本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种柴油发动机气门导管材料。
背景技术：
目前国产发动机使用的气门导管主要采用铸造合金气门导管，随国家排放要求的不断提高以及环保法规约束力度的加大，燃烧介质多元化的趋势，气门导管的使用工况日趋严苛，这就要求对发动机气门导管材料进行相应改进。目前市场上的气门导管，主要以铸造合金为主，由于国家排放标准提高后，原有的铸造合金导管因其铸造工艺本身的局限性（晶粒结构相对较粗大、成分易偏析、合金化限制等），磷等耐磨元素受合金化限值，添加到极限值仍然无法满足耐磨性要求，长期出现磨损超限值5倍以上，一直没有得到很好地解决。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种柴油发动机气门导管材料，通过对材料组分的开发，制备的柴油发动机气门导管具有耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，可以满足国ⅴ排放标准、工况温度在500℃以下的柴油发动机使用。
为实现上述目的，本发明涉及一种柴油发动机气门导管材料，由以下组分按照质量百分比组成:石墨0.5-1.2%，铜1.0-4.0％，二硫化钼0.2-3.0%，氟化钙0.2-3.0%，硫化锰0.2-1.0%，铝青铜1-10%，余量为钼铁粉。
优选的，本发明涉及一种柴油发动机气门导管材料，由以下组分按照质量百分比组成:石墨0.5%，铜2.0％，二硫化钼0.8%，氟化钙0.6%，硫化锰0.3%，铝青铜3.0%，余量为钼铁粉。
优选的，本发明涉及一种柴油发动机气门导管材料，由以下组分按照质量百分比组成:石墨1.2%，铜4.0％，二硫化钼2.0%，氟化钙1.5%，硫化锰0.8%，铝青铜10%，余量为钼铁粉。
优选的，本发明涉及一种柴油发动机气门导管材料，由以下组分按照质量百分比组成:石墨0.85%，铜3.0％，二硫化钼1.5%，氟化钙1.0%，硫化锰0.5%，铝青铜5%，余量为钼铁粉。
所述钼铁粉为含钼0.2-2%的合金粉。
所述铝青铜为含镍2～6.5%、铝2～12%、铁3～8.5%，其它≤2%，余量为铜。
上述柴油发动机气门导管通过以下步骤制得：将按以上组分均匀混和的粉末装入全自动干粉压机进行压制，压制密度控制在6.95g/cm3以上，温度控制在1080℃在烧结炉中烧结6小时，然后进行真空浸油及后加工处理制得。
有益效果
本发明提供的组分配比是根据柴油发动机工况需求，通过将钼铁粉、石墨粉、铜粉、二硫化钼、氟化钙、硫化锰、铝青铜按照比例配比，采用粉末冶金工艺制得的柴油发动机气门导管，具有耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，可以满足国ⅴ排放标准、工况温度在500℃以下的柴油发动机使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1:
所述一种柴油发动机气门导管材料，按照质量百分比计，由以下组分组成:石墨0.5%，铜2.0％，二硫化钼0.8%，氟化钙0.6%，硫化锰0.3%，铝青铜3.0%，余量为含钼0.5%的钼铁粉。
按以上配比，采用粉末冶金工艺生产的柴油发动机气门导管，以贝氏体为基体，以固体润滑相（二硫化钼、氟化钙）、铜合金相（铜、铝青铜）相为润滑相，以细针状马氏体为硬质相，以添加的硫化锰作为助切削剂；在100-500℃范围内的高温摩擦磨损试验摩擦系数≤0.23，发动机台架试验内孔磨损量≤0.042mm，解决了气门导管耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，满足国ⅴ排放标准、工况温度在500℃以下的柴油发动机使用。
实施例2:
所述一种柴油发动机气门导管材料，按照质量百分比计，由以下组分组成:石墨1.2%，铜4.0％，二硫化钼2.0%，氟化钙1.5%，硫化锰0.8%，铝青铜10%，余量为含钼1.5%的钼铁粉。
按以上配比，采用粉末冶金工艺生产的柴油发动机气门导管，以贝氏体为基体，以固体润滑相（二硫化钼、氟化钙）、铜合金相（铜、铝青铜）相为润滑相，以细针状马氏体为硬质相，以添加的硫化锰作为助切削剂；在100-500℃范围内的高温摩擦磨损试验摩擦系数≤0.31，发动机台架试验内孔磨损量≤0.037mm，解决了气门导管耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，可以满足国ⅴ排放标准、工况温度在500℃以下的柴油发动机使用。
实施例3:
所述一种柴油发动机气门导管材料，按照质量百分比计，由以下组分组成:石墨0.85%，铜3.0％，二硫化钼1.5%，氟化钙1.0%，硫化锰0.5%，铝青铜5%，余量为含钼0.85%的钼铁粉。
按以上配比，采用粉末冶金工艺生产的柴油发动机气门导管，以贝氏体为基体，以固体润滑相（二硫化钼、氟化钙）、铜合金相（铜、铝青铜）相为润滑相，以细针状马氏体为硬质相，以添加的硫化锰作为助切削剂；在100-500℃范围内的高温摩擦磨损试验摩擦系数≤0.27，发动机台架试验内孔磨损量≤0.039mm，解决了气门导管耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，可以满足国ⅴ排放标准、工况温度在500℃以下的柴油发动机使用。
下面从金相组织、高温摩擦磨损试验、发动机台架试验等方面与原装铸铁件进行对比分析：
1.气门导管金相组织
从表1可以看出，实施例1、2、3主要以综合性能较好的贝氏体为基体，以固体润滑相（二硫化钼、氟化钙）、铜合金相（铜、铝青铜）相为润滑相，以细针状马氏体为硬质相，以添加的硫化锰作为助切削剂，满足材料的耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能。
和原装铸铁件相比，实施例1、2、3的基体组织、润滑相、硬质相均优越于原装铸铁件，特别是润滑项中添加了铝青铜，在500℃下工作具有高强度、耐腐蚀、耐磨等优良特点。
2.气门导管高温耐磨及润滑特性：
表2为实施例1、2、3与原装铸铁件在100-500℃范围内的高温摩擦磨损对比试验，用磨损减簿量评价材料的耐磨性能，用摩擦系数评价材料的润滑性能。从试验结果可以看出，实施例1、2、3的耐磨性能、润滑性能远远优于原装铸铁件。
3.气门导管发动机台架实验：
表3为实施例1、2、3与原装铸铁件在某11l柴油发动机台架试验上的拆解数据，从试验结果可以看出，实施例1、2、3耐磨性比原装铸铁件提高8倍，满足设计要求及考核指标。
通过实施例1、2、3数据分析，三种实施例均都能达到满足性能要求，其中：从效果和成本方面综合考虑，实施例3为最佳实施例。
综上所述，采用本发明所提供的组分制得的柴油发动机气门导管具有耐高温、耐磨、自润滑、易切削加工等性能，可以满足国ⅴ排放标准、工况温度在500℃以下的柴油发动机使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。