一種發(fā)動機缸體的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)動機組件，具體為一種發(fā)動機缸體。
【背景技術】
[0002] 發(fā)動機是汽車的心臟，發(fā)動機總成產(chǎn)品中最重要的零件便是缸體，它也是發(fā)動機 的主體。其中鑄鐵缸體和缸蓋的鑄件毛坯又是決定發(fā)動機性能和品質(zhì)的核心。而缸體是發(fā) 動機的骨架和外殼。缸體在工作中承受氣壓力的拉伸和氣壓力與慣性力聯(lián)合作用下的傾覆 力矩的扭轉(zhuǎn)和彎曲以及螺栓預緊力的綜合作用。在這些大小、方向變化的力和力矩作用下、 使機體產(chǎn)生橫向和縱向的變形，變形超過許用值時將影響與機座相聯(lián)零部件的可靠性和工 作能力，尤其是活塞、連桿等零件的工作可靠性和耐磨性會受到嚴重影響，并導致發(fā)動機不 能正常工作。因此，要求氣缸體材料具有良好的綜合性能，即應具有良好的強韌性、導熱性、 耐磨性、耐蝕等性能。缸體常用的材料有灰鐵和鋁合金兩種。鋁合金的密度小，重量輕，但 剛度差、強度低及價格貴。所以除了某些發(fā)動機為了減輕重量而采用外，一般用灰鑄鐵作 為缸體材料。目前，世界鑄鐵件的生產(chǎn)狀況和趨勢是：灰鑄鐵件的比例明顯下降，但仍占優(yōu) 勢；球墨鑄鐵件的產(chǎn)量持續(xù)增長，而蠕墨鑄鐵和特種鑄鐵也有了較大的發(fā)展。盡管在目前汽 車輕量化發(fā)展趨勢下，鑄鐵件受到鋁合金鑄件等強有力的挑戰(zhàn)，但是，由于鑄鐵的缺口敏感 性、減震性及耐磨性等優(yōu)良性能是其他材料的優(yōu)勢，是制造復雜形狀零件的首選材料。尤其 是大型卡車的柴油發(fā)動機，鋁合金幾乎達不到要求，主要是使用鑄鐵作為缸體。目前灰鑄鐵 的主要牌號是HT250、HT300等。為了適應大型卡車載重增加的需要，發(fā)動機的排量越來越 大，對缸體的要求也有了新的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決高性能的大型發(fā)動機缸體的制備問題，提供了一種發(fā)動機缸體。
[0004] 本發(fā)明的技術方案是，一種發(fā)動機缸體，其鑄造合金中各個元素成分百分比含量 如下： 炭（C) 3. 3 ~3.5、錳（Μη) 0.35 ~0.55、硅（Si) 1.3 ~1.4、鉬Μ〇0· 2 ~0.3、 鈧（Sc) 0.02-0. 05、鑭（La) 0.03-0. 08、鐠（Pr) 0.05-0. 09、釓（Gd) 0.1-0. 13、鈥（Ho) 0· 05-0. 07、釹（Nd) 0· 2-0. 4。
[0005] 稀土金屬及其合金在煉鋼中起脫氧脫硫作用，能使兩者的含量都降低到0. 001% 以下，并改變夾雜物的稀土金屬形態(tài)，細化晶粒，從而改善鋼的加工性能，提高強度、韌性、 耐腐蝕和抗氧化性等。稀土金屬及其合金用于制造球墨鑄鐵、尚強灰鑄鐵和懦墨鑄鐵，能改 變鑄鐵中石墨的形態(tài)，改善鑄造工藝，提高鑄鐵的機械性能。
[0006] 發(fā)動機缸體是汽車的"心臟"，壁厚差別大，且在工作中受到熱沖擊和熱疲勞的作 用，因而既要求具有良好的鑄造性能，又要求具有良好的力學性能。因此，從鑄造性能考慮， 一般選擇較高的碳當量。高的碳當量可使鐵液具有良好的流動性能，充型完好，且可以減小 白口傾向及鑄件縮松、滲漏等缺陷。加入的少量稀土等元素對高碳當量灰鑄鐵的抗拉強度、 硬度以及金相組織的影響十分明顯。多種稀土元素在鑄鐵中使奧氏體中的溶解度增加，因 而阻礙鐵素體生核成長，是很強的珠光體促成元素。此外還可以細化珠光體組織，防止?jié)沧?后冷卻時間長造成的晶粒和石墨片粗大的傾向，使鑄件強度基本不變，硬度卻有所提高，降 低奧氏體臨界轉(zhuǎn)變溫度和強化鐵素體基體，并可細化珠光體和石墨片。顯著提高灰鑄鐵的 強度和硬度，相對于HT灰口鑄鐵，其性能平均提高了 50%以上。
