專利名稱：一種發動機缸套離心鑄造方法
技術領域：
本發明涉及鑄造領域，特別涉及離心鑄造領域。
背景技術：
發動機缸套是在高溫、高速和高壓力環境下工作的，為此，要求其制備材料具有較高的室高溫強度、良好的耐磨性能和高的組織結構穩定性。近年來，節能減排經濟發展模式要求發動機缸套使用溫度提高、自身重量盡量減輕、使用壽命增長，為此，廣泛地采用高性能合金鑄鐵材質制備缸套。為了提高缸套工作溫度、降低發動機自重、提高發動機壽命、減少廢氣排放，特別是在重型運載機車上，對于發動機缸套材料的內表面組織結構要求更為嚴格。目前，在我國行業標準規定，針對離心鑄造缸套的金相檢測部位選擇一般在距離近工作面2mm范圍以內，而該缸套的組織光學金相檢測要求遠遠高于行業要求其要求在整個缸套截面上的組織均應符合要求。因此，采用傳統離心鑄造工藝，由于離心鑄造過程熔體順序凝固方式及離心力的作用，制備的缸套材料的抗拉強度及硬度雖然能滿足產品力學性能要求，但是，合金氣缸套在使用一段時間之后，內孔磨損加劇，缸壁和活塞環之間產生較大的間隙，致使發動機跑氣，有效功率降低，機油耗量大幅度上升，發動機使用壽命降低。 因此，研發改善氣缸套內表面組織結構，獲得具有更高耐磨性能、更低磨損系數的鋁合金氣缸套顯得尤為重要。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種發動機缸套離心鑄造方法，旨在滿足抗拉強度和硬度的前提下，控制內層組織形態，提高材料的耐磨損性能，降低材料的摩擦系數和降低發動機油耗。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種發動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優質廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發動機缸套的化學成分為:C 2.8-3.1，Si 2. 6-3. 0，Mnl. 2-1. 5，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10，Cr 0.4-0.6， Ni 0. 1-0. 2，Mo 0.2-0. 3，Cu 0.6-0. 8，Sn 0. 3-0. 5，余量為鐵及不可避免的雜質；熔煉溫度為 1550-1600°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0. 4% -0. 6%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 1% -0. 3%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉速為480-520轉/分，進行澆注；當澆注量達到一半時，使轉速提高50轉/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為30-35秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫1.5-3小時，然后以 40-120 0C /h 冷卻。
本發明所制備的發動機缸套的有益效果為1.在大量實驗的基礎上，通過精選合金成分，配合合理的工藝設計，使得所制備的發動機缸套達到下述性能力學性能為抗拉強度σ b彡300MPa ；硬度ΗΒΜ0_ΗΒ^0。組織形態內圓石墨長度100-120 μ m,外圓石墨長度50-70 μ m,內層石墨A型，外層石墨A、B型；含磷、銅、鉻等復合物12% 15% ；珠光體基體100% ；鐵素體含量< 2% ；2.上述性能保證了內層性能，提高材料的耐磨損性能，降低材料的摩擦系數和降低發動機油耗。缸套內層耐磨性較常規離心鑄造缸套耐磨性提高25-40%。
具體實施例方式實施例一一種發動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優質廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發動機缸套的化學成分為:C 2. 8，Si 2. 6,Mn 1. 2，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10, Cr 0. 4, Ni 0. Ι,Μο 0. 2， Cu 0. 6，Sn 0. 3，余量為鐵及不可避免的雜質；熔煉溫度為1550°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.4%%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉速為480轉/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉速提高到530轉/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為30秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫1.5小時，然后以 40 0C /h 冷卻。經測試，該發動機缸套的耐磨性提高28 %。實施例二一種發動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優質廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發動機缸套的化學成分為:C 3. l,Si 3. Ο,Μη 1. 5, P 彡 0. 2，S 彡 0. 10, Cr 0. 6, Ni 0. 2,Mo 0. 3， Cu 0. 8，Sn 0. 5，余量為鐵及不可避免的雜質；熔煉溫度為1600°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.6%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 3%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉速為520轉/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉速提高到570轉/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為35秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫3小時，然后以 120 0C /h 冷卻。經測試，該發動機缸套的耐磨性提高35%。實施例三一種發動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優質廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發動機缸套的化學成分為:C 3. 0，Si 2. 8，Mn 1. 4，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10，Cr 0. 5，Ni 0. 15，Mo 0. 25，Cu 0. 7，Sn 0. 4，余量為鐵及不可避免的雜質；熔煉溫度為1570°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.5%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 2%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉速為500轉/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉速提高到550轉/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為35秒，然后水冷至低于200°C ；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫2小時，然后以80°C/ h冷卻。經測試，該發動機缸套的耐磨性提高40 %。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1. 一種發動機缸套離心鑄造方法，該方法包括如下步驟1)熔煉在中頻電爐中以優質廢鋼、鐵水和中間合金為原料進行熔煉，控制發動機缸套的化學成分為:C 2. 8-3. 1，Si 2. 6-3. 0，Mnl. 2-1. 5，P 彡 0. 2，S 彡 0. 10，Cr 0. 4-0. 6，Ni 0. 1-0. 2，Mo 0. 2-0. 3，Cu 0. 6-0. 8，Sn 0. 3-0. 5，余量為鐵及不可避免的雜質；熔煉溫度為 1550-1600°C ；2)孕育孕育處理分兩次進行，包括加入大劑量0.4%-0.6%的孕育劑進行第一次澆包孕育處理；再加入小劑量0. 1% -0. 3%的孕育劑進行第二次隨流孕育處理；3)澆注先使離心鑄造機的轉速為480-520轉/分，進行澆注；當澆注量達到一半時， 使轉速提高50轉/分，然后澆注剩余一半金屬；4)冷卻澆注完至放水間隔時間為30-35秒，然后水冷至低于200°C；5)回火將缸套在熱處理爐中回火，回火溫度為530°C，保溫1.5-3小時，然后以 40-120 0C /h 冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種發動機缸套離心鑄造方法，該方法包括熔煉、孕育、澆注、冷卻、回火五個步驟。該方法通過精選合金成分，配合合理的工藝設計，使得所制備的發動機缸套內層性能得以提高，提高材料的耐磨損性能，降低材料的摩擦系數和降低發動機油耗；缸套內層耐磨性較常規離心鑄造缸套耐磨性提高了25-40％。
文檔編號C21D1/18GK102367561SQ20111030620
公開日2012年3月7日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者陳偉軍 申請人:陳偉軍