专利名称：合金铸铁铸造气缸套工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及工艺，具体涉及一种合金铸铁铸造气缸套工艺。
背景技术：
气缸套作为发动机核心部件，又是发动机中承受高温、高压工况较恶劣的部件，其 性能直接影响着整机的大修周期与功率稳定，因此需要气缸套采用性能好、品质优良的材 质。合金元素在铸铁材质中对微观组织的作用和宏观表现特性，合金元素在气缸套加工过 程中对切削性能的影响、在工作过程中的磨损机理，主要取决于合金铸铁铸造工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合金铸铁铸造工艺。利用本发明的一种合金铸铁铸造工艺，制造气缸套能显著的提高缸套的机械性 能，尤其是金相组织A型石墨的比例较高，有利于发动机润滑和储油性能，有利于改善发动 机尾气排放和延长发动机使用寿命。1.熔炼工艺在铸铁熔炼中，决定铸铁材质性能的关键点之一在于碳在铸铁中存在形式，取决 于碳在铸铁中的石墨形态与石墨数量。传统工艺方法采用降低铁水中的碳、硅含量来获得 较高强度铸铁，但碳当量在亚共晶时又会出现D、E型石墨，增强了白口化趋势，恶化铸铁的 机械性能。当前，在铸铁熔炼工艺中，碳的获得方式主要有两种，一种是利用原材料如生铁、 废钢等本身所含有的，另一种是通过增碳剂对铁水渗碳获得。其中利用添加生铁、废钢来调 整铸铁中碳量的方法简单易行，在机械性能要求不高的场合被普遍采用，但该工艺方法获 得的铸铁材质，石墨形态较差，不适宜在耐磨、抗拉、硬度等机械性能要求高的气缸套中采 用，根据气缸套高温、高压、高磨损的工况需求，气缸套铸铁材质的碳当量更适宜通过铁水 渗碳方式来获得和控制，其优点是石墨形态好，分布均勻，大小合适。在铸铁熔炼领域，有着一条普遍的观点高温治百病。在采用冲天炉进行熔炼过程 中，要保证达到足够高的铁水温度时间，要着力控制炉内的增碳量，以满足铁水低碳成分的 要求。国内冲天炉大多采用冷风送风，铁水熔炼温度受到抑制，焦炭的渗碳量低，铁水中的 碳只能通过添加生铁来获得，而生铁加入量越多，材质的性能就会越差，同时低温熔炼时碳 的氧化减弱而铁的氧化加重，易造成铁水严重氧化、粘度加大、铁水中夹渣多且不宜排出， 生核质点表面的渣化严重，不能起促进异质生核细化晶粒的作用，从而降低铸铁材质性能。 而国外冲天炉熔炼都是采用热风送风，有的还加适量的氧，焦炭质量好，铁水熔炼温度高， 焦炭在铁水中渗碳率高，铁水中的碳基本都是通过焦炭的碳原子扩散来获得，因此，生铁加 入量很少。与国外冲天炉相比，国内冲天炉熔炼存在工艺条件、设备等先天不足。如果用冲 天炉熔炼高性能合金铸铁气缸套，必须采用高温熔炼、在炉料中配入大量废钢，同时还应提 高焦炭质量、采用热风操作、合理选用焦铁比等。对于电炉熔炼同样存在碳的获得方式问题，要想获得理想的石墨形态及石墨数量，并非是只用生铁和废钢简单的配料，而在一定程度上是要通过加入渗碳剂来增碳，减少 生铁的加入量，从根本上改善石墨的形态，提高合金铸铁的性能。2.浇注工艺离心铸造以其组织致密、工效高的特点，特别适合作为规则回转体的气缸套毛坯 浇注，因此，已被世界上大约有90%的缸套制造商采用。目前，我国约有5000万只缸套是 通过离心铸造工艺来生产的。但是在离心铸造生产合金铸铁气缸套时，由于铸型是金属模 具，冷却速度较大，使得组织中容易形成D、E型石墨，导致抗拉强度低、硬度升高，切削性能 较差。而高性能合金铸铁气缸套既要有高的强度和硬度，同时还应在较好的切削性能和配 副性能。材料组织结构要求均勻分布、形态适中的A型石墨。基体以细片状珠光体较为理 想，基体间存在极少的游离渗碳体和磷共晶。在浇注过程中，铁水冷却速度的快慢会对石墨形态和金相组织产生很大影响，冷 却的目的一是保持高的温度梯度，使液体金属的凝固为合理的顺序凝固；二是保护铸型、延 长铸型的使用寿命；三是为了获得合格的金相组织。浇注完至水冷必须设置一定间隔时间， 让浇注机作空冷状态，为的就是避免一次结晶时出现渗碳体组织，铸件水冷时间见下表气缸套毛坯离心铸造水冷时间
权利要求
1.一种合金铸铁铸造工艺，其特征在于利用本发明的一种合金铸铁铸造工艺，制造 气缸套能显著的提高缸套的机械性能，尤其是金相组织A型石墨的比例较高，有利于发动 机润滑和储油性能，有利于改善发动机尾气排放和延长发动机使用寿命。
2.根据权利要求1所述一种合金铸铁铸造工艺，其特征在于在铸铁熔炼中，决定铸铁 材质性能的关键点之一在于碳在铸铁中存在形式，取决于碳在铸铁中的石墨形态与石墨数 量。
3.根据权利要求1所述一种合金铸铁铸造工艺，其特征在于离心铸造以其组织致密、 工效高的特点，特别适合作为规则回转体的气缸套毛坯浇注。
4.根据权利要求1所述一种合金铸铁铸造工艺，其特征在于在炉前或浇注前向铁水 中添加适量的、以硅为主的铁合金颗粒成为孕育处理。
5.根据权利要求1所述一种合金铸铁铸造工艺，其特征在于加入Cr、Mo、Cu、V、Ti、P、 Ni、W、Sb、Sn、B等，这些元素大多数用以改变基体组织、硬质相数量及分布情况、石墨的分布 与形态，合金化的主要作用是提高铸件材质的强度和硬度。
全文摘要
本发明涉及一种合金铸铁铸造气缸套工艺1.熔炼工艺在铸铁熔炼中，决定铸铁材质性能的关键点之一在于碳在铸铁中存在形式，取决于碳在铸铁中的石墨形态与石墨数量；2.浇注工艺离心铸造以其组织致密、工效高的特点，特别适合作为规则回转体的气缸套毛坯浇注；3.孕育技术在炉前或浇注前向铁水中添加适量的、以硅为主的铁合金颗粒成为孕育处理，通过孕育处理可以在铁水中提供大量的石墨借以生长的生核质点，有效的孕育将促进石墨的析出，消除白口，细化片状石墨并使过冷石墨转变为无方向性均布的A型石墨，可大幅度提高缸套机械性能；4.合金化工艺目前在生产中经常加入铸铁中的元素有Cr、Mo、Cu、V、Ti、P、Ni、W、Sb、Sn、B等，这些元素大多数用以改变基体组织、硬质相数量及分布情况、石墨的分布与形态，合金化的主要作用是提高铸件材质的强度和硬度；5.炉料的影响从国内外的生产实践来看，用生铁必须使用高牌生铁(Si不低于3％、Mn接近1％)，不论是冲天炉或电炉，都难以采用低牌号生铁加硅铁、锰铁生产出优质铸件。分析原因，主要是“遗传性”和成分波动较大。
文档编号C22C33/08GK102041426SQ20091023308
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者韦加伟 申请人:韦加伟