GB∕T 23337-2023 内燃机 进、排气门 技术条件（正式版）

代替GB/T23337—2009内燃机进、排气门技术条件IGB/T23337—2023前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14技术要求 5检验方法 96检验规则 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T23337—2009《内燃机进、排气门技术条件》,与GB/T23337—2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)更改了气门调质处理后基体硬度(见4.4.1,2009年版的4.4.1);b)更改了杆部经镀铬处理的气门表面硬度(见4.6.1,2009年版的4.6.1);c)更改了高温合金气门氮化渗氮层要求(见4.6.2,2009年版的4.6.2);d)更改了奥氏体钢气门金相组织奥氏体晶粒度要求(见4.7.3,2009年版的4.7.3);e)更改了高温合金金相组织要求(见4.7.4,2009年版的4.7.4);f)更改了圆锥形锁夹槽表面粗糙度要求(见4.8.4,2009年版的4.8.4);g)增加了盘锥面氮化未磨削气门盘锥面对杆部轴线的斜向圆跳动公差(见4.9.2);h)更改了盘锥面圆度公差(见4.9.3,2009年版的4.9.3);i)增加了中空充钠气门充钠量要求及检验方法(见4.13和5.11);j)增加了盘部锻造金属流线要求及检验方法(见4.14和5.12);k)增加了中空充钠气门内腔与杆部圆柱面的同轴度检验方法(见5.7.9);1)增加了气门底窝对杆部圆柱面的同轴度检验方法(见5.7.10);m)增加了高温合金Ni30和堆焊合金P25的化学成分及力学性能(见表1和表2)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177)归口。本文件起草单位：上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、济南沃德汽车零部件有限公司、上海内燃机研究所有限责任公司、怀集登月气门有限公司、广西玉柴机器股份有限公司、重庆三爱海陵实业有限责任公司、金华市明星气门有限公司、湖南天雁机械有限责任公司、安徽金庆龙机械制造有限公司、江苏申源集团有限公司、衡阳市金则利特种合金股份有限公司、平湖汽车零部件检验检测有限公司、北京福田康明斯发动机有限公司、天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)。本文件于2009年首次发布，本次为第一次修订。1内燃机进、排气门技术条件1范围本文件适用于气缸直径200mm以下的往复活塞式内燃机进、排气门。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T1804—2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T1958产品几何技术规范(GPS)几何公差检测与验证GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T3077合金结构钢GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T4955金属覆盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法GB/T4956磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法GB/T6394金属平均晶粒度测定方法GB/T6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法GB/T6809.2往复式内燃机零部件和系统术语第2部分：气门、凸轮轴传动和驱动机构GB/T9790金属材料金属及其他无机覆盖层的维氏和努氏显微硬度试验GB/T11354—2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验GB/T12773内燃机气阀用钢及合金棒材JB/T6012.2内燃机进、排气门第2部分：金相检验JB/T6012.3内燃机进、排气门第3部分：磁粉探伤JB/T6012.4内燃机进、排气门第4部分：摩擦焊气门超声波探伤QC/T469—2016汽车发动机气门技术条件3术语和定义GB/T6809.2和QC/T469—2016界定的术语和定义适用于本文件。4技术要求4.1通则气门产品应按经规定程序批准的图样及技术文件制造，并应符合本文件的要求；气门各部位名称应2按图1规定。g标引序号说明：1——盘部；2——颈部；3——除碳槽；4——杆部；5——锁夹槽部；图1气门各部位名称4.2材料4.2.1推荐采用材料的牌号及化学成分应符合表1的规定。