本文介绍了国内外铁路内燃机车及其柴油机气门的发展现状，重点阐述了气门用材、结构、工作原理及其失效机理，分析了目前机车使用堆焊进气门存在的缺陷及其产生的主要原因，论述了进、排气门在不同工况下对其本身材质及其结构合理性的要求。 在此基础上，选用4Cr10Si2Mo钢作为进气门用材，采用整体不堆焊工艺进行了进气门的试验研制。首先对气门强度和结构进行了设计分析与计算，确定了合理的气门结构；然后进行了气门整体锻造、机械加工、氮化、淬火等一系列工艺试验研究。在淬火工艺试验过程中，制定了整体淬火和感应淬火两种热处理工艺方案，并用正交试验法，选取最优化的工艺参数，研制出制造工艺性好、成本低、性能可靠的新型4Cr10Si2Mo钢不堆焊进气门。经理化检验分析表明，新型气门阀面硬度及淬硬层深度均满足设计图纸技术要求，可完全替代原堆焊气门。 通过对以整体淬火和感应淬火试验的两种4Cr10Si2Mo钢不堆焊进气门进行实际装车运行试验及分析测试结果表明，采用新工艺研制的4Cr10Si2Mo钢不堆焊进气门，克服了原堆焊气门由于堆焊带来的一系列缺陷，消除了由堆焊层形成的“热箍应力”，从而延长了气门的使用寿命，使机车安全运行里程达90万公里以上。4Cr10Si2Mo钢不堆焊进气门与原堆焊气门相比，不仅节省了昂贵的Stellite6钴基合金材料，而且还节省了加工沟槽、堆焊、退火等工序的工时费用，使气门生产成本降低30％左右，大大提高了气门生产的经济效益。 新型4Cr10Si2Mo钢不堆焊进气门的成功研制，提升了内燃机进气门的技术水平，提高了气门可靠性和使用寿命，填补了我国内燃机车用柴油机采用不堆焊进气门的空白。