專利名稱：一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型鑄造材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法。
1975年以前，大多數(shù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣岐管是在≤500℃溫度下工作的，因此制造排氣岐管的材質(zhì)大多是低合金灰鐵。近25年來，由于防止廢氣污染和提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的需要，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度不斷提高，使對(duì)材料的抗氧化和抗高溫疲勞的要求逐步提高。蠕墨鑄鐵及鐵素體球墨鑄鐵開始應(yīng)用于排氣岐管，其工作溫度可提高到650℃和760℃。但汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展意味著發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度更高，尤其是采用渦輪增壓技術(shù)以后，如福特汽車公司要求排氣岐管的溫度超過760℃，克萊斯勒2.2升渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)排氣岐管壁溫在2400循環(huán)持久動(dòng)力實(shí)驗(yàn)中超過了816℃。
1984年在美國(guó)克萊斯勒的Laser上出現(xiàn)了第一根硅(Si)鉬(Mo)耐熱球鐵排氣管，這種鑄鐵是為滿足在高溫下運(yùn)行的高強(qiáng)度材質(zhì)需要而開發(fā)的，九十年代以來大部分美國(guó)汽車的排氣管都采用了硅鉬球鐵，歐州德國(guó)大眾和奧迪公司則采用了硅鉬蠕墨鑄鐵排氣管。
硅鉬蠕鐵(球鐵)由于含有4~5％的硅和0.5~0.1％的鉬，保證了高溫下的抗氧化性，提高了高溫下的屈服強(qiáng)度和抗蠕變能力，蠕蟲狀石墨及鐵素體基體保證了好的導(dǎo)熱性和抗熱沖擊能力，因而能在870℃以下工作。但這種材料收縮傾向大，流動(dòng)性差，鑄造工藝性差，對(duì)薄壁且壁厚不均勻的排氣管生產(chǎn)工藝和控制上難度很大。
目前，北美和歐州的汽車廠商生產(chǎn)的耐熱球鐵(蠕鐵)排氣管均采用傳統(tǒng)的水平分型鑄造生產(chǎn)線和傾轉(zhuǎn)式澆包澆注方式，這種制造方法對(duì)材料的蠕化控制范圍狹窄，對(duì)設(shè)備的精度及操作要求都很高，如果控制不好，容易導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)定、廢品率高的情況發(fā)生。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作簡(jiǎn)單、易于控制、廢品率低的耐熱蠕墨鑄鐵排氣管的制造方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下方式來實(shí)現(xiàn)一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法，其特點(diǎn)是，包括以下工藝步驟1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進(jìn)行配料C 3.0～3.6％Si 3.9～4.3％Mn ≤0.3％P ≤0.07％S ≤0.02％Ti ≤0.20％Mo 0.4～0.7％Ni ≤0.60％Fe 其余并加入感應(yīng)電爐熔化，出爐鐵水溫度1510°～1560℃，作為蠕化處理前的原鐵水；2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉(zhuǎn)動(dòng)叉車運(yùn)送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經(jīng)人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內(nèi)；3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動(dòng)線以每小時(shí)230～280型的速度連續(xù)制造排氣岐管砂型并將它們推送至氣壓澆注爐下；4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動(dòng)氣壓控制壓至澆注槽內(nèi)并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型；5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機(jī)以3～4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進(jìn)行蠕化處理；6)澆注時(shí)按DISA造型線的生產(chǎn)節(jié)拍合理調(diào)整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測(cè)鐵水蠕化情況；7)通過工業(yè)電視和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的塞桿系統(tǒng)，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經(jīng)冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機(jī)將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為140～150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg5.5～6.5％Si44～48％Ca1～2％Al1～1.2％Re0.6～1.0％Fe其余粒度為0.5～1.5mm。
與現(xiàn)有的蠕墨鑄鐵制造技術(shù)相比，本發(fā)明采用DISA垂直造型鑄造生產(chǎn)線和自動(dòng)氣壓澆注爐大批量生產(chǎn)條件下采用“槽內(nèi)喂線法”進(jìn)行蠕化處理，從根本上解決了材料蠕化控制范圍狹窄，難以組織穩(wěn)定生產(chǎn)的問題，完全避免了蠕化衰退現(xiàn)象。本發(fā)明的蠕化劑采用以鎂為主的低鎂低稀土合金以及加入鐵水中的鈦共同作用，使它既能滿足排氣岐管薄壁處蠕化率≥50％的要求，又同時(shí)滿足了厚壁處機(jī)械性能合格的要求。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，過程易于控制，產(chǎn)品合格率高。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1本實(shí)施例采用槽內(nèi)喂線法在DISA造型線高速造型，并在氣壓澆注爐自動(dòng)澆注鐵水的條件下穩(wěn)定地生產(chǎn)出高質(zhì)量要求的轎車耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管產(chǎn)品。具體制造工藝步驟如下1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進(jìn)行配料C3.6％Si 4.3％Mn 0.3％P0.07％S0.02％Ti 0.20％
Mo 0.7％Ni 0.60％Fe 其余并加入感應(yīng)電爐熔化，出爐鐵水溫度1560℃，作為蠕化處理前的原鐵水。
2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉(zhuǎn)動(dòng)叉車運(yùn)送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經(jīng)人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內(nèi)。
3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動(dòng)線以每小時(shí)280型的速度將排氣岐管砂型連續(xù)制造并推送至氣壓澆注爐下。
4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動(dòng)氣壓控制壓至澆注槽內(nèi)并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型。
5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機(jī)以4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進(jìn)行蠕化處理。所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機(jī)將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 6.5％Si 48％Ca 2％Al 1.2％Re 1.0％Fe 其余粒度為1.5mm。
6)澆注時(shí)按DISA造型線的生產(chǎn)節(jié)拍合理調(diào)整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測(cè)鐵水蠕化情況。
7)通過工業(yè)電視和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的塞桿系統(tǒng)，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經(jīng)冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
