性)、冷扎(提高板材型材的强度)、冷墩(提高螺栓的强度)、滚压 等等滚压是利用滚压设备在滚子高速旋转的条件下，由滚子向零件表面 施加压力至零件表面一定的深度，最后将挤压出的槽加工去除余量。零 件的表面经过在冷状态的滚压，产生滚压的应力，使表面的硬度相应地 增加。而喷砂、冷扎、冷墩工艺较为简单，没有复杂的工艺程序，目前尚 没有类似本专利技术的一些工艺方法。船用柴油机的排气阀处于高温高压的工作下，对其表面的硬度要求 十分高，现有技术中对排气阀的阀面堆焊出硬质合金后，并不进行滚压， 或者即使滚压，也是采用一般的常见工艺简单地压入一定的深度，造成 阀面的硬度并不能达到应用要求，使用寿命有限。在现有对排气阀阀阀面的硬化工艺中，将阀面进行堆焊后再进行滚 压，然后再时效热处理，这本身就是一门表面硬化的新的技术，目前还没发现有其它的表面硬化工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述常见工艺对排气阀阀面滚压时带来了阀 面硬度低，使用寿命短的缺点，提供一种应用于排气阀阀面进行滚压的 方法，该方法是为排气阀的阀面硬化专门编制的操作工艺，打破以往零 件表面硬化硬度提高小的局限性,大幅度提高柴油机排气阀阀面的硬度， 达到或超过应用硬度值。为了达到上述应用效果，本专利技术提供了如下的技术方案一种，将该排气阀固定于滚压装置的转盘上， 然后将滚子压于排气阀的阀面上，在排气阀转动过程中利用滚子向所述 的阀面施加压力，所述的滚子向阀面施加压力进行滚压的步骤是先将滚压装置的滚子对准阀面的靠内一侧；然后通过滚子向阀面施 加压力，施压过程是压力增大一"^压力保持一"^压力增大一"^压力保 持_~^……，此后依次增大至设定最大压力，该压力总体呈台阶式增加； 在阀面上滚压出具有一定深度的第一道槽后，松开滚子，然后在阀面上 第一道槽的外侧继续采用与滚压第一道槽相同的方式滚压出其它槽；最后将滚压出多个槽的阀面加工去除余量。所述的滚子在向阀面滚压前其前端的接触部位涂有润滑剂。 所述的润滑剂为二硫化钼或或牛油脂等。利用本方法滚压出的槽的深度控制在2. 0 2. 2mm，达到最好的滚压 效果。采用上述方法对柴油机排气阀进行滚压后，达到了如下的技术效果由于是阶梯式的冷作滚压程序，使得排气阀表面硬度较采用普通滚压 方法在同样的滚压深度下可以提高HV15，即表面硬度可达HV540 580(常轨的滚压方法可达到HV525 565)，使用寿命估计可延长2~3年，这样排气阀的使用寿命可以提高1 3倍，也使得低速柴油机的大修期大大延长。附图说明图1是本专利技术的滚压示意图。图2是本专利技术的压力加载和时间的关系图。 其中，l一排气阀 ll一阀杆 12—阀面2—滚压设备21—滚子具体实施方式为了实现本专利技术的滚压方法，在滚压设备上进行了改进。滚压设备 具体包括几个系统(1)带有合适夹具的转盘，用来装卡和固定排气阀 的阀盘，要求转盘的最小轴向承载能力为15吨，转速范围50 400rpm, 转盘的最小驱动能力为5KW; (2)滚压设备包括有控制台、液压缸和一 个安装在液压缸上的支架组成，支架支撑着一个直径为160mm的旋转滚 子，滚子上有一个带有半径为2.5mm圆角的对称直角边；(3)滚压设备 的基础包括用于安装转盘和液压设备的支撑和固定设备，以及阀杆支撑 设备。在实施本专利技术的方法之前，进行如下的准备工作排气阀的阀盘根 据图纸加工完成，并为后续的加工预留2. 5mm的加工余量，同时保证阀 盘的外形，使其能够稳定地固定于滚压设备的转盘上。滚压的顺序和相关的参数如下首先，将排气阀1通过阀杆11固定于滚压设备2上。