專利名稱：一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鑄造生產工藝，具體來說是一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝方法。
背景技術：
本發(fā)明是由于離心鑄造生產的絕大多數缸套其內孔和外圓都必須經過機械加工， 以達到缸套成品尺寸、外觀技術要求，由此產生不下于50%的切屑。經過機械加工后的切屑，其特點是含水、含油、雜質(涂料、內孔切屑的氧、硫化物)比較多，在不能及時回收使用的情況下還迅速被氧化。產生的切屑在回收使用時，在原工藝條件下，缸套內孔經常出現(xiàn)渣縮孔缺陷，缸套小端局部白口等，鑄造廢品率比例有時達到20%以上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝，以在缸套金相、 機械性能完全滿足技術要求的前提下，降低渣縮孔缺陷廢品率以及降低綜合廢品率。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝，包括以下步驟
a)、將缸套毛坯機械加工后的返回料重量0.洲 0.6%的焦渣粉混合入返回料中，與其它原材料加入電爐中熔化，當爐內溫度彡1400°C時加入整個爐料重量3% 5%的石灰，石灰中CaO的重量含量> 75%，石灰覆蓋完鐵液表面，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 10分鐘， 再加入整個爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造一次還原渣，攪拌造渣劑，然后高溫下靜置8 10分鐘，拔除2/3左右的浮渣，再加入爐料重量洲 4%的石灰，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 8分鐘，再加入整個爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造二次還原渣，攪拌造渣劑，然后保持8 10分鐘，調整好化學成分，符合出爐鐵水澆注溫度，即可拔渣出水；
b)、孕育以接近澆注時進行的孕育即瞬時孕育為重點控制，若采用小包孕育，除澆注溫度應滿足1310°C 1450°C外，孕育量為缸套重量的0. 1% 0. 15%，總孕育量為鐵水重量的 0. 8% 1. 1% ；出鐵槽或出水包底孕育劑為硅鋇75硅鐵=2 1，粒度為5mm 20mm ；若 IOOKg行包出水時，孕育劑為硅鋇75硅鐵=1 1，粒度為3mm 5mm，孕育量為0. 3% 0. 6%，每只缸套孕育為75硅鐵，粒度為Imm 2mm ；嚴格控制孕育前的鐵水硅含量，以此控制產品的終硅含量；
c)、出水前，除在包底加入孕育劑外，還要加0.洲 0.5%的清渣除氣劑，其配方為碳酸鈉氟化鈉=2 1 ；出完鐵水后，在鐵水表面加鐵水重量0.3%左右的聚渣劑珍珠巖；將表面浮渣拔凈后，再加珍珠巖覆蓋鐵水表面，保溫和防止鐵水氧化；
d)、離心澆注時由水管對模具外表面進行激冷，水管上出水孔眼的排布滿足缸套均勻由外向內的順序凝固，水管長度和位置保證缸套兩端不大于15mm范圍內必須被冷卻。為防止外硬、雙向凝固和獲得理想的組織和石墨，冷卻參數按照延時時間放水時間放水完缸套在模內空轉時間=15 25 60的原則設計；e)、離心機轉速的設定依據康斯坦丁公式 η= β X 54570/ -/pgrt
式中n 離心機轉速，r/min ;P :金屬液密度，kg/m3 ；g 重力加速度，m/s2 ；r0 筒形鑄件內半徑，m ； β 轉速修正系數，與合金有關，取為1. 4 1. 7 ；
f)、對鐵水硫含量較高的處理A、按a)條所述多次造渣；B、按c)條所述清渣除氣劑增量不超過鐵水重量的1% ；
g)、對微量元素As、Pb的處理當原鐵水As含量0.03% ( As% ( 0. 15%或1 含量 0. 005%彡Pb%彡0. 015%時，在爐內或出水時的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. Ρ/ΓΟ. 15% 的3% 5%RE硅鋇孕育劑消除As、Pb給缸套帶來的危害作用。當As彡0. 15%、Pb彡0. 015% 時沒有出現(xiàn)廢品率偏高或金相、機械性能出現(xiàn)異常的情況。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有利效果是
