专利名称：一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于铸造熔炼工艺技术领域，涉及到一种铜铁合金的生产工艺，特别是一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺。
背景技术：
缸套是位于内燃机中的关键零部件，是影响发动机功率、寿命及环保尾气排放量的重要零件。在工作过程中，缸套内表受高温高压燃气的直接影响，并始终与活塞环及活塞裙部发生高速滑动摩擦，使缸套不停地被磨损，外表面与冷却水接触而被腐蚀，而且内外表面较大的温差使缸套产生严重的热应力，活塞对缸套的侧推力不仅加剧其内表面摩擦，还会其产生弯曲，侧推力改变方向时，活塞还撞击缸套，为了能在这种恶劣的环境下跟好地工作，生产缸套所采用的原材料必须具备一定的机械强度、耐磨损、耐高温、耐高压、耐腐蚀的性能，其中耐磨性最为重要。
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在缸套的众多种类中，低合金灰铸铁缸套应用比较广泛，其中的合金元素有硼、磷、铜、铬、钒、钛、钥、镍、锡等，铜的加入主要是提高金相组织中基体珠光体含量，细化珠光体，从而提高硬度和抗拉强度，提高缸套的耐磨性。目前在缸套的铸造过程中，铜的加入普遍采用电解铜、废铜(废铜电线、废铜件、废铜管等)、海绵铜等。电解铜是含铜大于99.9%的高纯铜，电解生产耗能高，使电解铜的价格较高，而且加入前须把铜板裁剪成块，所以铸造缸套时加入电解铜的成本太高。废铜中含有铅、锌、铝等有害元素，很难满足技术标准，所以加入废铜很容易出现质量问题。海绵铜含铜量低，而且电炉加入吸收率低，环境污染大。
发明内容
本发明的目的是为了解决铸造缸套时所用材料铜存在生产成本高、质量风险大、环境污染大的技术问题，为了解决这些问题，我们设计了一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，利用这种工艺生产的铜铁合金在满足技术标准的基础上，解决了电解铜生产成本太高、废铜容易出现质量问题、海绵铜吸收率低环境污染大的技术难题，这种工艺使废铜得到了合理利用，降低了缸套的生产成本，提高了缸套的耐磨性，延长了缸套的使用寿命。本发明为实现发明目的所采用的技术方案是:一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，关键是:所述的生产工艺包括以下步骤:
a、按如下重量比配比原料:废铜51 55份、电解铜4飞份、碳钢37 40份、高纯石墨2 4
份；
b、把备好的碳钢加入中频电炉熔炼成液态；
c、把备好的高纯石墨和废铜加入到中频电炉内继续熔炼；
d、利用光谱仪检测中频电炉内铜铁合金液中铜的重量百分比，边检测边加入电解铜继续熔炼，使铜铁合金液中铜的含量达到60%以上；
e、当铜铁合金液的温度达到137(T1390°C时，利用天车吊和浇注包把铜铁合金液浇入冷却水池冷却l(Tl5min ；
f、将冷却后的铜铁合金块晾晒、包装。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜51.2份、电解铜4份、碳钢37份、高纯石墨2份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜52份、电解铜4.8份、碳钢37.9份、高纯石墨2.5份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜52.9份、电解铜5.7份、碳钢38.5份、高纯石墨2.9份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜53.8份、电解铜5.9份、碳钢39.2份、高纯石墨3.4份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜55份、电解铜6份、碳钢40份、高纯石墨3份。本发明的有益效果是:这种工艺以含有微量元素的碳钢和废铜为主要原料，加入少量的电解铜和高纯石墨，熔炼过程中边检测边加入电解铜，使铜铁合金液中铜的含量达到60%以上，最终得到的产品铜铁合金在满足技术标准的前提下，为铸造缸套所需的原材料铜提供了一种新的生产工艺。这种工艺减少了电解铜的使用量，降低了生产成本，同时在保证产品质量的前提下使废铜得到了充分利用，也避免了使用海绵铜所造成的环境污染。使用碳钢可以加强铜铁合金的硬度和机械强度，加入高纯石墨可以增强铜铁合金耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐磨损、抗氧化的性能，从而提高缸套的整体性能，延长缸套的使用寿命。
具体实施例方式一种生产低合金 灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，关键是:所述的生产工艺包括以下步骤:
a、按如下重量比配比原料:废铜51 55份、电解铜4飞份、碳钢37 40份、高纯石墨2 4
份；
