铝合金提升阀 本发明涉及一种铝合金提升阀，特别是涉及一种具有高强度和高耐磨性的铝合金提升阀。
为了降低阀门操作系统中的惯性质量，具有较低热负载的进气提升阀用铝合金制成，从而提高了发动机的性能。但是铝合金阀门的机械强度及耐磨性很低，因此使其寿命降低，可靠性变差。
一种提升阀由金属基体复合材料(MMC)制成，在该复合材料中，把陶瓷颗粒或晶须添加到可进行热处理的铝合金中，例如日本工业标准(JIS)中所列的JIS-2000合金(Al-Cu-Mg)，JIS-4000合金(Al-Si)，JIS-6000合金(Al-Mg-Si)或JIS-7000合金(Al-Zn-Mg-Cu)等。所述提升阀经受熔融、例如JIS中所列的T6处理，以便提高其强度和耐磨性。
在可进行热处理的铝合金中添加了陶瓷颗粒并经受熔融的提升阀中，当将其用作发动机的进气阀时，其阀头的工作温度为250至300℃，高于为150至200℃的固溶处理温度，从而通过固溶处理而被提高的提升阀的硬度会逐渐降低，而要求耐磨性高的阀面则较早的被磨损，因而降低了其寿命。
为了解决这一问题，填充一种具有耐磨性的金属，或用含有增强元素的合金形成一个硬化层。但是，阀头必须被加热到高于固溶处理温度的温度，而且整个阀头的强度被降低。
为了克服这一缺点，本发明地目的是提供一种耐磨、耐用的铝合金提升阀，以防止在发动机的工作温度下降低硬度。
根据本发明，提供了一种铝合金提升阀，它包括一个阀头和一个阀杆，至少所述阀头是由不可进行热处理的铝合金材料制成的，陶瓷颗粒均匀地弥散在该材料中。
该材料由陶瓷颗粒增强以便增大其机械强度并将因发动机的工作温度所造成的硬度下降减小到最低限度，从而增加了使用寿命和可靠性。
通过下面参照附图对实施例的描述，本发明的特征和优点将会变得更加清楚，其中：
图l是表示本发明的一个实施例的部分剖切的主视图；
图2是表示一个陶瓷颗粒的截面形状的视图；
图3是一个放大的剖面图，其中包含有圆形陶瓷颗粒；
图4是一个放大的剖面图，其中包含有极不均匀的陶瓷颗粒；以及
图5是一个放大的剖面图，其中包含有适宜于本发明的不均匀陶瓷颗粒。
图1示出了一个进气提升阀1，其中陶瓷颗粒3或晶须均匀地弥散在材料2中。
作为材料2的铝合金可最好选自JIS-5000，例如JIS-5083，它含有4～4.9wt％的Mg,0.4wt％的Si,0.4wt％的Fe,0.4～1.0wt％的Mn,0.25wt％的Zn,0.15wt％的Ti,0.05～0.25wt％的Cr,0.1wt％的Cu，余量为铝和一些不可避免的杂质。JIS是日本工业标准的缩写。将材料2在例如250℃的温度下保持一段很长的时间，而且其硬度不变。
作为陶瓷颗粒3，有一种或多种氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷及硼化物陶瓷的混合物，例如Al2O3,ZrO2,SiC,NbC,Si3N4,BN,CrC，和TiB等，其平均直径约为3μm(1至5μm)。平均粒径大约为3μm的原因在于，如果平均粒径小于3μm就很难制造，而如果平均粒径大于3μm，则由于它在组织中过大而不能获得均匀的强度。
为了制成所述提升阀，形成金属基体复合材料(MMC)，该复合材料在上述JIS-5000铝合金中含有体积占15至20％的上述陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒中的70至80％具有为3μm的平均粒径。然后，将该材料加热到适当的温度，插入到一个用于模压一个阀的模具中，并进行热压或温压锻压。因而获得如图1所示的陶瓷颗粒3弥散在材料2中的提升阀1。
在上述实施例的提升阀1中，采用了不可进行热处理的JIS-5000铝合金，同时陶瓷颗粒3弥散在材料2中，使得由于工作温度而引起的硬度或强度下降非常小，从而改善了阀面1a或阀杆1b的耐磨性。
可以预计，在锻造和发动机操作过程中，通过阀的运动能够产生硬化，从而改善阀头的强度，由此可提供作为进气阀的足够的耐久性。
为用于高速和高负载发动机，可在阀面1a上填充硬金属或者形成包括材料2及例如Ni,Cu,Cr和Mo的增强金属的合金或坚硬层，以进一步提高阀面1a的耐磨性。即使在耐磨性能处理过程中对材料2加热，也不会像采用普通铝合金时那样降低阀头的硬度或强度。
本发明不限于上述实施例。在上述实施例中，整个阀是用JIS-5000不可热处理的铝合金制成的，但是也可以仅把经受高的热负载的阀头用上述JIS-5000铝合金制造，而将经受低的热负载的阀杆用普通的可进行热处理的铝合金制造，从而可将两者组合起来。
例如，颗粒3的形状可根据颗粒3的截面的不均匀度来决定。
当颗粒3的截面面积为“A”，周长为“L”，周长与其直径之比为“π”时，不均匀度“X”将由下式给出：
X=L2/A×1/π×1/4
如果颗粒的截面是一个圆，则“X”为1。不均匀度越大，周长越大。“X”变得大于1。在本发明中所用的颗粒3的不均匀度为1.3至4.0。如果“X”小于1.3，则颗粒3为如图3所示的圆形，它很可能会脱离材料2的表面而失去耐磨性。相反，如果“X”大于4.0，则如图4所示，颗粒3不易于脱落，但是在外周面上的凸起会变尖锐，增大对其它部件的破坏性。
为了制造提升阀，使JIS-5000铝合金中含有体积百分比为15至20％的陶瓷颗粒，以制成原材料，将该原材料插入模具中，用热压或温压制成阀，其中，所述陶瓷颗粒3中平均直径为3μm的颗粒占70至80％。如图1所示，陶瓷颗粒3均匀地弥散在材料2中，以便获得提升阀1。
在上述实施例的进气提升阀中，用不可进行热处理的JIS-5000铝合金作为材料2，并且陶瓷颗粒3弥散于其中，从而使由发动机的工作温度所导致的硬度或强度的降低减小到最低限度，并增大了整个阀的机械强度，从而改善阀面1a和阀杆1b的耐磨性。
陶瓷颗粒3具有如图5所示的圆形的不均匀的剖面，从而增大了与材料2的结合力并防止其脱落。没有尖锐的凸起暴露在材料2的表面层上，从而降低了对其它部件的破坏性。
上面所述内容仅仅涉及本发明的实施例。熟悉本领域的人员可以进行各种改变或改型而不超出权利要求书所述的范围。