實(shí)施例2本實(shí)施例采用槽內(nèi)喂線法在DISA造型線高速造型，并在氣壓澆注爐自動(dòng)澆注鐵水的條件下穩(wěn)定地生產(chǎn)出高質(zhì)量要求的轎車耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管產(chǎn)品。具體制造工藝步驟如下
1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進(jìn)行配料C 3.0％Si 3.9％Mn 0.1％P 0.02％S 0.01％Ti 0.10％Mo 0.4％Ni 0.20％Fe 其余并加入感應(yīng)電爐熔化，出爐鐵水溫度1510°℃，作為蠕化處理前的原鐵水。
2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉(zhuǎn)動(dòng)叉車運(yùn)送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經(jīng)人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內(nèi)。
3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動(dòng)線以每小時(shí)230型的速度將排氣岐管砂型連續(xù)制造并推送至氣壓澆注爐下。
4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動(dòng)氣壓控制壓至澆注槽內(nèi)并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型。
5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機(jī)以3米/分的速度送入澆注槽鐵水中進(jìn)行蠕化處理。所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機(jī)將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為140克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 5.5％Si 44％Ca 1％Al 1％Re 0.6％Fe 其余粒度為0.5mm。
6)澆注時(shí)按DISA造型線的生產(chǎn)節(jié)拍合理調(diào)整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測(cè)鐵水蠕化情況。
7)通過工業(yè)電視和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的塞桿系統(tǒng)，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經(jīng)冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
實(shí)施例3本實(shí)施例采用槽內(nèi)喂線法在DISA造型線高速造型，并在氣壓澆注爐自動(dòng)澆注鐵水的條件下穩(wěn)定地生產(chǎn)出高質(zhì)量要求的轎車耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管產(chǎn)品。具體制造工藝步驟如下1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進(jìn)行配料C 3.3％Si 4.1％Mn 0.2％P 0.05％S 0.02％Ti 0.15％Mo 0.6％Ni 0.40％Fe 其余并加入感應(yīng)電爐熔化，出爐鐵水溫度1530°℃，作為蠕化處理前的原鐵水。
2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉(zhuǎn)動(dòng)叉車運(yùn)送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經(jīng)人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內(nèi)。
3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動(dòng)線以每小時(shí)250型的速度將排氣岐管砂型連續(xù)制造并推送至氣壓澆注爐下。
4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動(dòng)氣壓控制壓至澆注槽內(nèi)并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型。
5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機(jī)以3～4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進(jìn)行蠕化處理。所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機(jī)將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為145克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 6.0％Si 46％Ca 1.5％Al 1.1％Re 0.8％Fe 其余粒度為1mm。
6)澆注時(shí)按DISA造型線的生產(chǎn)節(jié)拍合理調(diào)整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測(cè)鐵水蠕化情況。
7)通過工業(yè)電視和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的塞桿系統(tǒng)，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經(jīng)冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
權(quán)利要求
1.一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法，其特征在于，包括以下工藝步驟1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進(jìn)行配料C 3.0～3.6％Si 3.9～4.3％Mn ≤0.3％P ≤0.07％S ≤0.02％Ti ≤0.20％Mo 0.4～0.7％Ni ≤0.60％Fe 其余并加入感應(yīng)電爐熔化，出爐鐵水溫度1510°～1560℃，作為蠕化處理前的原鐵水；2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉(zhuǎn)動(dòng)叉車運(yùn)送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經(jīng)人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內(nèi)；3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動(dòng)線以每小時(shí)230～280型的速度連續(xù)制造排氣岐管砂型并將它們推送至氣壓澆注爐下；4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動(dòng)氣壓控制壓至澆注槽內(nèi)并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型；5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機(jī)以3～4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進(jìn)行蠕化處理；6)澆注時(shí)按DISA造型線的生產(chǎn)節(jié)拍合理調(diào)整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測(cè)鐵水蠕化情況；7)通過工業(yè)電視和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的塞桿系統(tǒng)，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經(jīng)冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法，其特征在于，所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機(jī)將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為140～150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 5.5～6.5％Si 44～48％Ca 1～2％Al 1～1.2％Re 0.6～1.0％Fe 其余粒度為0.5～1.5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法,包括配料、熔煉、澆鑄、落砂等工藝步驟,其特點(diǎn)是采用了槽內(nèi)喂線法蠕化處理工藝。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、過程易于控制、產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C37/00GK1350068SQ00125760
公開日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2000年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月24日
發(fā)明者潘振華, 金永錫, 林宗仕, 朱振華 申請(qǐng)人:上海圣德曼鑄造有限公司