1、返回料中混合入ο. 2%-0. 6%的焦渣粉隨料入爐熔化。2、造渣工藝爐料重量的3% 5%的石灰(CaO%彡75%)在鐵液表面呈熔融泡狀保持3 10分鐘后加入爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣攪拌后保持8 10分鐘后拔渣，重復該工藝2 3次。3、出水前，在包底加入鐵液重量的0. 2% 0. 5%的清渣除氣劑，其配方為碳酸鈉 氟化鈉=2 1對鐵液進行再次凈化。4、孕育總量較常規(guī)情況下高，達到鐵液重量的0. 8% 1. 1%。5、當原鐵水As含量0. 03%彡As%彡0. 15%或Pb含量0. 005%彡Pb%彡0. 015%時， 在爐內或出水時的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. 19Γ0. 15%的39T5%RE硅鋇孕育劑，可以有效解決缸套的金相和缸套白口化、裂紋等問題。
具體實施例方式本發(fā)明總體思路由于切屑的化學成分已經是達到產品技術要求范圍內了，為了控制碳硅當量和采取適當的孕育劑以獲得良好的金相基體組織和機械性能，必要時采取加入廢鋼的方式控制原鐵水硅含量，鐵水碳的損失可以采用增碳劑的方式進行增補，其它元素的調節(jié)通過鐵合金的方式加以調節(jié)。關鍵是通過造渣方式、造渣溫度、靜置時間、除渣氣方法等對含雜質和氧化較重的鐵水凈化。形象的說，就是如何將返回料如何還原為符合要求的生鐵，從而有效利用廢料，達到控制產品質量，節(jié)約成本的目的。a)、將缸套毛坯機械加工后的返回料重量0.洲 0. 6%的焦渣粉混合入返回料中， 與其它原材料加入電爐中熔化，當爐內溫度> 1400°C時加入整個爐料重量3% 5%的石灰， 石灰中CaO的重量含量> 75%，石灰覆蓋完鐵液表面，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 10分鐘，再加入整個爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造一次還原渣，攪拌造渣劑，然后高溫下靜置 8 10分鐘，拔除2/3左右的浮渣，再加入爐料重量m 4%的石灰，待石灰呈熔融泡狀后， 保持3 8分鐘，再加入整個爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造二次還原渣，攪拌造渣劑，然后保持8 10分鐘，調整好化學成分，符合出爐鐵水澆注溫度，即可拔渣出水；
b)、孕育以接近澆注時進行的孕育即瞬時孕育為重點控制，若采用小包孕育，除澆注溫度應滿足1310°C 1450°C外，孕育量為缸套重量的0. 1% 0. 15%，總孕育量為鐵水重量的 0. 8% 1. 1% ；出鐵槽或出水包底孕育劑為硅鋇75硅鐵=2 1，粒度為5mm 20mm ；若IOOKg行包出水時，孕育劑為硅鋇75硅鐵=1 1，粒度為3mm 5mm，孕育量為0. 3% 0. 6%，每只缸套孕育為75硅鐵，粒度為Imm 2mm ；嚴格控制孕育前的鐵水硅含量，以此控制產品的終硅含量；
c)、出水前，除在包底加入孕育劑外，還要加0.2% 0. 5%的清渣除氣劑，其配方為 碳酸鈉氟化鈉=2 1 ；出完鐵水后，在鐵水表面加鐵水重量0.3%左右(如，0.3%和 0. 3士0. 05%)的聚渣劑珍珠巖；將表面浮渣拔凈后，再加珍珠巖覆蓋鐵水表面，保溫和防止鐵水氧化；
d)、離心澆注時由水管對模具外表面進行激冷，水管上出水孔眼的排布滿足缸套均勻由外向內的順序凝固，水管長度和位置保證缸套兩端不大于15mm范圍內必須被冷卻。為防止外硬、雙向凝固和獲得理想的組織和石墨，冷卻參數按照延時時間放水時間放水完缸套在模內空轉時間=15 25 60的原則設計；
e)、離心機轉速的設定依據康斯坦丁公式
η= β X 54570/ ^/pgrO 式中
η 離心機轉速，r/min ； P 金屬液密度，kg/m3 ； g 重力加速度，m/s2 ； rO:筒形鑄件內半徑，m;
β 轉速修正系數，與合金有關，取為1. 4 1. 7 ；
f)、對鐵水硫含量較高的處理A、按a)條所述多次造渣；B、按c)條所述清渣除氣劑增量不超過鐵水重量的1% ；
