專利名稱：一種用于船用柴油機鏈輪的鑄鋼材料及鏈輪的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船用柴油機，特別是涉及到船用柴油機上的鏈輪的制作材料和鑄造方法。
背景技術(shù)：
在船用柴油機(也稱為主機)上，鏈輪的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，其直徑近兩米，重 量達到6000kg，因為體型龐大，造成鑄造中難以把握，容易出現(xiàn)鑄造缺陷。上述鑄鋼鏈輪， 用于帶動船用低速柴油機凸輪軸傳動。鏈輪是柴油機極為重要的運動零件，關(guān)系到柴油機 的可靠運行。它將柴油機曲軸的部分能量通過鏈條帶動傳遞給凸輪軸，從而驅(qū)動凸輪運動。 鏈輪工作時需要承受著周期性的交變應(yīng)力、振動大、有酸類介質(zhì)的腐蝕。同時承受著與鏈條 激烈摩擦的惡劣工作條件下，因此選材要恰當、材質(zhì)要求高、機械性能要滿足要求、硬度要 高且均勻，從而保證它工作可靠運行。在現(xiàn)有技術(shù)的鏈輪制作材料中，往往會發(fā)生鑄造完成以后鏈輪齒會存在鑄造缺 陷，實際往往會采用修補的辦法來補救，結(jié)果由于修補的材料和與鏈輪材料存在差異，造成 修補后的部位會產(chǎn)生微觀裂紋，長期使用時會因為疲勞而斷裂。在船舶主機工作過程中如 果鏈輪齒斷裂，就會影響到主機的安全運行?，F(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的鏈輪還存在另外一個不足，就 是硬度分布不均勻，往往會發(fā)生局部磨損嚴重，也會影響到鏈輪的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新型的鑄鋼材料以及鑄 造工藝生產(chǎn)鏈輪。利用本發(fā)明的鑄鋼材料和生產(chǎn)工藝來制作的鏈輪要求鏈輪齒強度大，并 且強度分布均勻。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下
一種用于船用柴油機鏈輪的鑄鋼材料，其特征在于，該鑄鋼材料包括如下成分 化學元素質(zhì)量百分比(％)
C0.18 一 0. 21Mn0.85 ^ 1. 00Si0.35 ^ 0. 55S0.020P0.020Cr0.30Ni0.30Mo0.080V0.10Al0.080Nb0.060Cu( 0. 40
其余為Fe元素和其他不可避免的雜質(zhì)； 上述元素配比中，滿足如下碳當量要求
CEV 彡 0. 39%, CEV 按如下公式計算CEV=C%+ (Mn%)/6+ (Cr%+Mo%+V%)/5+ (Ni%+Cu%) /15 。一種利用上述的鑄鋼材料鑄造船用柴油機鏈輪的方法，其特征在于，該方法包括 如下步驟
①熔煉符合成分配比的金屬溶液，保持出鋼前溫度為1560°C 1600°C；
②出鋼至盛鋼桶內(nèi)，并向盛鋼桶內(nèi)喂鋁絲脫氧，上述的盛鋼桶預(yù)先烘熱至800°C 900°C，烘烤時間大于30分鐘；
③澆注前對盛鋼桶內(nèi)的金屬溶液測溫，將溫度控制在1510°C 1550°C，盛鋼桶的靜 置時間要超過8分鐘；
④向制作完成的船用柴油機鏈輪的型腔內(nèi)澆注金屬溶液，從出鋼到完成澆注時間不 超過18分鐘，鑄模用的型砂必須烘干；
⑤澆注至明冒口的1/3高度時，降低澆注速度，同時向明冒口內(nèi)加發(fā)熱劑；
⑥澆注完成以后，在明冒口上加入保溫劑，自然冷卻至室溫；
⑦清除鑄型表面的型砂和冷鐵，用火焰切割鑄件的澆口和冒口，對鑄件打磨光整，然 后上底漆，然后依照圖紙要求粗加工，單邊留的余量為4mm ；
⑧將鏈輪平放到臺車箱式電阻爐內(nèi)加熱，加熱溫度為900士10°C，均溫后保溫3個小 時出爐；
⑨出爐后用多臺鼓風機對鏈輪強制吹風冷卻，待鏈輪冷卻至300°C以下再進爐進行高 溫回火，高溫回火溫度為580士 10°C，均溫后保溫6小時后出爐空冷至自然溫度，最后檢驗 硬度和機械性能，符合要求后精加工?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明的鑄鋼材料和鑄造方法在鏈輪生產(chǎn)中現(xiàn)有技術(shù)具有如 下技術(shù)優(yōu)點
