一種灰鑄鐵氣缸套及其氣體滲氮生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣缸套領(lǐng)域，具體涉及一種灰鑄鐵氣缸套及其氣體滲氮生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，目前生產(chǎn)的灰鑄鐵氣缸套，機械性能不高，工作區(qū)域硬度比鋼質(zhì)缸套低，但是鋼質(zhì)缸套具有成本高，壽命低、減磨性能差的缺陷，如何使兩種材質(zhì)的缸套的優(yōu)點結(jié)合一起，使之獲得更好耐磨機械性能，是亟待解決的一個技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種灰鑄鐵氣缸套及其氣體滲氮生產(chǎn)工藝。
[0004]基于上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
一種灰鑄鐵氣缸套，所述氣缸套材料的化學(xué)組成按如下重量百分比計:碳(C):3.0-3.6%，硅(Si):2.0-2.8%，磷(P):0.1-0.4%，0〈硫(S) < 0.12%，錳(Μη):0.5-1.0%，銅(Cu):0.2-0.5%，0 <鈦(11) < 0.06%，0〈釩(V) < 0.04%，余量為鐵(Fe)。
[0005]上述的灰鑄鐵氣缸套的氣體滲氮生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
(1)按比例進(jìn)行配料，用中頻無芯感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，控制鐵液出爐溫度為1480°C -1520°C，出爐前對鐵液進(jìn)行兩次孕育劑處理，第一次處理使用75硅鐵孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.5%-0.6%，第二次處理使用硅鍶孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.12%-0.2%，然后用金屬型濕涂料離心鑄造常規(guī)工藝制備氣缸套鑄件；
(2)對氣缸套鑄件進(jìn)行滲氮處理:
a)將氣缸套鑄件裝框沉入氮化爐中，將爐內(nèi)空氣抽至-0.9MPa以下后通入氨氣；
b)當(dāng)爐內(nèi)氣壓升至正值后打開排氣閥，并調(diào)節(jié)液氨氣流量為l_3m3/min；
c)將氮化爐升溫至480°C并保溫10分鐘，再在1個小時內(nèi)升溫至550°C，并在550°C保溫3-4個小時，氨分解率控制在20-30%，調(diào)節(jié)氨氣流量至2 m3/min以下；然后將爐溫升至560°C保溫30分鐘，氨分解率控制在40-60% ；
d)開啟熱交換系統(tǒng)將氮化爐降溫至150°C后，關(guān)閉氨氣流量閥，打開氮化爐取出氣缸套鑄件，自然冷卻至室溫即得氮化層厚度為0.15-0.35mm，氮化層硬度為600-800HV的灰鑄鐵氣缸套。
[0006]本發(fā)明的灰鑄鐵氣缸套組織為片狀石墨(A型石墨大于50%);基體為珠光體(數(shù)量大于95%)+鐵素體+少量彌散分布的碳化物和磷共晶；氮化層厚度為0.15-0.35mm，氮化層硬度為600-800HV氣缸套。
[0007]本發(fā)明的灰鑄鐵氣缸套具有硬度高、抗磨性高、耐磨性能好等優(yōu)點，本發(fā)明的氣體氮化工藝具有下述優(yōu)點:
1.在一般灰鑄鐵汽缸套上進(jìn)行滲氮，開辟了一種新的灰鑄鐵汽缸套滲氮方法；
2.和正常的氣體氮化工藝相比，本方法具有時間短、范圍廣、成本低優(yōu)勢；
3.將普通氣體氮化工藝的20小時以上縮短至5個小時以內(nèi)，可以對灰鑄鐵進(jìn)行氣體氮化，普通氣體氮化只能對合金鋼材進(jìn)行有效的氮化工作；
4.氮化工藝的過程控制等參數(shù)范圍適用于直徑小于120_，薄厚2-10mm灰鑄鐵缸套。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明灰鑄鐵缸套的金相組織圖，圖中條狀分布的為石墨，基體為珠光體。
[0009]圖2為本發(fā)明氣缸套工作區(qū)域滲氮層的金相組織圖，圖中白色區(qū)域為滲氮層，淺灰色為過渡區(qū)，層片狀為珠光體基體。
【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。
[0011]實施例1
一種灰鑄鐵氣缸套，所述氣缸套材料的化學(xué)組成按如下重量百分比計(％): C: 3.6，Si:2.8，P:0.4，S:0.01，Μη:0.5，Cu:0.2，:T1:0.04，V:0.01，余量為 Fe。
[0012]上述的灰鑄鐵氣缸套的氣體滲氮生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
(1)按比例進(jìn)行配料，用中頻無芯感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，控制鐵液出爐溫度為1485°c，出爐前對鐵液進(jìn)行兩次孕育劑處理，第一次處理使用75硅鐵孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.5%，第二次處理使用硅鍶孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.2%，用金屬型濕涂料離心鑄造常規(guī)工藝制備氣缸套鑄件；
(2)對氣缸套鑄件進(jìn)行滲氮處理:
a)將氣缸套鑄件裝框沉入氮化爐中并鎖死爐蓋，將爐內(nèi)空氣抽至-0.9MPa后通入氨氣;
b)當(dāng)爐內(nèi)氣壓升至正值后打開排氣閥，并調(diào)節(jié)液氨氣流量為l_3m3/min；
