气门热锻模采用中频感应加热电源进行热处理

气门的成形是依靠模具来实现的，通过对气门头部的加热，使之在1100-1250℃范围内锻压成形，气门的头部流线符合要求，无切断和破坏现象，保持了气门所需要的性能，气门成形近似于精密锻造，采用热锻模将热镦后呈蒜头状的气门毛坯，锻造成要求的气门形状，气门材料的加热温度高达1100-1200℃，服役过程中模具的内腔表面温度也在600-700℃。型腔表面与炽热的金属反复接触，在成形过程中既要承受冲击力和摩擦力的作用，还要承受弯曲、拉伸、压缩、挤压等周期性冲击作用，因此，其工作条件恶劣，对性能的要求十分严格。为此，许多厂家采用中频感应加热电源对气门热锻模进行热处理，效果非常好。

该模具是由四部分组成，下模常采用3Cr2W8V钢制造，本身含有铬、钨和钒等合金碳化物形成元素，故具有高的硬度、冲击韧性和耐热疲劳性，同时导热性好。因此适用于制作气门的凹模。

(1)气门热锻模的热处理 锻造后的锻模应进行良好的球化退火处理，目的是改善组织和降低基体的硬度，消除内应力，获得珠光体十球状渗碳体组织，以利于切削加工，为最终热处理做好组织准备，退火工艺为830-850℃，硬度为207-255HBW。

1、气门热锻模的技术要求

根据气门锻模的工作条件，结合其结构和形状来指定合理的热处理工艺来满足技术要求。其基本原则为对于要求断裂强度、热疲劳性和抗热磨损高的气门下模(凹模)，以及淬火后需进行加工的采用上限和较高的加热温度；对于变形小、晶粒度细小、冲击韧性高的上模采用低限加热。通常的技术要求为：基体硬度46-52HRC;表面无脱碳、无磕碰伤。

2、气门热锻模的普通热处理工艺

随着新型材料的研制和工艺水平的提高，目前国内已经批量生产耐热性好、强度高和抗腐蚀的高性能合金钢，有代表性的钢种为4Cr3Mo3W4VNb(简称GR钢)，它用于制作与工件接触时间长、温度较高和易于引起变形塌陷或热磨损失效的热锻模、热挤压模等，与普通的热作模具钢(如3Cr2W8V)制作的气门热锻模相比，使用寿命得到了明显是高。

上模(或称为凸模)通常模面为球形，用来减轻气门的重量，淬火处理工艺为：采用中频感应加热电源进行，温度为1080℃，然后油冷，硬度为46-52HRC。

下模调质处理：加热温度为1140℃，空冷后油冷，然后进行两次回火热处理，硬度为46-52HRC。考虑到锻模本身受到强烈的冲击，对下模的热稳定性要求较高，因此要求有高的硬度和良好的耐磨性，将加热温度提高到1140℃左右可使碳化物充分溶解，实践证明，经过处理的锻模的使用寿命比低温处理的寿命提高3-10倍，目前该工艺在气门制造厂生产中得到普遍应用。

(2)气门热锻模的热处理工艺分析和实施要点

①一次预热采用中频感应加热电源进行，由于内部合金元素多，形成了大量的合金碳化物和金属化合物等，故其导热性差，为了减少热应力的作用，通常预热温度定在500-550℃(弹性变形区域)，二次预热加热温度在840-860℃。

②淬火加热也可以采用中频感应加热电源进行，气门上模的加热温度为1070-1080℃，下模的加热温度为1130-1140℃。这是考虑到上模要具有良好的冲击韧性，而下模则应保持高的硬度、红硬性以及足够的强度，故要求尽可能多的碳化物溶解到奥氏体中，因此上下模的淬火加热温度有较大的差异。