一种织构布油型发动机气门杆及制作方法技术

本发明专利技术提供了一种织构布油型发动机气门杆，所述气门杆圆柱面上设有微织构区。所述微织构区均布若干微凹坑；所述微凹坑直径为30μm～60μm，所述微凹坑深度为3μm～7μm。若干微凹坑在所述微织构区矩形阵列，所述矩形阵列长度为52mm～55mm，所述矩形阵列宽度为25mm～26mm，阵列形面积占有率为70％～80％，所述阵列形长度指所述圆柱面展开后阵列长度方向上靠边两列微凹坑中心之间的距离，所述阵列形宽度指所述圆柱面展开后阵列宽度方向上靠边两排微凹坑中心之间的距离，所述阵列形面积占有率指阵列形长度与阵列形宽度之积与气门杆圆柱面表面积之比。本发明专利技术可以在气门杆与气门导管接触区贫油时，释放润滑油，使摩擦副之间形成一层均匀的油膜，降低气门杆在气门导管中运动而受到的摩擦磨损。

【技术实现步骤摘要】
一种织构布油型发动机气门杆及制作方法
本专利技术涉及发动机气门杆
，特别涉及一种织构布油型发动机气门杆及制作方法。
技术介绍
气门-气门导管摩擦副的润滑效果的好坏直接影响配气机构性能，严重关系到发动机的功能转换效率。由于发动机工作负荷较大，连续运转，且气门与气门导管长时间处于高温高压以及化学气体腐蚀的恶劣工作环境。当发动机运行时，气缸盖上部飞溅的润滑油落到气门导管上沿，在自由状态下，润滑油在其自身重力作用下会以一种随机无序的状态缓缓流入到气门管和气门杆部的间隙中，以达到润滑气门导管保证其导向功能。然而，虽然气门和气门导管属于间隙配合，但是在实际工作中，这种润滑方式并不能保证气门与气门导管之间油膜分布均匀，即仍存在润滑不良的区域。长期使用会引起气门杆圆柱面磨损严重，导致发动机配气机构寿命大幅缩减。中国专利公开了一种气门导管。该气门导管本体的上端部环设有储油腔,储油腔为设置在气门导管本体上端部的斜面，斜面与气门杆的外表面之间形成储油腔，储油腔呈漏斗状。该技术方案虽然能够方便的存储润滑油，并使得气门与气门导管之间油膜分布均匀，但是同时也增加了杂质混入储油腔的可能性，不利于保护气门杆部表面质量。中国另一专利公开了一种由粉末金属材料制成的气门导管。按照该专利提供的材料配方，的确能够增加气门导管的耐磨性和硬度，但是并不能解决气门与气门导管之间布油不均的问题，另外制作成本增加，经济性变差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种织构布油型发动机气门杆及制作方法，在气门杆与气门导管接触区贫油时，释放润滑油，使得摩擦副之间形成一层均匀的油膜，从而改善润滑条件，降低气门杆在气门导管中运动而受到的摩擦磨损。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种织构布油型发动机气门杆，所述气门杆圆柱面上设有微织构区。进一步，所述微织构区均布若干微凹坑；所述微凹坑直径为30μm～60μm，所述微凹坑深度为3μm～7μm。进一步，若干微凹坑在所述微织构区矩形阵列，所述矩形阵列长度为52mm～55mm，所述矩形阵列宽度为25mm～26mm，阵列形面积占有率为70％～80％，所述阵列形长度指所述圆柱面展开后阵列长度方向上靠边两列微凹坑中心之间的距离，所述阵列形宽度指所述圆柱面展开后阵列宽度方向上靠边两排微凹坑中心之间的距离，所述阵列形面积占有率指阵列形长度与阵列形宽度之积与气门杆圆柱面表面积之比。进一步，相邻所述微凹坑的中心轴向距离为150μm～200μm，微凹坑面积占有率为60％～70％，所述微凹坑面积占有率指所有微凹坑的面积之和与气门杆圆柱面表面积之比。进一步，所述微织构区均布若干微沟槽，所述微沟槽槽宽为50μm～60μm，所述微沟槽深度为5μm～8μm。进一步，所述微沟槽为环形，若干所述微沟槽沿气门杆轴向均布，相邻两个所述微沟槽中线之间的距离为200μm～260μm。进一步，所述微织构区为沿气门杆周向均布的螺旋微凹槽；所述螺旋微凹槽槽宽为50μm～60μm，所述螺旋微凹槽深度为5μm～8μm；所述螺旋微凹槽的螺旋角β为β＝arctan(πd/Px)，其中，d为气门杆的直径，Px为所述气门杆的长度；所述螺旋微凹槽数量N为2～5。一种织构布油型发动机气门杆的制作方法，包括如下步骤：加工气门杆；激光加工微织构区；研磨微织构区后，超声波清洗。进一步，加工气门杆后表面达到的粗糙度范围为：Ra≤3.2。进一步，所述激光加工微织构区中具体激光加工参数：泵浦电流16～19A，脉冲频率为1400～1800Hz，脉冲宽度为10～15ps，离焦量为-1～0mm，扫描速率为2～3mm/s，辅吹气体为为氮气或高压空气或惰性气体，气压为0.05～1.00MPa。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术所述的织构布油型发动机气门杆，通过在气门杆圆柱面上加工出微凹坑或微凹槽这两种微织构形貌，并通过微织构的特定分布，如阵列形、环形或螺旋形，储存、均布润滑油，在气门杆圆柱面缺油的情况下，释放润滑油，达到改善气门杆与气门导管之间的润滑状况以及摩擦磨损程度的作用。2.本专利技术所述的织构布油型发动机气门杆，由于微凹坑或微凹槽有容纳磨粒和灰尘的效果，在气门杆高速运动的过程中，微凹坑或微凹槽能够发挥这种作用，从而避免其表面被划伤和破坏，实现了保护气门杆圆柱面表面质量的目的；3.本专利技术所述的织构布油型发动机气门杆制作的方法，能够降低气门杆的报废率，进而减少了制造气门杆的成本，节约了制造气门杆的原材料。附图说明图1为本专利技术所述的织构布油型发动机气门杆实施例1的结构图。图2为本专利技术所述的实施例1展开图。图3为本专利技术所述的实施例2的结构图。图4为本专利技术所述的实施例2展开图。图5为本专利技术所述的实施例3的结构图。图6为本专利技术所述的实施例3展开图。图中：1-气门杆；2-螺旋微凹槽；3-微凹坑；4-微沟槽。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。实施例1：实施例1中，选用一种车用四缸发动机的气门，其杆部长度为56mm，直径为9mm，材料为5CrNiMo。如图1所示，为了在气门杆1圆柱面上制备出微织构区，具体加工步骤如下：步骤A)，对气门杆1进行前处理。先采用600目和800目金相砂纸对其圆柱面进行粗磨，在研磨过程中注意用力均匀。然后，采用W20金相砂纸对其表面进行精磨，接着采用W10和W5的金相砂纸进行超精磨。在磨好的表面上喷涂喷雾剂，并采用抛光机对其进行抛光处理，在抛光过程中施加在气门杆1上的力要均匀。步骤B)，设计微织构区。实施例1中，选择微凹坑3作为微织构区并沿气门杆1轴向每隔150μm布置微凹坑3。所述微凹坑3直径为60μm，深度为7μm。展开气门杆1侧面，凹腔形貌呈174×367矩形阵列分布，如图2所示。步骤C)，激光加工。选用二极管泵浦Nd∶YAG激光器，根据上述气门杆1材料，设定相应的激光参数：泵浦电流16A，脉冲频率1400Hz，脉冲宽度10ps，离焦量0mm，扫描速率2mm/s，并吹送辅助气体氮气，设定其气压为0.05MPa。将已抛光的气门杆1装夹在工作台上，定位后，打开激光器，旋转激光头，依次制备矩形阵列的微凹坑3。步骤D)，后处理。采用W5金相砂纸对微织构区进行轻轻的研磨，借助金相显微镜的观察，待试样表面微凹坑3周围熔渣去除为止，然后再次在抛光机上进行抛光处理。之后将气门放入盛有无水乙醇的烧杯中，并将烧杯放入超声波清洗机内清洗15min，待其清洗完取出气门杆1并吹干。实施例2：实施例2选用的气门杆1与实施例1相同。在气门杆1圆柱面上的所述微沟槽4为环形，若干所述微沟槽4沿气门杆1轴向均布，如图3所示，具体步骤如下：步骤A)，对气门杆1进行前处理。先采用600目和800目金相砂纸对其圆柱面进行粗磨，在研磨过程中注意用力均匀。然后，采用W20金相砂纸对其表面进行精磨，接着采用W10和W5的金相砂纸进行超精磨。在磨好的表面上喷涂喷雾剂，并采用抛光机对其进行抛光处理，在抛光过程中施加在气门杆1上的力要均匀。步骤B)，设计微织构区。实施例2中，选择微沟槽4作为微织构区，并沿气门杆1部轴向每隔200μm布置一次环形沟槽。所述微沟槽4槽宽为50μm，深度为5μm。展开气门杆1侧面，微沟槽4分布如图4所示。步骤C)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种织构布油型发动机气门杆，其特征在于，所述气门杆(1)圆柱面上设有微织构区。