c)將氮化爐升溫至480°C并保溫10分鐘，再在1個小時內(nèi)升溫至550°C，并在550°C保溫3-4個小時，氨分解率控制在20-30%，調(diào)節(jié)氨氣流量至2 m3/min以下；然后然后將爐溫升至560°C保溫30分鐘，氨分解率控制在40-60% ；
d)開啟熱交換系統(tǒng)將氮化爐降溫至150°C后，關(guān)閉氨氣流量閥，打開氮化爐取出氣缸套鑄件自然冷卻至室溫即得氮化層厚度為0.15-0.35mm，氮化層硬度為600-800HV的灰鑄鐵氣缸套。
[0013]實施例2
一種灰鑄鐵氣缸套，所述氣缸套材料的化學(xué)組成按如下重量百分比計(％): C:3.0，Si:
2.0，P:0.1，S:0.04，Μη:1.0，Cu:0.5，T1:0.03，V:0.03，余量為 Fe。
[0014]上述的灰鑄鐵氣缸套的氣體滲氮生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
(1)按比例進(jìn)行配料，用中頻無芯感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，控制鐵液出爐溫度為1505°c，出爐前對鐵液進(jìn)行兩次孕育劑處理，第一次處理使用75硅鐵孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.6%，第二次處理使用硅鍶孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.12%，然后用金屬型濕涂料離心鑄造常規(guī)工藝制備氣缸套鑄件；
(2)對氣缸套鑄件進(jìn)行滲氮處理:
a)將氣缸套裝鑄件框沉入氮化爐中，將爐內(nèi)空氣抽至-0.9MPa后通入氨氣； b)當(dāng)爐內(nèi)氣壓升至正值后打開排氣閥，并調(diào)節(jié)液氨氣流量為l_3m3/min；
c)將氮化爐升溫至480°C并保溫10分鐘，再在1個小時內(nèi)升溫至550°C，并在550°C保溫3-4個小時，氨分解率控制在20-30%，調(diào)節(jié)氨氣流量至2 m3/min以下；然后將爐溫升至560°C保溫30分鐘，氨分解率控制在40-60% ；
d)開啟熱交換系統(tǒng)將氮化爐降溫至150°C后，關(guān)閉氨氣流量閥，打開氮化爐取出氣缸套鑄件自然冷卻至室溫即得氮化層厚度為0.15-0.35mm，氮化層硬度為600-800HV的灰鑄鐵氣缸套。
【主權(quán)項】
1.一種灰鑄鐵氣缸套，其特征在于，氣缸套材料的化學(xué)組成按如下重量百分比計??碳:.3.0-3.6%，硅:2.0-2.8%，磷:0.1-0.4%，0 <硫< 0.12%，錳:0.5-1.0%，銅:0.2-0.5%，0 <鈦< 0.06%，0 <釩< 0.04%，余量為鐵。2.一種權(quán)利要求1所述的灰鑄鐵氣缸套的氣體滲氮生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟: (1)按比例進(jìn)行配料，用中頻無芯感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，控制鐵液出爐溫度為.1480°C -1520°C，出爐前對鐵液進(jìn)行兩次孕育劑處理，第一次處理使用75硅鐵孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的0.5%-0.6%，第二次處理使用硅鍶孕育劑且加入量為鐵液質(zhì)量的.0.12%-0.2%，然后用金屬型濕涂料離心鑄造常規(guī)工藝制備氣缸套鑄件； (2)對氣缸套鑄件進(jìn)行滲氮處理: a)將氣缸套鑄件裝框沉入氮化爐中，將爐內(nèi)空氣抽至-0.9MPa以下后通入氨氣； b)當(dāng)爐內(nèi)氣壓升至正值后打開排氣閥，并調(diào)節(jié)液氨氣流量為l_3m3/min； c)將氮化爐升溫至480°C并保溫10分鐘，再在1個小時內(nèi)升溫至550°C，并在550°C保溫3-4個小時，氨分解率控制在20-30%，調(diào)節(jié)氨氣流量至2 m3/min以下；然后將爐溫升至.560°C保溫30分鐘，氨分解率控制在40-60% ； d)開啟熱交換系統(tǒng)將氮化爐降溫至150°C后，關(guān)閉氨氣流量閥，打開氮化爐取出氣缸套鑄件，自然冷卻至室溫即得氮化層厚度為0.15-0.35mm，氮化層硬度為600-800HV的灰鑄鐵氣缸套。
【專利摘要】一種灰鑄鐵氣缸套及其氣體滲氮生產(chǎn)工藝，屬于氣缸套技術(shù)領(lǐng)域，所述氣缸套材料的化學(xué)組成按如下重量百分比計：碳：3.0-3.6%，硅：2.0-2.8%，磷：0.1-0.4%，0＜硫＜0.12%，錳：0.5-1.0%，銅：0.2-0.5%，0＜鈦＜0.06%，0＜釩＜0.04%，余量為鐵。本發(fā)明的灰鑄鐵氣缸套組織為片狀石墨（A型石墨大于50%）；基體為珠光體（數(shù)量大于95%）+鐵素體+少量彌散分布的碳化物和磷共晶。在缸套上進(jìn)行滲氮處理，獲得氮化層厚度為0.15-0.35mm，氮化層硬度為600-800HV氣缸套。本發(fā)明的滲氮灰鑄鐵氣缸套具有硬度高、抗磨性高、耐磨性能好等優(yōu)點。
【IPC分類】C22C37/10, C22C33/08, C23C8/26, F04B39/12
【公開號】CN105369121
【申請?zhí)枴緾N201510826760
【發(fā)明人】姜玉領(lǐng), 秦小才, 徐超, 郭進(jìn)京
【申請人】中原內(nèi)配集團股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月25日