【具體實施方式】
[0007] 試驗目的及內(nèi)容試驗目的：調(diào)整在鐵水中各個成分含量，測試對缸體鑄件力學性 能的影響。
[0008] 試驗內(nèi)容：（1)分別以不同的元素比例制備三批鐵水，并澆注缸體。并澆注2根 標準試棒（#30x330mm)進行拉伸試驗，測量其抗拉強度。（2)在缸體鑄件上取缸筒，缸面試 樣，然后檢測其布氏硬度。
[0009] 實施例1、一種發(fā)動機缸體，其鑄造合金中各個元素成分百分比含量如下： 炭（〇3.3、錳（]?11)0.55、硅（31)1.3、鉬]\1〇0.3、鈧（5。）0.02、鑭（1^)0.08、鐠（?〇 0. 05、釓（Gd) 0. 13、鈥（Ho) 0. 05、釹（Nd) 0. 4,其余為鐵元素。
[0010] 實施例2、一種發(fā)動機缸體，其鑄造合金中各個元素成分百分比含量如下： 炭（C) 3. 5、錳（Μη) 0· 35、硅（Si) 1. 31. 4、鉬Μ〇0· 2、鈧（Sc) 0· 05、鑭（La) 0· 03、鐠 (卩『）0.09、釓（6(1)0.1、鈥〇1〇)0.07、釹（制）0.2，其余為鐵元素。
[0011] 實施例3、一種發(fā)動機缸體，其鑄造合金中各個元素成分百分比含量如下： 炭（〇3.4、錳（]?11)0.4、硅（5丨）1.35、鉬]\1〇0.25、鈧（5(3)0.03、鑭（1^)0.06、鐠（?〇 0· 07、釓（Gd) 0· 11、鈥（Ho) 0· 06、釹（Nd) 0· 3,其余為鐵元素。
[0012] 在實際生產(chǎn)中控制其中其他元素含量P彡0. 015、S彡0. 015、Η彡5PPm，0 彡40PPm，N彡50PPm，硫化物彡1.4,氧化物彡1.9。
[0013] 以下為三個實施例檢測數(shù)據(jù)： 硬度測試HB
抗拉強度測試Mpa
【主權項】
1. 一種發(fā)動機缸體，其特征是鑄造合金中各個元素成分百分比含量如下：炭（c)3. 3 ~3.5、錳（Μη)0·35~0.55、硅（Si)1.3~1.4、鉬Μ〇0·2~0.3、鈧（Sc)0.02-0.05、 鑭（La) 0.03-0. 08、鐠（Pr) 0.05-0. 09、釓（Gd) 0.1-0. 13、鈥（Ho) 0.05-0. 07、釹（Nd) 0. 2-0. 4。2. -種發(fā)動機缸體，其特征是鑄造合金中各個元素成分百分比含量如下：炭（C) 3. 4、 錳（Μη) 0.4、硅（Si) 1.35、鉬Μ〇0· 25、鈧（Sc) 0.03、鑭（La) 0.06、鐠（Pr) 0.07、釓（Gd) 0.11、鈥（Ho) 0.06、釹（Nd) 0.3,其余為鐵元素，控制其中其他元素含量P< 0.015、S< 0·015、Η彡 5PPm，0 彡 40PPm，N彡 50PPm，硫化物彡 1.4,氧化物彡 1.9。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動機組件，具體為一種發(fā)動機缸體。解決高性能的大型發(fā)動機缸體的制備問題，提供了一種發(fā)動機缸體。其鑄造合金中各個元素成分百分比含量如下：炭（C）3.3～3.5、錳（Mn）0.35～0.55、硅（Si）1.3～1.4、鉬Mo0.2～0.3、鈧(Sc）0.02-0.05、鑭(La）0.03-0.08、鐠(Pr）0.05-0.09、釓(Gd）0.1-0.13、鈥(Ho）0.05-0.07、釹(Nd）0.2-0.4。多種稀土元素在鑄鐵中使奧氏體中的溶解度增加，因而阻礙鐵素體生核成長，是很強的珠光體促成元素。顯著提高灰鑄鐵的強度和硬度，相對于HT灰口鑄鐵，其性能平均提高了50%以上。
【IPC分類】C22C37/10
【公開號】CN105349879
【申請?zhí)枴緾N201510799779
【發(fā)明人】寧靜
【申請人】寧靜
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月19日