專利名稱：一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鑄造領域，特別涉及離心鑄造領域。
背景技術：
發(fā)動機缸套是在高溫、高速和高壓力環(huán)境下工作的，為此，要求其制備材料具有較高的室高溫強度、良好的耐磨性能和高的組織結構穩(wěn)定性。近年來，節(jié)能減排經(jīng)濟發(fā)展模式要求發(fā)動機缸套使用溫度提高、自身重量盡量減輕、使用壽命增長，為此，廣泛地采用高性能合金鑄鐵材質(zhì)制備缸套。為了提高缸套工作溫度、降低發(fā)動機自重、提高發(fā)動機壽命、減少廢氣排放，特別是在重型運載機車上，對于發(fā)動機缸套材料的內(nèi)表面組織結構要求更為嚴格。目前，在我國行業(yè)標準規(guī)定，針對離心鑄造缸套的金相檢測部位選擇一般在距離近工作面2mm范圍以內(nèi)，而該缸套的組織光學金相檢測要求遠遠高于行業(yè)要求其要求在整個缸套截面上的組織均應符合要求。因此，采用傳統(tǒng)離心鑄造工藝，由于離心鑄造過程熔體順序凝固方式及離心力的作用，制備的缸套材料的抗拉強度及硬度雖然能滿足產(chǎn)品力學性能要求，但是，合金氣缸套在使用一段時間之后，內(nèi)孔磨損加劇，缸壁和活塞環(huán)之間產(chǎn)生較大的間隙，致使發(fā)動機跑氣，有效功率降低，機油耗量大幅度上升，發(fā)動機使用壽命降低。 因此，研發(fā)改善氣缸套內(nèi)表面組織結構，獲得具有更高耐磨性能、更低磨損系數(shù)的鋁合金氣缸套顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，旨在滿足抗拉強度和硬度的前提下，控制內(nèi)層組織形態(tài)，提高材料的耐磨損性能，降低材料的摩擦系數(shù)和降低發(fā)動機油耗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優(yōu)質(zhì)廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發(fā)動機缸套的化學成分為:C 2.8-3.1，Si 2. 6-3. 0，Mnl. 2-1. 5，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10，Cr 0.4-0.6， Ni 0. 1-0. 2，Mo 0.2-0. 3，Cu 0.6-0. 8，Sn 0. 3-0. 5，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔煉溫度為 1550-1600°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0. 4% -0. 6%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 1% -0. 3%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉(zhuǎn)速為480-520轉(zhuǎn)/分，進行澆注；當澆注量達到一半時，使轉(zhuǎn)速提高50轉(zhuǎn)/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為30-35秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫1.5-3小時，然后以 40-120 0C /h 冷卻。
本發(fā)明所制備的發(fā)動機缸套的有益效果為1.在大量實驗的基礎上，通過精選合金成分，配合合理的工藝設計，使得所制備的發(fā)動機缸套達到下述性能力學性能為抗拉強度σ b彡300MPa ；硬度ΗΒΜ0_ΗΒ^0。組織形態(tài)內(nèi)圓石墨長度100-120 μ m,外圓石墨長度50-70 μ m,內(nèi)層石墨A型，外層石墨A、B型；含磷、銅、鉻等復合物12% 15% ；珠光體基體100% ；鐵素體含量< 2% ；2.上述性能保證了內(nèi)層性能，提高材料的耐磨損性能，降低材料的摩擦系數(shù)和降低發(fā)動機油耗。缸套內(nèi)層耐磨性較常規(guī)離心鑄造缸套耐磨性提高25-40%。
具體實施例方式實施例一一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優(yōu)質(zhì)廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發(fā)動機缸套的化學成分為:C 2. 8，Si 2. 6,Mn 1. 2，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10, Cr 0. 4, Ni 0. Ι,Μο 0. 2， Cu 0. 6，Sn 0. 3，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔煉溫度為1550°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.4%%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉(zhuǎn)速為480轉(zhuǎn)/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉(zhuǎn)速提高到530轉(zhuǎn)/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為30秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫1.5小時，然后以 40 0C /h 冷卻。經(jīng)測試，該發(fā)動機缸套的耐磨性提高28 %。實施例二一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優(yōu)質(zhì)廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發(fā)動機缸套的化學成分為:C 3. l,Si 3. Ο,Μη 1. 5, P 彡 0. 2，S 彡 0. 10, Cr 0. 6, Ni 0. 2,Mo 0. 3， Cu 0. 8，Sn 0. 5，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔煉溫度為1600°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.6%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 3%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉(zhuǎn)速為520轉(zhuǎn)/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉(zhuǎn)速提高到570轉(zhuǎn)/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為35秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫3小時，然后以 120 0C /h 冷卻。經(jīng)測試，該發(fā)動機缸套的耐磨性提高35%。實施例三一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優(yōu)質(zhì)廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發(fā)動機缸套的化學成分為:C 3. 0，Si 2. 8，Mn 1. 4，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10，Cr 0. 5，Ni 0. 15，Mo 0. 25，Cu 0. 7，Sn 0. 4，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔煉溫度為1570°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.5%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 2%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉(zhuǎn)速提高到550轉(zhuǎn)/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為35秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫2小時，然后以80°C/ h冷卻。經(jīng)測試，該發(fā)動機缸套的耐磨性提高40 %。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進， 對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優(yōu)質(zhì)廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發(fā)動機缸套的化學成分為:C 2. 8-3. 1，Si 2. 6-3. 0，Mnl. 2-1. 5，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10，Cr 0. 4-0. 6，Ni 0. 1-0. 2，Mo 0. 2-0. 3，Cu 0. 6-0. 8，Sn 0. 3-0. 5，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；熔煉溫度為 1550-1600°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.4%-0.6%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 1% -0. 3%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉(zhuǎn)速為480-520轉(zhuǎn)/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉(zhuǎn)速提高50轉(zhuǎn)/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為30-35秒，然后水冷至低于200°C；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫1.5-3小時，然后以 40-120 0C /h 冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機缸套離心鑄造方法，該方法包括熔煉、孕育、澆注、冷卻、回火五個步驟。該方法通過精選合金成分，配合合理的工藝設計，使得所制備的發(fā)動機缸套內(nèi)層性能得以提高，提高材料的耐磨損性能，降低材料的摩擦系數(shù)和降低發(fā)動機油耗；缸套內(nèi)層耐磨性較常規(guī)離心鑄造缸套耐磨性提高了25-40％。
文檔編號C21D1/18GK102367561SQ20111030620
公開日2012年3月7日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權日2011年10月10日
發(fā)明者陳偉軍 申請人:陳偉軍