氣門熱鍛模采用中頻感應加熱電源進行熱處理

氣門的成形是依靠模具來實現的，通過對氣門頭部的加熱，使之在1100-1250℃范圍內鍛壓成形，氣門的頭部流線符合要求，無切斷和破壞現象，保持了氣門所需要的性能，氣門成形近似于精密鍛造，采用熱鍛模將熱鐓后呈蒜頭狀的氣門毛坯，鍛造成要求的氣門形狀，氣門材料的加熱溫度高達1100-1200℃，服役過程中模具的內腔表面溫度也在600-700℃。型腔表面與熾熱的金屬反復接觸，在成形過程中既要承受沖擊力和摩擦力的作用，還要承受彎曲、拉伸、壓縮、擠壓等周期性沖擊作用，因此，其工作條件惡劣，對性能的要求十分嚴格。為此，許多廠家采用中頻感應加熱電源對氣門熱鍛模進行熱處理，效果非常好。

該模具是由四部分組成，下模常采用3Cr2W8V鋼制造，本身含有鉻、鎢和釩等合金碳化物形成元素，故具有高的硬度、沖擊韌性和耐熱疲勞性，同時導熱性好。因此適用于制作氣門的凹模。

(1)氣門熱鍛模的熱處理 鍛造后的鍛模應進行良好的球化退火處理，目的是改善組織和降低基體的硬度，消除內應力，獲得珠光體十球狀滲碳體組織，以利于切削加工，為最終熱處理做好組織準備，退火工藝為830-850℃，硬度為207-255HBW。

1、氣門熱鍛模的技術要求

根據氣門鍛模的工作條件，結合其結構和形狀來指定合理的熱處理工藝來滿足技術要求。其基本原則為對于要求斷裂強度、熱疲勞性和抗熱磨損高的氣門下模(凹模)，以及淬火后需進行加工的采用上限和較高的加熱溫度；對于變形小、晶粒度細小、沖擊韌性高的上模采用低限加熱。通常的技術要求為：基體硬度46-52HRC;表面無脫碳、無磕碰傷。

2、氣門熱鍛模的普通熱處理工藝

隨著新型材料的研制和工藝水平的提高，目前國內已經批量生產耐熱性好、強度高和抗腐蝕的高性能合金鋼，有代表性的鋼種為4Cr3Mo3W4VNb(簡稱GR鋼)，它用于制作與工件接觸時間長、溫度較高和易于引起變形塌陷或熱磨損失效的熱鍛模、熱擠壓模等，與普通的熱作模具鋼(如3Cr2W8V)制作的氣門熱鍛模相比，使用壽命得到了明顯是高。

上模(或稱為凸模)通常模面為球形，用來減輕氣門的重量，淬火處理工藝為：采用中頻感應加熱電源進行，溫度為1080℃，然后油冷，硬度為46-52HRC。

下模調質處理：加熱溫度為1140℃，空冷后油冷，然后進行兩次回火熱處理，硬度為46-52HRC。考慮到鍛模本身受到強烈的沖擊，對下模的熱穩定性要求較高，因此要求有高的硬度和良好的耐磨性，將加熱溫度提高到1140℃左右可使碳化物充分溶解，實踐證明，經過處理的鍛模的使用壽命比低溫處理的壽命提高3-10倍，目前該工藝在氣門制造廠生產中得到普遍應用。

(2)氣門熱鍛模的熱處理工藝分析和實施要點

①一次預熱采用中頻感應加熱電源進行，由于內部合金元素多，形成了大量的合金碳化物和金屬化合物等，故其導熱性差，為了減少熱應力的作用，通常預熱溫度定在500-550℃(彈性變形區域)，二次預熱加熱溫度在840-860℃。

②淬火加熱也可以采用中頻感應加熱電源進行，氣門上模的加熱溫度為1070-1080℃，下模的加熱溫度為1130-1140℃。這是考慮到上模要具有良好的沖擊韌性，而下模則應保持高的硬度、紅硬性以及足夠的強度，故要求盡可能多的碳化物溶解到奧氏體中，因此上下模的淬火加熱溫度有較大的差異。