专利名称：用电渣熔铸-熔焊工艺制造大直径内燃机曲轴圆柄臂的方法
用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直径内燃机曲轴圆柄臂的方法(一) 技术领域-本发明属于重型机械零件制造领域，尤其是一种用电渣熔铸一熔 焊工艺制造大直径内燃机曲轴圆柄臂的方法。(二)
背景技术：
圆柄臂位于大直径内燃机曲轴的输出端和自由端部位，承受巨大 的动力输出。传统的曲轴毛坯圆柄臂生产采用球墨铸铁铸造曲轴和全 纤维挤压锻造，球墨铸铁生产的曲轴圆柄臂机械性能差，投入使用后 使用寿命短；而采用锻造生产的曲轴圆柄臂，生产功耗大、材料利用 率非常低，成本昂贵。(三)
发明内容
本发明的发明目的在于发明一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大 直径内燃机曲轴圆柄臂的方法，它可以克服现有技术中的不足，且易 操作，材料利用率高。本发明的技术方案为 一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直径内 燃机曲轴圆柄臂的方法，其特征在于它包括以下步骤(1) 调整及处理好卧式异型紫铜制水冷结晶器，其熔体为圆形；(2) 把两根自耗电极的两端插入结晶器；(3) 预先干燥熔化处理好的三元渣系加入结晶器；(4) 送电，电流通过自耗电极接通三元渣系，渣池通过强大的电流 完成电能和热能的转化，调整结晶器出水温度不大于60'C;(5) 自耗电极在渣系中熔化形成钢水熔滴，熔滴在重力、磁场力和 渣系的沸腾的旋转力的影响下穿过渣池，在此过程中，渣池将金属材 料中的有害元素，即夹杂物进一步吸收；(6) 净化后的钢水在渣池底部形成熔池，在循环水的强制冷却下凝 固，完成钢水的结晶，形成圆柄臂型铸件；(7) 同时在形成的圆柄臂型铸件上熔焊主轴颈；(8) 曲轴自由端和输出端的熔焊成形。上述所说的自耗电极底端离结晶器底5 7cm。上述所说的三元渣系的成分为CaF2、乱203和CaO,其中各成 分的含量为CaF2为60~70%、丛203为15~20%和CaO为15~20%; 三元渣系在结晶器内高度控制在8~10cm的熔渣层。 上述所说的送电的功率范围在3.9~5.2KVA/cm2。 上述所说的渣池的温度控制在175(TC 1800'C。 本发明的优越性在于①电渣熔铸的曲轴圆柄臂结晶方向和受力 方向一致，提高了受力强度；②生产的圆柄臂铸件的化学成份均匀， 金属纯净、组织致密、尺寸精确、表面光泽；③金属纯净度高于锻件, 机械性能高于锻件和球墨铸铁件曲轴圆柄臂；④设备简单，功耗小， 材料利用率高；⑤成本低。(四) 附圉说明
图1为本发明所涉一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直径内燃 机曲轴圆柄臂的方法的熔铸示意图。 图2为图1的A—A剖面图。其中，l为自耗电极，2为结晶器，3为主轴颈，4为三元渣系， 5为金属溶液，6为电渣熔焊圆柄臂，7为底盘，8为小车。(五)
具体实施例方式实施例 一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直径内燃机曲轴圆柄 臂的方法(见图l一2),其特征在于它包括以下步骤(1) 调整及处理好卧式异型紫铜制水冷结晶器2，其熔体为圆形；(2) 把两根自耗电极1的两端插入结晶器2;(3) 预先干燥熔化处理好的三元渣系4加入结晶器2;(4) 送电，电流通过自耗电极接通三元渣系4，渣池通过强大的电 流完成电能和热能的转化，调整结晶器出水温度不大于6(TC;(5) 自耗电极1在三元渣系4中熔化形成钢水熔滴，熔滴在重力、 磁场力和三元渣系的沸腾的旋转力的4影响下穿过渣池，在此过程 中，渣池将金属材料中的有害元素，即夹杂物进一步吸收；(6) 净化后的钢水在渣池底部形成熔池，在循环水的强制冷却下凝 固，完成钢水的结晶，形成圆柄臂型铸件；(7) 同时在形成的圆柄臂型铸件上熔焊主轴颈3;(8) 曲轴自由端和输出端的熔焊成形。