4.2.2推荐采用材料的室温力学性能应符合表2的规定。4.2.3选用其他材料应能满足本文件技术要求和使用要求。4.3气门结构及焊接气门强度10——盘外圆；11——盘锥面；12—-基准直径；13——底窝。气门结构型式应按QC/T469—2016中附录A执行。焊接气门杆部焊接处的抗拉强度应大于两种材质中标定强度值(见表2)较低部分的90%;杆端部焊接处剪切强度应符合产品图样规定。4.4气门的热处理4.4.1合金结构钢、马氏体钢气门经调质处理后，基体硬度应在28HRC～45HRC,通用小型汽油机气门淬火加回火后基体硬度应在30HRC～56HRC,同一材料、同一热处理状态单个气门的硬度差应小于或等于4HRC;奥氏体钢、高温合金或杆部焊接气门的基体硬度按产品图样规定。4.4.2杆端面经表面淬火后的硬度应大于或等于48HRC。当杆端部长度大于4mm时，硬化层深度应大于或等于2mm;当杆端部长度小于或等于4mm时，硬化层深度应大于或等于0.6mm。淬硬层和过渡层的总深度应小于杆端部长度尺寸。对于杆端部及锁夹部均需表面淬火的气门，其硬化层分布及硬度值应符合产品图样规定。对于杆端部焊钢片气门，钢片硬化层深度应大于或等于0.6mm。4.4.3盘锥面经表面淬火后的硬化层分布及硬度值应符合产品图样规定。表1常用气门材料的牌号及化学成分材料牌号用途CMnPSNiMoWN其他结构钢40Cr0.37~0.17~0.50~—0.80~————余—进气门排气门杆部45Mn20.42~0.17~1.40~——余进气门排气门杆部马氏体钢42Cr9Si2(4Cr9Si2)0.35~2.00~8.00~余进、排气门45Cr9Si3(5Cr9Si3)0.40~2.70~8.00~余进、排气门51Cr8Si2(5Cr8Si2)0.47~1.00~0.20~7.50~余进、排气门40Cr10Si2Mo(4Cr10Si2Mo)0.35~1.90~9.00~0.70~余进、排气门80Cr20Si2Ni1(8Cr20Si2Ni)0.75~1.75~1.15~19.00~21.00余进、排气门85Crl8Mo2V(9Cr18Mo2V)0.80~16.50~2.00~余V:0.30～0.60进、排气门奥氏体材料15Cr14Nil4W2Mo(4Cr14Ni14W2Mo)0.40~13.00~13.00~0.25~2.00~余排气门55Cr21Mn8Ni2N(21-2N)0.50~7.00~1.50~19.50~21.500.20~余排气门53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)0.48~8.00~3.25~4.5020.00~22.000.35~余C+N≥0.90排气门A1常用气门材料的牌号及化学成分(续)材料牌号化学成分(质量分数)/%用途CMnPSNiCrMoWNCuFe其他奥氏体材料20Cr21Ni12N(21-12N)0.15~0.250.75~1.00~≤0.035≤0.03010.50~20.50~22.500.15~0.30余排气门50Cr21Mn9Ni4Nb2WN(21-4NWNb)0.45~0.558.00~≤0.050≤0.0303.50~5.0020.00~22.000.80~0.40~0.60余Nb:1.80～2.50C+N≥0.90排气门61Cr21Mn10MolV1NblN0.57~0.659.50~≤0.050≤<0.03020.00~22.000.75~0.40~0.60余V:0.75～1.00Nb:1.00～1.20排气门33Cr23Ni8Mn3N(23-8N)0.28~0.380.50~1.50~3.50≤0.040≤0.0307.00~9.0022.00~24.000.25~0.35余排气门高温合金GH4751(Inconel751)0.03~0.10≤0.015≤0.015余14.00~5.00~9.00Nb:0.70～1.20Ti:2.00～2.60Al:0.90～1.50排气门GH4080A(Nimonic80A)0.04~0.10≤0.020≤0.015余18.00~21.00Al:1.00～1.80Ti:1.80～2.70Co:≤2.00B:≤0.008排气门Ni30≤0.015≤0.01529.50~33.5013.50~0.40~余Nb:0.40～0.90B≤0.010Al:1.60～2.20Ti:2.30～2.90排气门表1常用气门材料的牌号及化学成分(材料牌号化学成分(质量分数)/%用途CMnPSNiCrMoWNCuFe其他堆焊合金Stellite60.90~1.60~2.00≤0.03026.00~32.003.50~5.50Co:余盘锥面堆焊P37S(粉)1.50~0.90~≤≤0.30≤0.0300.02~0.0321.00~24.0027.50~29.00≤≤0.6011.50~O₂+N₂≤600PPMCo:余盘锥面堆焊Ni102(粉)0.72~0.843.50~4.20余13.00~ 