专利名称：一种灰口铁缸体的精密铸造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造技术，特别是涉及一种灰口铁缸体的精密铸造工艺。
背景技术：
灰口铁，由于其价格低廉、易切削加工等特点被广泛应用于机械铸造行业。然而也由于层状碳素体和铁素体的组织特性决定了其一般只能用于机械性能较低的铸件，即便要用于铸造机械性能较高工件其加工尺寸也需比铸钢件来得笨重，产品档次不能有效提高。如何把传统的灰口铁铸造技术用于深层次产品(如深孔、薄壁类缸体)的开发，是铸造业共同关注的目标。
灰口铁的熔融、凝固过程，也是层状碳素体和铁素体组织和添加混合物间重新排列的过程。根据分子结晶学理论当物体由液态向固态转变时，是以结晶核为中心向四周扩散凝聚的，由于缸体的不同形态尺寸，所受到的重力、散热环境温度也不经相同，其解析组织会发生不同的偏析，层状碳素体和铁素体形成分布不均的块状，枝状解析体，从而造成铸件的机械性能大幅度下降，如能在等速、均衡的降温条件下，对结晶核进行定向排列和梳理，并对晶体组织施加拉力，便会使晶体受到二对应的剪应力，晶体间会产生定向滑移，最终形成定向结晶的结构性组织。那么，传统的灰口铁铸造技术将会得到更广泛的应用。
控制散热环境温度；控制解析体的成形，提高晶体的解析率，是提高铸件机械性能的根本所在。
发明内容
本发明的目的是基于上述问题和理论，提出如下技术实现方案应用先进的电磁铸造原理，以磁性稀土元素作为孕育结晶核，控制结晶核的排列形态，并施以交变电磁力使之与重力作用于晶体，同时均速控制降温梯度，使铸件具有相同排列的线性结晶组织结构形式。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是传统工艺生产铸件解析结构示意图；图2是本发明生产铸件解析结构示意图；图3是本发明结构示意图。
在图3中1-上铸模；2-下铸模；3-电磁线圈；4-缸体；5-磁力线具体实施方式
以图3所示结构作为最佳实施例。
首先，以磁性稀土元素作为孕育结晶核，随同坯料进入熔炉熔融，由于添加元素的分子量大于铁分子量，其熔点温度也就高于铁，故以单质形式与铁坯混合。在上铸模1中心浇铸口设置一同心电磁线圈3，当浇铸液注入模具时，电磁线圈3产生一交变磁场作用于浇铸液，首先对结晶核元素进行交变磁化，在磁力和重力的作用下，其沿着浇铸液的流向作往复式振动，随着温度的渐渐下降，铁素体先在结晶核周围逐步析出、变长，继而是在外围碳素体的析出，晶体形成。
由于添加元素的形态尺寸一致；分布均匀；受力一样；在具有相同降温梯度的条件下，所有晶体的解析速度是同步的，大小也是相等的。当缸体4铸件经过恒温冷却达到半固态时，断磁、脱模、保温直至全固态。
采用电磁铸造技术浇铸的缸体4，能够得到较高晶体成型率，且晶体精细、致密，脱模后缸体4铸件表面光洁，其底部平面与薄壁间的晶体呈流线型走向，同磁力线5一致，减少了此区域的应力集中，只要略经机加工便可成为产品，材料损耗少。
由于缸体内腔形态各异，上述工艺如要加工异型缸体，可根据腔体形态尺寸设置最佳形态的电磁线圈，尤其是易形成应力集中的区域。
权利要求
1.一种灰口铁缸体的精密铸造工艺。其特征在于该工艺是通过在上铸模中心浇铸口设置一同心电磁线圈，对浇铸液施加交变电磁力，使之与重力作用于晶体，使铸件具有相同排列的线性晶体组织结构。
2.根据权利要求1中所述的一种灰口铁缸体的精密铸造工艺，其特征在于该工艺所用到的孕育结晶核是磁性稀土元素。
3.根据权利要求1中所述的一种灰口铁缸体的精密铸造工艺，其特征在于该工艺所用的电磁线圈，其形态尺寸可随缸体内腔而异。
全文摘要
一种灰口铁缸体的精密铸造工艺，是在上铸模中心浇铸口设置一同心电磁线圈，应用先进的电磁铸造原理，以磁性稀土元素作为孕育结晶核，控制结晶核的排列形态，并施以交变电磁力使之与重力作用于晶体，同时均速控制降温梯度，使铸件具有相同排列的线性结晶组织结构形式。该工艺控制散热环境温度；控制解析体的成形，提高晶体的解析率，提高铸件机械性能。
文档编号B22D27/02GK1583325SQ0315045
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月20日 优先权日2003年8月20日
发明者冯家伟, 王建国, 周学成, 缪剑晖, 王顺香, 陈龙潮, 胡永泉, 陈伟国 申请人:上海海立铸造有限公司