【技术特征摘要】
1.一种织构布油型发动机气门杆，其特征在于，所述气门杆(1)圆柱面上设有微织构区。2.根据权利要求1所述的织构布油型发动机气门杆，其特征在于，所述微织构区均布若干微凹坑(3)；所述微凹坑(3)直径为30μm～60μm，所述微凹坑(3)深度为3μm～7μm。3.根据权利要求2所述的织构布油型发动机气门杆，其特征在于，若干微凹坑(3)在所述微织构区矩形阵列，所述矩形阵列长度为52mm～55mm，所述矩形阵列宽度为25mm～26mm，阵列形面积占有率为70％～80％，所述阵列形长度指所述圆柱面展开后阵列长度方向上靠边两列微凹坑(3)中心之间的距离，所述阵列形宽度指所述圆柱面展开后阵列宽度方向上靠边两排微凹坑(3)中心之间的距离，所述阵列形面积占有率指阵列形长度与阵列形宽度之积与气门杆(1)圆柱面表面积之比。4.根据权利要求3所述的织构布油型发动机气门杆，其特征在于，相邻所述微凹坑(3)的中心轴向距离为150μm～200μm，微凹坑面积占有率为60％～70％，所述微凹坑面积占有率指所有微凹坑(3)的面积之和与气门杆(1)圆柱面表面积之比。5.根据权利要求1所述的织构布油型发动机气门杆，其特征在于，所述微织构区均布若干微沟槽(4)，所述微沟槽(4)槽宽为50μm～60μm，所述微沟槽(4)深度为5μm～8μm。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：符永宏，张洋，钟行涛，邹国文，王浩，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32