一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氣缸套技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套 及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前小孔徑氣缸套材質(zhì)多為普通灰鑄鐵或合金鑄鐵，該類氣缸套主要依靠降低碳 當(dāng)量和合金強(qiáng)化來滿足強(qiáng)度及耐磨性的要求且其鑄造工藝復(fù)雜、廢品率較高。因此，普通灰 鑄鐵或合金鑄鐵已不能滿足節(jié)能、環(huán)保氣缸套的生產(chǎn)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于提供一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套及其生產(chǎn)工藝，該 氣缸套具有較高的延伸率、抗拉強(qiáng)度及良好的耐磨性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套，以重量百分比計(jì)，氣缸套化學(xué)組成為：碳 2. 7 ~3. 2%、硅 1. 8 ~2. 2%、0 <磷< 0· 1%、0· 03 <硫< 0· 06%、錳 0· 3 ~0· 8%、硼 0· 005 ~ 0· 01%、銅 L 5 ~L 7%、鉍 0· 06 ~0· 08%、鈰 0· 06 ~0· 08%、鋁 0· 002 ~0· 004%，余量為鐵。
[0005] 上述離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟： (1) 采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，按比例稱取除了鉍、鋪和鋁以外的原料和熔煉原料總質(zhì)量 0. 5~3%的碳化硅，熔煉溫度為1470~1520°C;出鐵液時(shí)采用順流孕育方式加入占鐵液重 量0. 3~0. 5%、由碳化硅和鈰、鉍組成的混合物； (2) 澆注：采用水冷金屬型濕涂料離心鑄造工藝生產(chǎn)氣缸套鑄件，澆鑄溫度1430~ 1460°C，澆注機(jī)轉(zhuǎn)速1300~1600r/min，模具預(yù)熱溫度200°C~230°C，向濕涂料中加入鋁 粉(原料中的鋁以鋁粉的形式加入，鋁粉所起的作用為：高溫的鐵液進(jìn)入模具中時(shí)，會(huì)和濕 涂料及鋁粉接觸，少量鋁粉熔化后進(jìn)入鐵液可以促進(jìn)石墨形核；所使用的鋁粉為河南省遠(yuǎn) 洋鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)FLQG2#，平均粒徑15~20微米，純度大于99. 5%)，使鋁粉占濕 涂料和鋁粉總質(zhì)量的0. 5%，涂料厚度1~2mm，鑄件重3 ±0. 2Kg，鑄件壁厚6 ± 1mm，鑄件內(nèi) 孔35±1_，控制鑄件出模溫度850°C~950°C ; (3) 出模后將缸套鑄件迅速轉(zhuǎn)入900°C的真空爐中（型號(hào)為ZC2-65)保溫1~2小時(shí)， 然后隨爐冷卻降溫至750°C后再將缸套鑄件出爐空冷即得。
[0006] 步驟（1)中第一次加入的碳化硅粒度為l~2mm ;第二次加入的碳化硅粒度為 0· 5~Imm0
[0007] 和現(xiàn)有普通可鍛鑄鐵氣缸套相比，本發(fā)明的有益效果是： 通過將水冷金屬型離心鑄造形成的高溫鑄件進(jìn)行保溫處理，從而形成金相為團(tuán)狀石墨 +95%以上珠光體+少量鐵素體的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套，該氣缸套抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa以 上，硬度大于230HB，延伸率大于2. 0%，相對(duì)于傳統(tǒng)可鍛鑄鐵材質(zhì)氣缸套，本發(fā)明氣缸套具 有生產(chǎn)周期短、成本低、延伸率及抗拉強(qiáng)度高、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明所述鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套成品磨損面石墨放大100倍的照片，從圖 1中可以看到該氣缸套成品磨損面石墨類型基本為團(tuán)狀； 圖2為本發(fā)明所述鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套成品磨損面基體組織放大100倍的金相照片； 圖3為本發(fā)明所述鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套成品磨損面基體組織放大500倍的金相照片； 從圖2、圖3中可以看出該氣缸套成品磨損面基體組織由95%以上珠光體+少量鐵素體組 成。