一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄鐵材料，具體涉及一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是由缸體和缸蓋兩大部分組成，通過(guò)螺栓相互連接起來(lái)，其中缸體是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)乃至汽車(chē)中最重要的零件之一，是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件和骨架，同時(shí)又是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總裝配時(shí)的基礎(chǔ)零件。缸體的作用是支承和保證活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)部件工作時(shí)的準(zhǔn)確位置;保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣、冷卻和潤(rùn)滑;提供各種輔助系統(tǒng)、部件及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的加工質(zhì)量直接影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到汽車(chē)整體的質(zhì)量，因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的性能長(zhǎng)期以來(lái)一直受到國(guó)內(nèi)外汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的重視。鑄鐵材料由于具有很好的強(qiáng)韌性、耐熱性、鑄造性能和阻尼減震性能，一直是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的理想材料。
[0003]但隨著現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度的不斷提高，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體承受的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷不斷提高，不但要求缸體材料具有很好的強(qiáng)韌性、耐熱性和抗疲勞性，還要求具有較優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，以緩解由于局部過(guò)熱引起的熱應(yīng)力。而目前我國(guó)生產(chǎn)的蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的導(dǎo)熱性能已無(wú)法滿(mǎn)足不了使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料，其質(zhì)量百分比成分為:C 3.3-3.7、Si 2.4-2.8、Μη 0.5-0.7、Cu 0.4_0.6、Cr 0.3_0.5、Μο 0.2_0.35、Sn 0.卜0.3、Ag 0.2-0.4、Sb0.05-0.15、Sm 0.04_0.07、Ηο 0.03-0.04^Yb 0.02_0.03、Ρ 0.04-0.05、S 0.02-0.03、余量為Fe。
[0006]—種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照上述設(shè)計(jì)的基本化學(xué)成分稱(chēng)取生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、電解銅等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1520_1550°C;待爐料全部熔化后檢測(cè)鐵液化學(xué)成分，成分檢測(cè)合格后于1485-1505°C出爐；
(2 )鐵液出爐前，應(yīng)將澆注處理包烘烤，烘烤溫度為340-420°C，再將稀土鋅鎂硅鐵蠕化劑、稀土硅鋇鈣孕育劑的2/3和鐵肩依次置于包底搗實(shí)，然后采用沖入法將鐵液倒入澆注處理包內(nèi)進(jìn)行蠕化處理和孕育處理:先將爐內(nèi)鐵液的2/3倒入澆注處理包，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝髮⑹Ｓ嗟蔫F液倒入澆注處理包，同時(shí)將剩余的1/3稀土硅鋇鈣孕育劑隨流加入，然后加入草木灰于鐵液表面;蠕化孕育完成后靜置3-5min，然后取樣分析，檢測(cè)合格后進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1420-1450°C; (3)對(duì)澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至490-520°C，保溫3-4h，空冷至200-250°C，保溫l-2h;然后加熱至640-690°C，保溫4-5h，風(fēng)冷至380-440°C，保溫2-3h，再水冷至190-230°C，保溫l_2h;最后加熱至360-390°C，保溫2-3h，再加熱至580-620°C，保溫3-5h，再加熱至870-910。。，保溫4-6h，霧冷至450-500°C，保溫 2_4h，再油冷至330_370°C，保溫 1.5-2.5h，再空冷至常溫。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用Sn、Ag，、Sb、Sm、Ho、Yb等多元合金的復(fù)合加入，可細(xì)化石墨，增加珠光體含量，并細(xì)化珠光體層片間距，使其分布更加均勻，從而提高蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能，同時(shí)經(jīng)過(guò)合理科學(xué)的蠕化處理后，可顯著提高蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明制得的蠕墨鑄鐵強(qiáng)度高，韌性好，導(dǎo)熱系數(shù)高，耐熱性好，耐疲勞，經(jīng)久耐用。
[0008]具體實(shí)施例方式實(shí)施例
一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料，其質(zhì)量百分比成分為:C 3.3-3.7、Si 2.4-2.8、Μη 0.5-0.7、Cu 0.4_0.6、Cr 0.3_0.5、Μο 0.2_0.35、Sn 0.卜0.3、Ag 0.2-0.4、Sb