b、把备好的碳钢加入中频电炉熔炼成液态；
c、把备好的高纯石墨和废铜加入到中频电炉内继续熔炼；
d、利用光谱仪检测中频电炉内铜铁合金液中铜的重量百分比，边检测边加入电解铜继续熔炼，使铜铁合金液中铜的含量达到60%以上；
e、当铜铁合金液的温度达到137(T1390°C时，利用天车吊和浇注包把铜铁合金液浇入冷却水池冷却l(Tl5min ；
f、将冷却后的铜铁合金块晾晒、包装。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜51.2份、电解铜4份、碳钢37份、高纯石墨2份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜52份、电解铜4.8份、碳钢37.9份、高纯石墨2.5份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜52.9份、电解铜5.7份、碳钢38.5份、高纯石墨2.9份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜53.8份、电解铜5.9份、碳钢39.2份、高纯石墨3.4份。步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜55份、电解铜6份、碳钢40份、高纯石墨3份。由于碳钢和废铜中都含有微量元素，所以在选料时，通过检验选用微量元素达标的碳钢和废铜。实施例1、准备碳钢550kg、电解铜60kg、碳钢400kg、高纯石墨30kg进行生产，经检验所得铜铁合金中各元素的重量百分比为如表I所示:
表I
权利要求
1.一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，其特征在于:所述的生产工艺包括以下步骤: a、按如下重量比配比原料:废铜51 55份、电解铜4飞份、碳钢37 40份、高纯石墨2 4份； b、把备好的碳钢加入中频电炉熔炼成液态； c、把备好的高纯石墨和废铜加入到中频电炉内继续熔炼； d、利用光谱仪检测中频电炉内铜铁合金液中铜的重量百分比，边检测边加入电解铜继续熔炼，使铜铁合金液中铜的重量百分比达到60%以上； e、当铜铁合金液的温度达到137(T1390°C时，利用天车吊和浇注包把铜铁合金液浇入冷却水池冷却l(Tl5min ； f、将冷却后的铜铁合金块晾晒、包装。
2.根据权利要求1所述的一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，其特征在于:步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜51.2份、电解铜4份、碳钢37份、高纯石墨2份。
3.根据权利要求1所述的一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，其特征在于:步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜52份、电解铜4.8份、碳钢37.9份、高纯石墨2.5 份。
4.根据权利要求1所述的一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，其特征在于:步骤a中所述的各原料的重量比`为:废铜52.9份、电解铜5.7份、碳钢38.5份、高纯石墨2.9份。
5.根据权利要求1所述的一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，其特征在于:步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜53.8份、电解铜5.9份、碳钢39.2份、高纯石墨3.4份。
6.根据权利要求1所述的一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，其特征在于:步骤a中所述的各原料的重量比为:废铜55份、电解铜6份、碳钢40份、高纯石墨3份。
全文摘要
一种生产低合金灰铸铁缸套用的铜铁合金的工艺，为了解决铸造缸套时所用材料铜存在生产成本高、质量风险大、环境污染大的技术问题，采用的技术方案是生产工艺包括按如下重量比配比原料；把备好的碳钢加入中频电炉熔炼成液态；把备好的高纯石墨和废铜加入到中频电炉内继续熔炼；利用光谱仪检测中频电炉内铜铁合金液中铜的重量百分比，边检测边加入电解铜继续熔炼，使铜铁合金液中铜的含量达到60%以上；当铜铁合金液的温度达到1370~1390℃时，利用天车吊和浇注包把铜铁合金液浇入冷却水池冷却10~15min；将冷却后的铜铁合金块晾晒、包装。技术效果是使废铜得到了合理利用，降低了生产成本，提高了缸套的耐磨性，延长了缸套的使用寿命。
文档编号C22C9/00GK103160699SQ20131010572
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者王季明, 张彩霞, 毛永卫 申请人:石家庄金刚凯源动力科技有限公司