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 以下通過優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限 于此。
[0010] 實(shí)施例1 一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套，以重量百分比計(jì)，其材料化學(xué)組成為：
上述離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套的生產(chǎn)方法，包括如下步驟： 1) 配料及熔煉：采用500kg中頻感應(yīng)電爐熔煉，按比例稱取除了 Ce、Bi和Al以外的原 料和熔煉原料總質(zhì)量〇. 5%的碳化硅(碳含量40%~45%，硅含量55%~60%，粒度1~2mm) 配制原料，然后在500kg中頻感應(yīng)電爐中熔煉成鐵液，熔煉溫度為1470°C ;出鐵液時(shí)采用 順流孕育方式加入占鐵液重量0. 3%、由碳化硅、Ce和Bi組成的混合物(碳化硅粒度0. 5~ 1mm)； 2) 澆鑄：采用水冷金屬型濕涂料離心鑄造工藝生產(chǎn)氣缸套鑄件，澆鑄溫度1430°C，澆 注機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min，模具預(yù)熱溫度200°C，向濕涂料中加入鋁粉(原料中的鋁以鋁粉的形 式加入，鋁粉所起的作用為：高溫的鐵液進(jìn)入模具中時(shí)，會(huì)和濕涂料及鋁粉接觸，少量鋁粉 熔化后進(jìn)入鐵液可以促進(jìn)石墨形核；所使用的鋁粉為河南省遠(yuǎn)洋鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)，型號(hào) FLQG2#，平均粒徑15~20微米，純度大于99. 5%)，使鋁粉占濕涂料和鋁粉總質(zhì)量的0. 5%， 涂料厚度1~2mm，鑄件重3 ± 0· 2Kg，鑄件壁厚6 ± 1mm，鑄件內(nèi)孔35mm，控制鑄件出模溫度 850 0C ； 3) 出模后將缸套鑄件迅速轉(zhuǎn)入900°C的真空爐（型號(hào)為ZC2-65)中保溫1小時(shí)，然后隨 爐冷卻降溫至750°C后再將缸套鑄件出爐空冷即得。
[0011] 該氣缸套成品金相為團(tuán)絮狀石墨+95%以上珠光體+少量鐵素體，抗拉強(qiáng)度達(dá)到 550MPa，硬度達(dá)到260HB，延伸率為2. 2%。
[0012] 實(shí)施例2 一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套，以重量百分比計(jì)，其材料化學(xué)組成為：
上述離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟： 1) 配料及熔煉：采用500kg中頻感應(yīng)電爐熔煉，按比例稱取除了 Ce、Bi和Al以外的原 料和熔煉原料總質(zhì)量3%的碳化硅(碳含量40%~45%，硅含量55%~60%，粒度1~2mm)配 制原料，然后在500kg中頻感應(yīng)電爐中熔煉成鐵液，熔煉溫度為1520°C ;出鐵水時(shí)采用順流 孕育方式加入占鐵液重量〇. 5%、由碳化硅、Ce和Bi組成的混合物(碳化硅粒度0. 5~Imm); 2) 澆鑄：采用水冷金屬型濕涂料離心鑄造工藝生產(chǎn)氣缸套鑄件，澆鑄溫度1460°C，澆 注機(jī)轉(zhuǎn)速1600r/min，模具預(yù)熱溫度230°C，向濕涂料中加入鋁粉(原料中的鋁以鋁粉的形 式加入，鋁粉所起的作用為：高溫的鐵液進(jìn)入模具中時(shí)，會(huì)和濕涂料及鋁粉接觸，少量鋁粉 熔化后進(jìn)入鐵液可以促進(jìn)石墨形核；所使用的鋁粉為河南省遠(yuǎn)洋鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)，型號(hào) FLQG2#，平均粒徑15~20微米，純度大于99. 5%)，使鋁粉占濕涂料和鋁粉總質(zhì)量的0. 5%， 涂料厚度1~2mm，鑄件重3 ± 0· 2Kg，鑄件壁厚6 ± 1mm，鑄件內(nèi)孔34臟，控制鑄件出模溫度 950 0C ； 3) 出模后將缸套鑄件迅速轉(zhuǎn)入900°C的真空爐（型號(hào)為ZC2-65)中保溫1. 5小時(shí)，然后 隨爐冷卻降溫至750°C后再將缸套鑄件出爐空冷即得。