0.05-0.15、Sm 0.04_0.07、Ηο 0.03-0.04^Yb 0.02_0.03、Ρ 0.04-0.05、S 0.02-0.03、余量為Fe。
[0009]一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照上述設(shè)計(jì)的基本化學(xué)成分稱(chēng)取生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、電解銅等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1530°c ；待爐料全部熔化后檢測(cè)鐵液化學(xué)成分，成分檢測(cè)合格后于1495°C出爐；
(2)鐵液出爐前，應(yīng)將澆注處理包烘烤，烘烤溫度為380°C，再將稀土鋅鎂硅鐵蠕化劑、稀土硅鋇鈣孕育劑的2/3和鐵肩依次置于包底搗實(shí)，然后采用沖入法將鐵液倒入澆注處理包內(nèi)進(jìn)行蠕化處理和孕育處理:先將爐內(nèi)鐵液的2/3倒入澆注處理包，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝髮⑹Ｓ嗟蔫F液倒入澆注處理包，同時(shí)將剩余的1/3稀土硅鋇鈣孕育劑隨流加入，然后加入草木灰于鐵液表面;蠕化孕育完成后靜置4min，然后取樣分析，檢測(cè)合格后進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在 1440°C;
(3)對(duì)澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至515°C，保溫4h，空冷至220°C，保溫lh;然后加熱至660°C，保溫4h，風(fēng)冷至420°C，保溫3h，再水冷至210°C，保溫1.5h;最后加熱至360°C，保溫2h，再加熱至590°C，保溫4h，再加熱至880°C，保溫4h，霧冷至470°C，保溫3h，再油冷至350°C，保溫2h，再空冷至常溫。
[0010]經(jīng)檢驗(yàn)，成品化學(xué)成分為:C3.58%、Si 2.67%、Μη 0.64%、Cu 0.55%、Cr 0.42%、Μο0.31%、Sn 0.24%、Ag 0.38%、Sb 0.099%、Sm 0.068%、Ho 0.035%、Yb 0.027%、P 0.046%、S0.024%、余量為Fe。其力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度367Mpa，屈服強(qiáng)度304Mpa，硬度208HBS，伸長(zhǎng)率3.8%，導(dǎo)熱系數(shù)為52.7￥.m^K^o
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料，其特征在于，其質(zhì)量百分比成分為:c3.3-3.7、Si 2.4-2.8、Μη 0.5_0.7、Cu 0.4_0.6、Cr 0.3_0.5、Μο 0.2_0.35、Sn 0.卜0.3、Ag0.2-0.4、Sb 0.05-0.15、Sm 0.04_0.07、Ηο 0.03_0.04、Yb 0.02_0.03、Ρ 0.04_0.05、S0.02-0.03、余量為 Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按照上述設(shè)計(jì)的基本化學(xué)成分稱(chēng)取生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、電解銅等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1520-1550°C;待爐料全部熔化后檢測(cè)鐵液化學(xué)成分，成分檢測(cè)合格后于1485-1505°C出爐； (2 )鐵液出爐前，應(yīng)將澆注處理包烘烤，烘烤溫度為340-420°C，再將稀土鋅鎂硅鐵蠕化劑、稀土硅鋇鈣孕育劑的2/3和鐵肩依次置于包底搗實(shí)，然后采用沖入法將鐵液倒入澆注處理包內(nèi)進(jìn)行蠕化處理和孕育處理:先將爐內(nèi)鐵液的2/3倒入澆注處理包，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝髮⑹Ｓ嗟蔫F液倒入澆注處理包，同時(shí)將剩余的1/3稀土硅鋇鈣孕育劑隨流加入，然后加入草木灰于鐵液表面;蠕化孕育完成后靜置3-5min，然后取樣分析，檢測(cè)合格后進(jìn)行澆注，澆注溫度控制在1420-1450°C; (3)對(duì)澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至490-520°C，保溫3-4h，空冷至200-250°C，保溫l-2h;然后加熱至640-690°C，保溫4-5h，風(fēng)冷至380-440°C，保溫2-3h，再水冷至190-230°C，保溫l_2h;最后加熱至360-390°C，保溫2-3h，再加熱至580-620°C，保溫3-5h，再加熱至870-910。。，保溫4-6h，霧冷至450-500°C，保溫 2_4h，再油冷至330_370°C，保溫 1.5-2.5h，再空冷至常溫。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高導(dǎo)熱蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法，該蠕墨鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的質(zhì)量百分比成分為：C？3.3-3.7、Si？2.4-2.8、Mn？0.5-0.7、Cu？0.4-0.6、Cr？0.3-0.5、Mo？0.2-0.35、Sn？0.1-0.3、Ag？0.2-0.4、Sb？0.05-0.15、Sm？0.04-0.07、Ho？0.03-0.04、Yb？0.02-0.03、P？0.04-0.05、S？0.02-0.03、余量為Fe。本發(fā)明制得的蠕墨鑄鐵強(qiáng)度高，韌性好，導(dǎo)熱系數(shù)高，耐熱性好，耐疲勞，經(jīng)久耐用。
【IPC分類(lèi)】F02F1/00, C21C1/08, C21D5/00, C22C37/10, C22C33/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105483515
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510891801
【發(fā)明人】周道虎
【申請(qǐng)人】繁昌縣恒鑫汽車(chē)零部件有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日