第一、本發(fā)明的鑄鋼材料化學成分匹配好，尤其控制了其中的碳元素和錳元素含量范 圍，使得材料的表面硬度和機械性能大大提高，并且硬度分布均勻，符合大小鏈輪的制造。第二、本發(fā)明的鑄鋼材料在鏈輪的鑄造過程中，除了控制材料本身的碳元素和錳 元素含量范圍外，正火冷卻采用強制空冷，通過提高冷卻速度，從而提高了材料強度和表面 硬度。


圖1是船用柴油機上鏈輪的正視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是船用柴油機上鏈輪的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面我們結(jié)合具體的實施例來對本發(fā)明的船用柴油機上的鏈輪的制作材料和鏈 輪鑄造方法做進一步詳細闡述，以求更為清楚明了的理解本發(fā)明，但不能以此來限制本發(fā) 明的保護范圍。
本發(fā)明中用于船用柴油機鏈輪的鑄鋼材料包括如下成分組成 化學元素質(zhì)量百分比(％)
權(quán)利要求
1. 一種用于船用柴油機鏈輪的鑄鋼材料，其特征在于，該鑄鋼材料包括如下成分 化學元素質(zhì)量百分比(％)C0.18 一 0. 21Mn0.85 ^ 1. 00Si0.35 ^ 0. 55S0.020P0.020Cr0.30Ni0.30Mo0.080V0.10Al0.080Nb0.060Cu0.40其余為鐵元素和其他不可避免的雜質(zhì)；上述元素配比中，滿足如下碳當量要求CEV 彡 0. 39%, CEV 按如下公式計算CEV=C%+(Mn%)/6+ (Cr%+Mo%+V%) /5+ (Ni%+Cu%) /15 。
2.利用權(quán)利要求1所述的鑄鋼材料鑄造船用柴油機鏈輪的方法，其特征在于，該方法 包括如下步驟①熔煉符合成分配比的金屬溶液，保持出鋼前溫度為1560°C 1600°C；②出鋼至盛鋼桶內(nèi)，并向盛鋼桶內(nèi)喂鋁絲脫氧，上述的盛鋼桶預(yù)先烘熱至800°C 900°C，烘烤時間大于30分鐘；③澆注前對盛鋼桶內(nèi)的金屬溶液測溫，將溫度控制在1510°C 1550°C，盛鋼桶的靜 置時間要超過8分鐘；④向制作完成的船用柴油機鏈輪的型腔內(nèi)澆注金屬熔液，從出鋼到完成澆注時間不 超過18分鐘，鑄模用的型砂必須烘干；⑤澆注至明冒口的1/3高度時，降低澆注速度，同時向明冒口內(nèi)加發(fā)熱劑；⑥澆注完成以后，在明冒口上加入保溫劑，自然冷卻至室溫；⑦清除鑄型表面的型砂和冷鐵，用火焰切割鑄件的澆口和冒口，對鑄件打磨光整，然 后上底漆，然后依照圖紙要求粗加工，單邊留的余量為4mm ；⑧將鏈輪平放到臺車箱式電阻爐內(nèi)加熱，加熱溫度為900士10°C，均溫后保溫3個小 時出爐；⑨出爐后用多臺鼓風機對鏈輪強制吹風冷卻，待鏈輪冷卻至300°C以下再進爐進行高 溫回火，高溫回火溫度為580士 10°C，均溫后保溫6小時后出爐空冷至自然溫度，最后檢驗 硬度和機械性能，符合要求后精加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種用于船用柴油機鏈輪的鑄鋼材料，該鑄鋼材料包括如下成分化學元素質(zhì)量百分比(%) C0.18～0.21Mn0.85～1.00Si0.35～0.55S ≤0.020P≤0.020Cr≤0.30Ni≤0.30Mo≤0.080V≤0.10Al≤0.080Nb≤0.060Cu≤0.40其余為Fe元素和其他不可避免的雜質(zhì)；上述元素配比中，滿足如下碳當量要求CEV≤0.39%,CEV按如下公式計算CEV=C%+(Mn%)/6+(Cr%+Mo%+V%)/5+(Ni%+Cu%)/15。本發(fā)明的制造方法通過合理選擇鏈輪的原材料和非常規(guī)的正火熱處理，達到提高鏈輪機械性能的合格率、解決齒面硬度低且不均勻的技術(shù)問題，以提高船用柴油機運行的可靠性，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號F16H55/30GK102115851SQ201010617170
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者吳慕華, 王雁冰 申請人:滬東重機有限公司