利用转盘上的 夹具夹紧排气阀1的阀杆11，并对阀杆11的杆身自排气阀1的底部向上对准阀杆11的中心支撑；其次，将滚压设备2上的滚子21进行定位，使滚子21的旋转轴指 向阀杆11中心轴的径向方向，同时滚子21的旋转轴与阀面12平行，将 滚子轻触阀面12，得到一个圆形的印记，测量该印记距离阀杆11中心 的距离，调整后启动液压系统，排气阀1在滚压设备2上的设置如图1 所示； 再次，滚压时若先后滚压多道槽，则从最内侧的槽开始，滚压第一 道槽时，液压系统通过滚子向阀面施压过程中，在设定的时间段内为固 定的压力，呈现压力增大一"^压力保持一"^压力增大一~^压力保持一 —……的顺序，此后直至设定最大压力，该压力总体呈台阶式增加，滚 压完成第一道槽后将滚子向外移动，开始滚压第二道槽，其它依次完成， 施加的压力和时间的关系如图2中的曲线所示；最后，对滚压过多道槽的排气阀的阀盘进行热处理和精加工。 下面结合两个实施例来对本专利技术的方法进一步说明。 实施例1排气阀的阀面材料为NiCrl8Fel8Nb合金时，对排气阀阀面的滚压方 法的具体步骤如下-将该排气阀固定于滚压装置的转盘上，然后将滚子压于排气阀的阀 面附近，滚子的表面涂有二硫化钼作为润滑剂；将滚压装置的滚子对准阀面的靠内一侧，然后通过滚子向阀面施加 压力，施压过程在设定的时间段内为固定的压力，且该压力随呈台阶式 增加，本实施例中利用液压系统向滚子施加压力，每间隔30秒增加2 吨的载荷，最终的载荷为8吨，具体实施过程是，第一个30秒时，液压 系统通过滚子向阀面施加的压力由0吨增加到2吨；第二个30秒时，液 压系统保持对阀面2吨的压力；第三个30秒时，液压系统通过滚子向阀 面施加的压力从2吨增加到4吨；第四个30秒时，液压系统保持对阀面 4吨的压力，其它依次类推，直至最终的载荷为8吨；在阔面上滚压出具有深度为2.0mm的第一道槽后，松开滚子，然后 向阀面外侧继续滚压出六道槽，最后将滚压出七道环形槽的阀面加工去除加工余量。经过上述过程的滚压以后，阀面的表面硬度增加HV15，即阀面表面 硬度可达HV540 (常轨的滚压方法可达到HV525)，使用寿命估计可延长 2年。 实施例2排气阀的阀面材料为NiCrl8Col2Nb合金时，对排气阀阀面的滚压方 法的具体步骤如下将该排气阀固定于滚压装置的转盘上，然后将滚子压于排气阀的阀 面附近，滚子的表面涂有牛油脂作为润滑剂；将滚压装置的滚子对准阀面的靠内一侧，然后通过滚子向阀面施加 压力，施压过程在设定的时间段内为固定的压力，且该压力随呈台阶式 增加，本实施例中利用液压系统向滚子施加压力，每30秒增加2吨的载 荷，最终的载荷为10吨；在阀面上滚压出具有深度为2.2mm的第一道槽后，松开滚子，然后 向阀面外侧继续滚压出其它槽，最后将滚压出多个槽的阀面加工去除余 量。经过上述过程的滚压以后，阀面的表面硬度增加HV15左右，即阀面表面硬度可达HV580 (常轨的滚压方法可达到HV565)，使用寿命估计 可延长3年。上述只是本专利技术的具体使用例子，并不能因为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气阀阀面的滚压方法，将该排气阀固定于滚压装置的转盘上，然后将滚子压于排气阀的阀面上，在排气阀转动过程中利用滚子向所述的阀面施加压力，其特征在于，所述的滚子向阀面施加压力进行滚压的步骤是先将滚压装置的滚子对准阀面的靠内一侧；然后通过滚子向阀面施加压力，施压过程是：压力增大－→压力保持－→压力增大－→压力保持－→……，此后依次增大至设定最大压力，该压力总体呈台阶式增加；在阀面上滚压出具有一定深度的第一道槽后，松开滚子，然后向阀面外侧继续滚压出其它槽；最后将滚压出多个槽的阀面加工去除余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟中，杜惊霄，姚火珍，
申请(专利权)人：沪东重机有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]