專利名稱：抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，尤其適用于西部的汽車、工程機械發(fā)動機的 工作。
背景技術(shù)：
目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對汽車和工程機械發(fā)動機的要求越來越高，氣缸套作為發(fā) 動機的心臟，對材質(zhì)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的高磷鑄鐵、硼鑄鐵、合金鑄鐵等越來越不能 滿足大功率、高性能發(fā)動機使用要求，如康明斯發(fā)動機是我國東風(fēng)集團與美國康明斯公司合 資從美國康明斯公司引進的具有世界先進水平的中、重型發(fā)動機，具有設(shè)計先進，動力性大，
耗油少，效率高，噪音低，達(dá)到歐m排放標(biāo)準(zhǔn)等特點，它對c列發(fā)動機缸套的材質(zhì)要求就是 鑄態(tài)貝氏體合金灰鑄鐵，更適用西部地區(qū)風(fēng)沙大的惡劣環(huán)境。而鑄態(tài)貝氏體合金灰鑄鐵在我 國齒無廠家研制生產(chǎn)。為了能給康明斯c系列發(fā)動機te套，能使氣缸套的材質(zhì)再上一個新的 臺階從而大幅度的提高國產(chǎn)發(fā)動機的壽命，抓住先進，占領(lǐng)市場，我公司投入大量的人力鐫 力，對鑄態(tài)貝氏體合金灰鑄鐵氣缸套進行了研制開發(fā)。由于氣缸套采用了鑄態(tài)貝氏體材質(zhì)在 國內(nèi)內(nèi)燃機行業(yè)尚屬空白。目前，該種材質(zhì)只有通過等溫淬火才能得到，而在鑄態(tài)下難度根
大。為開發(fā)新產(chǎn)品，我公司成立了鑄造技術(shù)攻關(guān)小組，以技術(shù)中心250Kg爐為實驗融化手段， 以PLC程控離心澆注機作為澆注手段，自制冷卻控制設(shè)備，以德國直讀光譜快速分析伩為爐 前分析手段，以大型金相顯微鏡進行金相檢驗。采用WE-30萬能材料試驗機進行機械性能分 析。經(jīng)過一年多時間的刻苦鉆研，在無數(shù)次的失敗中總結(jié)經(jīng)驗，終于試制出了金相、機械性 能都滿足要求的鑄態(tài)貝氏體缸套，并投入了批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，按以下步驟加工-
(1) 、選用18#生鐵65-75%和優(yōu)質(zhì)廢鋼20-3機對鐵水熔煉，化學(xué)成分控制在C 2. 6 3-3%,Si 1.7 2. 5%,S《0. 1%，P《0. 15%或02.8 3-3 4, Sil.7 2.5%, S《0. 1%， P《0. 15%。
(2) 、加入合金元素，控制其成份為，Mn《0. 8%，M0. 8 1. 5%， Mo 0. 6 1. 0%或NiO. 3 (L5 4， Mo0.6 1.0%， Cu+Ni》1.0%。
(3) 、冷卻將離心澆鑄出模的高溫毛坯放在冷卻器上，空冷或風(fēng)冷3 6分鐘使毛坯溫 度降至4(W 50(TC，將經(jīng)過空冷或風(fēng)冷的毛坯放入緩冷箱中，使其緩慢冷卻。
(4) 、將半成品缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為5001C士201C時，保溫1.5 3小時， 然后以40 120TVh冷卻。
抗風(fēng)沙氣缸套的先進性L抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法氣缸套的開發(fā)成功，填補了一項國內(nèi)空白，為西部地區(qū)汽車和工 程機械發(fā)動機工作的耐磨性作出了貢獻(xiàn)，降低了生產(chǎn)成本。
2. 該種材質(zhì)可用于國內(nèi)其他發(fā)動機，可以使國產(chǎn)發(fā)動機實現(xiàn)大功率，低油耗，低排放(達(dá)歐lll 排放標(biāo)準(zhǔn))，長壽命。缸套的壽命與原有材質(zhì)相比較提高了3 5倍，即達(dá)到50 70萬公里， 社會效率非?？捎^。
3. 國內(nèi)尚無采用此種工藝生產(chǎn)氣缸套，與英國She印bridge公司生產(chǎn)的氣缸套相比，材料的 金相、機械性能經(jīng)東風(fēng)汽車公司工藝研究所檢測均不低于英國Sheep bridge公司的缸套材料 機械性能。


附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
一、 工藝過程
1. 配料，化學(xué)成分控制在C2. 6 3. 3% ， Sil. 7 2. 5% ， S《0.1% ， P《0. 15% ， Mn《t). 8
% ， 8 1. 5% ， MoO. 6 1. 0% (強度高于380Mpa的高強度灰鑄鐵貝氏體)或C2. 8 3. 3% ， Sil.7 2. 5%， S《0. 1%， P《0. 15%, 0. 5《Mn《0.9%， NiO. 3 0. 5%, MoO. 6 L 0%, Cu+M 》1. 0% (強度高于350Mpa的灰鑄鐵貝氏體)
2. 出火孕育在出鐵水的過程中用硅鋇孕育荊孕育，孕育量為0.4 0.9%。 3，將適量的鐵水倒入離心澆鑄機鑄型中。經(jīng)過10 30秒，使缸套冷卻，等毛坯溫度降至
85(rc以下將毛坯推出鑄模。
4. 冷卻將毛坯放在冷卻器上，空冷或風(fēng)冷3 6分鐘使毛坯溫度降至400 500t:低合 金必須風(fēng)冷，將經(jīng)過空冷或風(fēng)冷的毛坯進行.粗加工，得到半成品。
5. 將半成品缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為500士201C(Mo 、 Ni、 Cu高取上R，低 取下覯)，保溫1. 5 3小時，然后以40 12(TC/h冷卻。
