一种高耐磨气阀钢的制作方法

本实用新型属于钢材技术领域，具体涉及一种高耐磨气阀钢。

背景技术：

气阀钢是用于内燃机气阀中常用的材料，气阀的工作区域一般为高温、高压等较为恶劣的环境，经常在腐蚀性燃气中经受频繁往复的高速运动和摩擦，冲击负荷大，因此作为气阀主要材料的气阀钢其性能要求非常高，尤其是耐磨性和耐高温性。

目前现有技术中气阀钢的耐磨性能主要通过在气阀钢外壁上增加耐磨涂层来提高，涂层的厚度不宜也不易过大，否则容易脱落且易降低钢体的硬度。为解决上述问题，专利 CN206633530U公开了一种高耐磨气阀钢棒，在碳钢棒材本体上设置抗压层，抗压层与碳钢棒材本体之间复合纳米结构金属网，抗压层外侧设置耐磨合金钢。该技术方案通过复合纳米结构金属网提高气阀钢棒整体的强度、硬度、耐磨性以及柔韧性，利用耐磨合金钢提高强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等。

上述方案利用纳米结构金属网覆盖在气阀钢棒外表面，抗压层以及耐磨合金钢均安装在金属网上，金属网与气阀钢棒为两种不同材质、不同个体，而且该金属网厚度仅仅为 0.2mm-0.5mm，无论采用何种加工手段，金属网与气阀钢棒的连接处在后续使用中容易出现裂痕，尤其气阀钢一般处于高速运动和摩擦的工作状态，金属网在工作状态下极易从气阀钢棒脱落，进而导致抗压层以及耐磨合金钢裂开。此外气阀钢长时间在高温环境下，容易产生裂缝，进而影响使用寿命。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足与难题，本实用新型旨在提供一种增强耐磨涂层附着力、延长涂层使用寿命、同时提高强度与硬度、耐高温的高耐磨气阀钢。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种高耐磨气阀钢，包括气阀钢柱，所述气阀钢柱的外表面通过打孔、螺纹等加工手段形成网格，所述网格由均匀交叉排列的多组凸筋以及所述凸筋交叉之间形成的凹腔构成，所述网格与所述气阀钢柱为一体式结构，所述网格上覆盖纳米陶瓷层并向外延伸覆盖。

进一步地，所述凹腔的凹面高度为0.5-2mm，所述凸筋的宽度为0.5-1mm，所述纳米陶瓷层从所述网格向外延伸覆盖的厚度为0.2-0.5mm。

进一步地，两两所述凸筋相接面为圆滑的弧面，所述凸筋与所述凹腔底面也就是所述气阀钢柱外表面相接面也为圆滑的弧面。

进一步地，所述气阀钢柱上设置一圈贯穿的多组通孔，所述通孔的中心线与所述气阀钢柱的中轴线平行，各组所述通孔以所述气阀钢柱的中轴线为中心环形阵列分布。

进一步地，所述通孔内设置加强筋，所述加强筋两端固定在所述通孔内壁上，所述加强筋截面为十字结构。

与现有技术相比，本实用新型有益效果包括：

(1)本实用新型气阀钢柱表面的网格立体结构，且与为气阀钢柱一体式结构，增加了纳米陶瓷层与气阀钢柱的接触面积、提高了耐磨涂层附着力，使得气阀钢工作时耐磨层不宜脱落，进而延长了其使用寿命。

(2)本实用新型的耐磨层采用纳米陶瓷粉制作的纳米复合层，具有耐高温、耐磨陶瓷的优点，且纳米复合层表面更加光滑，硬度较大。

(3)本实用新型在气阀钢柱上设置贯穿的通孔，利用钢体的导热性远远高于空气，通孔减缓外部的高温导入气阀钢柱内部，进而提高气阀钢柱耐热性。

附图说明

图1为本实用新型的侧面截面图。

图2为本实用新型的主视方向的分层图。

图3为图2中A处放大后的结构示意图

图示说明：1-气阀钢柱，2-网格，21-凸筋，22-凹腔，3-纳米陶瓷层，4-通孔，5-加强筋。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步地说明。

如图1-图3所示，一种高耐磨气阀钢，包括气阀钢柱1，气阀钢柱1的外表面通过打孔、螺纹等加工手段形成网格2，网格2由均匀交叉排列的多组凸筋21以及凸筋21交叉之间形成的凹腔22构成，网格2上覆盖纳米陶瓷层3，纳米陶瓷层3是由纳米复合涂料制成的耐磨层，在200度以上的高温条件下均匀覆盖在网格2上并向外延伸覆盖一定厚度。纳米复合涂料是用纳米陶瓷粉制作的涂层材料，是一种通过化学反应而形成耐高温、耐磨陶瓷涂层的材料。由于纳米陶瓷层3与气阀钢柱1的直接接触面为凹腔22加凸筋21，高于直接与平滑的气阀钢柱1表面积，网格2立体结构增加了纳米陶瓷层3与气阀钢柱1的接触面积、提高了耐磨涂层附着力，使得气阀钢工作时耐磨层不宜脱落，同时网格2与气阀钢柱1为一体式结构，进而延长了其使用寿命。在具体实施中，凹腔22的凹面高度为 0.5-2mm，凸筋21的宽度为0.5-1mm，纳米陶瓷层3从网格2向外延伸覆盖的厚度为 0.2-0.5mm，上述尺寸设计一方面便于网格2加工，另一方面纳米陶瓷层3附着厚度较为合适。同时为了便于纳米陶瓷层3喷涂时不易出现死角、漏点，两两凸筋21相接面为圆滑的弧面，凸筋21与凹腔22底面也就是气阀钢柱1外表面相接面也为圆滑的弧面。

由于气阀钢所处工作环境常为高温环境，尤其是气阀钢柱1中部热度不易消散，容易在气阀钢柱1内部产生裂纹，所以气阀钢柱1上设置一圈贯穿的多组通孔4，通孔4的中心线与气阀钢柱1的中轴线平行，为了保持气阀钢柱1的平衡，各组通孔4以气阀钢柱1 的中轴线为中心环形阵列分布。由于钢体的导热性远远高于空气，通孔4减缓外部的高温导入气阀钢柱1内部。为了防止气阀钢柱1工作时通孔4出现裂纹，通孔4内设置加强筋5，加强筋5两端固定在通孔4内壁上，加强筋5截面为十字结构。

以上所述仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。