g)、對微量元素As、Pb的處理當原鐵水As含量0.03% ( As% ( 0. 15%或1 含量 0. 005%彡Pb%彡0. 015%時，在爐內或出水時的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. Ρ/ΓΟ. 15% 的39T5%RE硅鋇孕育劑(3%— 5% RE硅鋇孕育劑中，稀土 RE的含量為3%— 5%)消除As、Pb 給缸套帶來的危害作用。當As < 0. 15%,Pb ( 0. 015%時沒有出現(xiàn)廢品率偏高或金相、機械性能出現(xiàn)異常的情況。通過上述措施的實施，在缸套金相、機械性能完全滿足技術要求的前提下，可以將渣縮孔缺陷廢品率穩(wěn)定控制在m以下，綜合廢品率穩(wěn)定控制在5%以下。文中加入孕育劑的比例均以鐵水重量計。文中百分比均為重量百分比。
權利要求
1.一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝，其特征是，包括以下步驟a)、將缸套毛坯機械加工后的返回料重量0.洲 0.6%的焦渣粉混合入返回料中，與其它原材料加入電爐中熔化，當爐內溫度彡1400°C時加入整個爐料重量3% 5%的石灰，石灰中CaO的重量含量> 75%，石灰覆蓋完鐵液表面，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 10分鐘， 再加入整個爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造一次還原渣，攪拌造渣劑，然后高溫下靜置8 10分鐘，拔除2/3左右的浮渣，再加入爐料重量1 4%的石灰，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 8分鐘，再加入整個爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造二次還原渣，攪拌造渣劑，然后保持8 10分鐘，調整好化學成分，符合出爐鐵水澆注溫度，即可拔渣出水；b)、孕育以接近澆注時進行的孕育即瞬時孕育為重點控制，若采用小包孕育，除澆注溫度應滿足1310°C 1450°C外，孕育量為缸套重量的0. 1% 0. 15%，總孕育量為鐵水重量的 0.8% 1. 1%;出鐵槽或出水包底孕育劑為硅鋇75硅鐵=2 1，粒度為5mm 20mm ；若 IOOKg行包出水時，孕育劑為硅鋇75硅鐵=1 1，粒度為3mm 5mm，孕育量為0. 3% 0. 6%，每只缸套孕育為75硅鐵，粒度為Imm 2mm ；嚴格控制孕育前的鐵水硅含量，以此控制產品的終硅含量；c)、出水前，除在包底加入孕育劑外，還要加0.洲 0.5%的清渣除氣劑，其配方為碳酸鈉氟化鈉=2 1 ；出完鐵水后，在鐵水表面加鐵水重量0.3%左右的聚渣劑珍珠巖；將表面浮渣拔凈后，再加珍珠巖覆蓋鐵水表面，保溫和防止鐵水氧化；d)、離心澆注時用水管對模具外表面進行激冷，水管上出水孔眼的排布滿足缸套均勻由外向內的順序凝固，水管長度和位置保證缸套兩端不大于15mm范圍內必須被冷卻；為防止外硬、雙向凝固和獲得理想的組織和石墨，冷卻參數按照延時時間放水時間放水完缸套在模內空轉時間=15 25 60的原則設計。
2.根據權利要求1所述的解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝，其特征是，還具有以下步驟e)、對鐵水硫含量較高的處理按a)多次造渣和/或c)中所述清渣除氣劑增量不超過鐵水重量的1% ；f)、對微量元素As、Pb的處理當原鐵水As含量0.03% ( As% ( 0. 15%或1 含量 0. 005% ^ Pb% ^ 0. 015%時，在爐內或出水時的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. 1% 0. 15% 的3% 5%RE硅鋇孕育劑消除As、Pb給缸套帶來的危害作用。
全文摘要
一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產工藝，通過控制碳硅當量和采取適當的孕育劑以獲得良好的金相基體組織和機械性能，采取加入廢鋼的方式控制原鐵水硅含量，鐵水碳的損失可以采用增碳劑的方式進行增補，其它元素的含量通過鐵合金的方式加以調節(jié)。工藝上主要通過造渣方式、造渣溫度、靜置時間、除渣氣方法等對含雜質和氧化較重的鐵水進行凈化處理。本發(fā)明能有效利用廢料，降低廢品率，達到控制產品質量，節(jié)約成本的目的。
文檔編號B22D13/02GK102212738SQ20111013835
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者徐昌友, 楊慶年, 胡學軍, 蒲小濤, 袁仕田 申請人:成都銀河動力有限公司