[0013] 該氣缸套成品金相為團(tuán)狀石墨+95%以上珠光體+少量鐵素體，抗拉強(qiáng)度達(dá)到 540MPa，硬度達(dá)到280HB，延伸率為2. 1%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套，其特征在于，以重量百分比計(jì)，氣缸套化 學(xué)組成為：碳 2. 7 ~3. 2%、硅 1. 8 ~2. 2%、0 <磷< 0· 1%、0· 03 <硫< 0· 06%、錳 0· 3 ~0· 8%、 硼 0· 005 ~0· 01%、銅 1. 5 ~1. 7%、鉍 0· 06 ~0· 08%、鈰 0· 06 ~0· 08%、鋁 0· 002 ~0· 004%， 余量為鐵。2. 權(quán)利要求1所述的離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套的生產(chǎn)工藝，其特征在于， 包括如下步驟： ⑴采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，按比例稱取除了鉍、鋪和鋁以外的原料、以及占熔煉原料 總質(zhì)量〇. 5~3%的碳化硅，熔煉溫度為1470~1520°C;出鐵液時(shí)采用順流孕育方式加入 占鐵液重量0. 3~0. 5%、由碳化硅和鈰、鉍組成的混合物； (2) 澆注：采用水冷金屬型濕涂料離心鑄造工藝生產(chǎn)氣缸套鑄件，澆鑄溫度1430~ 1460°C，澆注機(jī)轉(zhuǎn)速1300~1600r/min，模具預(yù)熱溫度200°C~230°C，向濕涂料中加入鋁 粉，使鋁粉占濕涂料和鋁粉總質(zhì)量的〇. 5%，涂料厚度1~2mm，鑄件重3±0. 2Kg，鑄件壁厚 6±1_，鑄件內(nèi)孔35±1_，控制鑄件出模溫度850°C~950°C; (3) 出模后將缸套鑄件轉(zhuǎn)入900°C的真空爐中保溫1~2小時(shí)，然后隨爐冷卻降溫至 750 °C后再將缸套鑄件出爐空冷即得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套的生產(chǎn)工藝，其特征在 于，步驟（1)中第一次加入的碳化娃粒度為l~2mm;第二次加入的碳化娃粒度為0· 5~lmm〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種離心鑄造生產(chǎn)的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套及其生產(chǎn)工藝，以重量百分比計(jì)，其材料化學(xué)組成為：碳2.7～3.2%、硅1.8～2.2%、0＜磷＜0.1%、0.03＜硫＜0.06%、錳0.3～0.8%、硼0.005～0.01%、銅1.5～1.7%、鉍0.06～0.08%、稀土0.06～0.08%、鋁0.002～0.004%，余量為Fe。本發(fā)明的氣缸套金相為團(tuán)狀石墨+95%以上珠光體+少量鐵素體的鑄態(tài)可鍛鑄鐵氣缸套，該氣缸套抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa以上，硬度大于230HB，延伸率大于2.0%，具有生產(chǎn)周期短成本低、延伸率及抗拉強(qiáng)度高、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C21D9/00, C22C33/08, C22C37/10, B22D13/04
【公開號(hào)】CN105401063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510831366
【發(fā)明人】張亮亮, 劉棟, 趙廣華, 王勇
【申請(qǐng)人】中原內(nèi)配集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日