經(jīng)過機械加工、檢驗到完全合格的成品魟套。
二、 鑄態(tài)貝氏體合金灰鑄鐵氣缸套主要技術(shù)指標(biāo)
1、 金相組織石墨以A型和E型為主，B型石墨不大于25X, 0型石墨不大于10%。石 墨長度為加 160微米，4級合格(美國ASTM標(biāo)準(zhǔn))。
2、 機械性能(l)硬度270 330HBS (2)強度抗拉強度》379Mpa(或抗拉強度》 350Mpa)
彎曲疲勞強度》152Mpa 彈性模量140000 180000Mpa
3、 化學(xué)成分的選擇(1) C、 Si含量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響
由于缸套在離心澆注的狀態(tài)下冷卻較快，過冷傾向大，C含量低，極易出現(xiàn)D、 E型石墨，
，偏高，而C含量高，又出現(xiàn)石墨數(shù)量過多，基本被割裂嚴(yán)重，強度硬度偏低。故控制含
炭量也是生產(chǎn)的關(guān)鍵，按照我公司生產(chǎn)的情況，調(diào)整C控制在最佳范圍(2.6-3.3)。
大家都知道，硅是強烈促進石墨化元素，它能使Fe《合金的共晶體左移，共晶溫度升高，有 利于C原子在金屬液中的擴散、聚集，使石墨長大，從而使石墨片粗大，因此在能保證金相 要求的前提下應(yīng)盡量低，這有利于增強孕育效果，提高鑄鐵的抗拉強度。根據(jù)我公司生產(chǎn)經(jīng) 驗，合適選擇控制范圍(1.8-2.5)，既能保證金相，又能保證缸套的綜合機械性能。
(2) Mn和Cr對缸套的影響
蘭n是弱炭化物形成元素，Cr是強炭化物形成元素，他鍆在一定范圍內(nèi)促進C曲線右移， 提高強度和硬度，但隨之提高，缸套硬度增加，脆性增大，強韌性降低，惡化機加工性能， 故Mtu Cr控制要適當(dāng)Mn: 0.3-0.9， Cr: 0.卜O. 3。
(3) Cu的作用
Cu在共晶階段可促進鑄鐵石墨化，在缸套冷卻過程中促進C線右移，提高強度和疲勞強 度的作用的作用，故可適當(dāng)增加，但相對來說Cu價格較貴，必須嚴(yán)格控制(0.3-1.0)。 《4)S和P的控制
我們認(rèn)為S不但回降低鑄鐵的強度，而且會降低鐵液的流動性，易產(chǎn)生夾渣，氣孔等鑄鐵 缺陷故S〈().10較適宜，P雖然會產(chǎn)生磷共晶，降低基體強度，但它可以增強鐵液的流動性， 減少鑄造缺陷，因此，在保證磷共晶數(shù)量和形態(tài)的情況下，必須嚴(yán)格控制含量，P以不超過 0.15 4為宜。
(5) Mo和Ni的控制
Mo和Ni是強烈促進貝氏體形成的元素，適當(dāng)提高Mo、 Ni的含量，更有利于在鑄態(tài)下得 到貝氏體。其價格昂貴，控制在中、下限。 三、工藝裝備-
1. 熔化電爐
2. 快速光普分析儀
3. PLC程控澆注機
4. 冷卻控制設(shè)備
5. 臺車爐或電阻爐
6. 金相顯微鏡
7. 30 t萬能材料試驗機
8. 布氏硬度計
9. 彎曲疲勞試驗機。
權(quán)利要求
1.一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，尤其適用于西部的汽車、工程機械發(fā)動機的工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，其特征在于選用l柳生鐵 65-75%和優(yōu)質(zhì)廢鋼20-30%對鐵水熔煉，化學(xué)成分控制在C 2.6 3.3%,Si 1.7~2.5%,S《 0.1%,P《0.15M或C2.8 3. 3%, Sil.7 2. 5%, S《0.務(wù),P《0.15%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，其特征在于加入合金元素， 控制其成份為，Mn《0.8%， Ni0.8 1.5%， Mo 0.6 1.0%或Ni0.3 0.5%, Mo 0.6 1.0 %， Cu+Ni》1.0%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，其特征在于冷卻將離心澆 鑄出模的高溫毛坯放在冷卻器上，空冷或風(fēng)冷3 6分鐘使毛坯溫度降至400 50(TC，將經(jīng) 過空冷或風(fēng)冷的毛坯放入緩冷箱中，使其緩慢冷卻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，其特征在于將半成品缸套在 熱處理爐中回火，回火溫度為50(TC土2(TC時，保溫1.5 3小時，然后以40 120°C/h冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗風(fēng)沙氣缸套的加工方法，選用18#生鐵65-75％和優(yōu)質(zhì)廢鋼20-30％對鐵水熔煉，化學(xué)成分控制在C 2.6～3.3％，Si 1.7～2.5％，S≤0.1％，P≤0.15％或C2.8～3.3％，Si1.7～2.5％，S≤0.1％，P≤0.15％；加入合金元素，控制其成份為，Mn≤0.8％，Ni0.8～1.5％，Mo 0.6～1.0％或Ni0.3～0.5％，Mo 0.6～1.0％，Cu+Ni≥1.0％；冷卻將離心澆鑄出模的高溫毛坯放在冷卻器上，空冷或風(fēng)冷3～6分鐘使毛坯溫度降至400～500℃，將經(jīng)過空冷或風(fēng)冷的毛坯放入緩冷箱中，使其緩慢冷卻；將半成品缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為500℃±20℃時，保溫1.5～3小時，然后以40～120℃/h冷卻。
文檔編號B22D13/00GK101592097SQ20081012367
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者韋星野 申請人:韋星野