上述所说的自耗电极1底端离结晶器底6cm。上述所说的三元渣系4的成分为CaF2、乱203和CaO，其中各 成分的含量为CaF2为709&、丛203为159&和CaO为15%;三元渣系 4在结晶器内高度控制在10cm的熔渣层。上述所说的送电的功率范围在4.6KVA/cm2。上述所说的渣池的温度控制在1S00'C。
权利要求
1. 一种用电渣熔铸-熔焊工艺制造大直径内燃机曲轴圆柄臂的方法，其特征在于它包括以下步骤(1)调整及处理好卧式异型紫铜制水冷结晶器，其熔体为圆形；(2)把两根自耗电极的两端插入结晶器；(3)预先干燥熔化处理好的三元渣系加入结晶器；(4)送电，电流通过自耗电极接通三元渣系，渣池通过强大的电流完成电能和热能的转化，调整结晶器出水温度不大于60℃；(5)自耗电极在渣系中熔化形成钢水熔滴，熔滴在重力、磁场力和渣系的沸腾的旋转力的影响下穿过渣池，在此过程中，渣池将金属材料中的有害元素，即夹杂物进一步吸收；(6)净化后的钢水在渣池底部形成熔池，在循环水的强制冷却下凝固，完成钢水的结晶，形成圆柄臂型铸件；(7)同时在形成的圆柄臂型铸件上熔焊主轴颈；(8)曲轴自由端和输出端的熔焊成形。
2、 根据权利要求1所说的一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直 径内燃机曲轴圆柄臂的方法，其特征在于所说的自耗电极底端离结晶 器底5~7cm。
3、 根据权利要求1所说的一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直 径内燃机曲轴圆柄臂的方法，其特征在于所说的三元渣系的成分为 CaF2、 AL203和CaO，其中各成分的含量为CaF2为60 7微、AL203 为15~20%和CaO为15~20%;三元渣系在结晶器内高度控制在8~10咖 的熔渣层。
4、 根据权利要求1所说的一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直 径内燃机曲轴圆柄臂的方法，其特征在于所说的送电的功率范围在 3.9~5.2KVA/cm20
5、 根据权利要求l所说的一种用电渣熔铸一熔焊工艺制造大直 径内燃机曲轴圆柄臂的方法，其特征在于所说的渣池的温度控制在 1750'C 画。C。
全文摘要
一种用电渣熔铸—熔焊工艺制造大直径内燃机曲轴圆柄臂的方法为(1)调整及处理好卧式结晶器；(2)把自耗电极的两端插入结晶器；(3)三元渣系加入结晶器；(4)送电，完成电能和热能的转化；(5)自耗电极熔化形成钢水熔滴穿过渣池，渣池将金属材料中的有害元素吸收；(6)形成熔池，凝固，结晶，形成圆柄臂型铸件；(7)熔焊主轴颈；(8)曲轴自由端和输出端的熔焊成形。其优越性在于①电渣熔铸的曲轴圆柄臂结晶方向和受力方向一致，提高了受力强度；②生产的圆柄臂铸件的化学成份均匀，金属纯净、组织致密、尺寸精确、表面光泽；③金属纯净度高于锻件，机械性能高于锻件和球墨铸铁件曲轴圆柄臂；④设备简单，功耗小，材料利用率高；⑤成本低。
文档编号B22D23/10GK101234418SQ20071005669
公开日2008年8月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者乔忠贵, 张向前, 李维富, 祝德义, 祝神金, 蒋雪耕, 金传培, 金维春 申请人:天津市三焱电渣钢有限公司