余B:3.0~杆端面堆焊StelliteF(粉)1.50~2.000.90~≤0.03021.00~24.0024.00~27.0011.50~—B:≤0.05Co:余盘锥面堆焊P250.55~0.60≤≤0.409.00~≤0.030≤0.0409.00~24.00~26.002.50~3.50Nb+Ta:3.0~O₂+N₂≤600PPM盘锥面堆焊表2常用气门材料的热处理方法及室温力学性能材料牌号热处理室温力学性能≥硬度热处理方法淬火回火固溶时效规定非比例延伸强度R₀2MPa抗拉强度RmMPa断后伸长率A%断面收缩率Z%结构钢油冷水冷9283～341淬火回火油冷水冷283～341淬火回火GBGB/T23337—2023①表2常用气门材料的热处理方法及室温力学性能(续)材料牌号热处理室温力学性能≥硬度热处理方法淬火回火固溶时效规定非比例延伸强度R.2MPaMPa断后%断面%HBWHRC马氏体钢42Cr9Si2(4Cr9Si2)1000℃~700℃~780℃空冷266～325—淬火回火45Cr9Si3(5Cr9Si3)1000℃~720℃~820℃空冷266～325—淬火回火40Cr10Si2Mo1000℃~700℃~780℃空冷266～325—淬火回火51Cr8Si2(5Cr8Si2)1000℃~650℃~750℃空冷—淬火回火80Cr20Si2Nil1030℃~700℃~800℃空冷—淬火回火85Cr18Mo2V1050℃~700℃~820℃空冷7290～325 淬火回火奥氏体材料45Cr14Ni14W2Mo——1100℃~720℃~800℃空冷—一固溶时效55Cr21Mn8Ni2N(21-2N)——1140℃~760℃~815℃空冷8—固溶时效53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)—1140℃~720℃~820℃空冷8—固溶时效GBGB/T23337-2023表2常用气门材料的热处理方法及室温力学性能(续)材料牌号热处理室温力学性能≥硬度热处理方法淬火回火固溶时效规定非比例延伸强度Ro.2MPaMPa断后%断面收缩率Z%HBWHRC奥氏体材料20Cr21Ni12N(21-12N)1100℃~700℃~800℃空冷—固溶时效50Cr21Mn9Ni4Nb2WN1160℃~760℃~850℃空冷固溶时效61Cr21Mn10MolV1Nb1N1100℃~720℃~800℃空冷8固溶时效33Cr23Ni8Mn3N(23-8N)1150℃~780℃~820℃空冷固溶时效高温合金GH4751(Incone1751)1100℃~空冷空冷固溶时效GH4080A(Nimonic80A)1050℃~690℃~710℃固溶时效Ni30—1020℃~油冷720℃~780℃×4h空冷650～670—固溶时效堆焊合金Stellite6————————StelliteF(粉)— ———P37S———————————Nil02(粉)84.5堆焊层堆焊合金层和基体金属之间应为冶金结合，杆端面堆焊后的硬度应大于或等于48HRC,堆焊层深度应符合产品图样规定；盘锥面堆焊后硬度和堆焊层深度应符合产品图样规定。4.6杆部表面处理4.6.1杆部经镀铬处理的气门，镀铬层厚度应符合产品图样规定。若镀铬层厚度大于或等于0.01mm时，镀铬层表面硬度应大于或等于800HVoo₂s,镀铬层表面应无目视可见结瘤、起皮等缺陷。镀铬长度应符合产品图样规定。4.6.2马氏体和奥氏体钢气门杆部经氮化处理后，氮化层深度应大于或等于0.01mm,表面硬度应大于或等于600HVo₂;高温合金材料氮化渗氮层要求按产品图样和技术文件规定。4.7金相组织4.7.1合金结构钢气门基体组织应为回火索氏体，其游离铁素体含量不应超过视场面积的5%,淬火态奥氏体晶粒度级别应大于或等于6级并按GB/T6394评定。4.7.2马氏体钢气门基体组织应为回火索氏体，不应有游离铁素体及连续网状碳化物，淬火态奥氏体晶粒度级别应大于或等于6级并按GB/T6394评定。4.7.3奥氏体钢气门基体组织应为奥氏体加碳(氮)化物，奥氏体晶粒度应按GB/T6394评定，进气门应大于或等于4级，排气门应为4级～11级，晶粒度级差应不大于4个级别；层状析出物按照产品图样及技术文件规定。4.7.4高温合金金相组织应为固溶体+碳化物+γ相，奥氏体晶粒度应按GB/T6394评定，经全固溶时效处理的气门应为3级～9级，非全固溶处理的气门应为5级～11级，晶粒度级差应不大于4个级别；层状析出物按照产品图样及技术文件规定。4.7.5氮化层表面疏松应符合GB/T11354—2005中疏松级别1级～3级的规定。4.8表面粗糙度4.8.1盘锥面粗糙度应小于或等于Ra0.50μm。4.8.2杆部圆柱面粗糙度应小于或等于Ra0.50μm。4.8.3杆端面粗糙度应小于或等于Ra0.8μm。4.8.4圆锥形锁夹槽表面粗糙度应小于或等于Ra1.00μm,其他形状的锁夹槽表面粗糙度按产品图样规定。4.8.5其余表面粗糙度应符合产品图样规定。4.9几何公差4.9.1盘锥面与杆部轴线夹角的角度公差应小于或等于30'。4.9.2盘锥面氮化未磨削气门其盘锥面对杆部轴线的斜向圆跳动公差应小于或等于0.060mm;其他经磨削的气门盘锥面对杆部轴线的斜向圆跳动公差应小于或等于0.030mm。4.9.3盘锥面圆度公差应小于或等于0.010mm。4.9.4杆部圆柱度公差应小于或等于0.010mm。4.9.5杆部圆度公差应小于或等于0.010mm。4.9.6杆部轴线直线度公差应小于或等于0.010mm。4.9.7杆端面对杆部轴线的端面圆跳动公差应小于或等于0.030mm。4.9.8锁夹槽表面对杆部轴线的圆跳动公差应小于或等于0.10mm。94.9.9中空充钠气门内腔与杆部圆柱面的同轴度公差应小于或等于φ0.4mm。4.9.10盘底窝对杆部圆柱面的同轴度公差应小于或等于φ1mm。4.9.11盘端面对杆部轴线的端面圆跳动公差应符合下列规定：a)经机械加工的盘端面应小于或等于0.20mm;b)未经机械加工的盘端面应小于或等于0.30mm。4.10.1气门表面不应有裂纹、氧化皮及过烧现象。非加工表面应平整，不应有影响使用性能的锻造缺4.10.2气门堆焊层表面质量应符合产品图样及有关技术文件规定。4.10.3应在盘端面、圆弧、底窝或杆部非工作表面上打标记，但不能影响气门的几何尺寸精度。4.11无损检测气门表面及近表面缺陷采用磁粉检测，其检测结果的评定应符合JB/T6012.3的规定；摩擦焊气门焊缝缺陷采用超声波检测，其检测结果的评定应符合JB/T6012.4的规定；其他经过无损检测发现的缺陷，其检测结果的评定按有关技术文件的规定。气门密封性应符合产品图样和有关技术文件的规定。4.13中空充钠气门充钠量中空充钠气门充钠量应占内腔体积的50%～60%。4.14盘部锻造金属流线盘部锻造金属流线按QC/T469—2016的规定。4.15未注公差图样中未注公差尺寸应符合GB/T1804—20005检验方法5.1材料中的中等m级规定。气门用钢的化学成分及室温力学性能按GB/T3077化学成分按产品技术文件规定的方法检测。及GB/T12773规定的方法检测，堆焊合金的5.2杆部焊接处的抗拉强度按GB/T228.1规定的方法检测。5.3硬度洛氏硬度按GB/T230.1、维氏硬度按GB/T4340.1、维氏和努氏显微硬度按GB/T9790规定的方法检测。按JB/T6012.2规定的方法检测。5.5镀铬层厚度合金结构钢和马氏体钢气门镀铬层厚度按GB/T4955、GB/T4956、GB/T6462规定的方法任选其中一种；奥氏体钢气门按GB/T4955、GB/T6462规定的方法任选其中一种。5.6表面粗糙度采用粗糙度仪或表面粗糙度样板比较测量，以粗糙度仪检测为准。5.7几何公差应以杆部圆柱面之母线为基准，采用万能工具显微镜或角度规等其他仪器检测，以万能工具显微镜检测为准。5.7.2盘锥面对杆部轴线的斜向圆跳动将气门杆部两端支承在一个90°V形块上(相互呈点接触),两支承点分别在气门杆部工作段两端处，以杆端中心轴向定位，在盘锥面宽度的中间位置垂直于锥面放置千分表，气门旋转一周，表值读数的最大差值即为该测量部位对杆部轴线的斜向圆跳动。采用圆度仪检测。按GB/T1958的规定，以圆度仪检测为准；或用千分尺在杆部的上、中、下三个部位测量杆部直径，每个部位至少测2点，测得的直径最大差值即为杆部圆柱度。按GB/T1958的规定，以圆度仪检测为准；或将气门杆部两端支承在60°V形块上(相互呈点接触),两支承点分别在气门杆部工作段两端处，同时以杆端面中心轴向定位，在V形块支承点的气门杆部上方垂直放置千分表，气门旋转一周，表值读数的最大差值即为杆部圆度。5.7.6杆部轴线直线度将气门杆部两端支承在90°V形块上(相互呈点接触),两支承点分别在气门杆部工作段两端处，同时以杆端面中心轴向定位，在两支承点中间的气门杆部上方垂直放置千分表，气门旋转一周，表值读数的最大差值之半即为杆部轴线直线度。5.7.7杆端面对杆部轴线的端面圆跳动将气门杆部支承在一个90°V形块上(相互呈点接触),两支承点分别在气门杆部工作段两端处，以杆端面中心轴向定位，在杆端面的边缘处沿轴向放置千分表，气门旋转一周，表值读数的最大差值即为该测量部位对杆部轴线的端面圆跳动。5.7.8锁夹槽表面对杆部轴线的圆跳动将气门杆部两端支承在90°V形块上(相互呈点接触),两支承点分别在气门杆部工作段两端处，使百分表触头与锁夹槽表面接触并与被测表面垂直，以杆端面中心轴向定位，气门旋转一周，表值读数的最大差值即为该测量部位对杆部轴线的圆跳动。5.7.9中空充钠气门内腔与杆部圆柱面的同轴度将气门横向剖开后，内腔插入一端固定水平放置的标准芯轴，把指示表与杆部外圆接触，