CN102268591B - 活塞的熔炼配料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种活塞的熔炼配料，主要解决了现有熔炼配料铸造成型的活塞易变形磨损、硬度较低和脆性较大等问题。该活塞的熔炼配料，其按质量百分比计含有：碳2.3-3.5；硅1.7-2.2；锰0.6-0.9；硫0-0.12；磷0-0.1；铬0-0.06；锑0.01-0.02；铜0.2-0.5；其余为铁。本发明提供的活塞的熔炼配料，其熔炼后铸造成型为成品活塞，成品活塞不易变形磨损、抗拉强度高、脆性较小、石墨型态好，同时成本较低。

Description

活塞的熔炼配料
技术领域
本发明涉及一种活塞的熔炼配料，主要用于铸造活塞。
背景技术
活塞是发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转。活塞经常在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力。
现有的活塞由于其熔炼配料的局限，导致其机械性能存在一定的问题，如易变形磨损、硬度较低和脆性较大等。
发明内容
本发明提供一种活塞的熔炼配料，主要解决了现有活塞的熔炼配料铸造成型的活塞易变形磨损、硬度较低和脆性较大等问题。
本发明的具体技术解决方案如下：
该活塞的熔炼配料，其按质量百分比计含有：
Figure BDA0000074352630000011
其余为铁。
该活塞的较佳熔炼配料，其按质量百分比计含有：
其余为铁。
该活塞的另一较佳熔炼配料，其按质量百分比计含有：
Figure BDA0000074352630000023
其余为铁。
该活塞的另一较佳熔炼配料，其按质量百分比计含有：
Figure BDA0000074352630000024
Figure BDA0000074352630000031
其余为铁。
本发明的优点在于：
本发明提供的活塞的熔炼配料，其熔炼后铸造成型为成品活塞，不易变形磨损、抗拉强度高、脆性较小、石墨型态好，同时成本较低。
具体实施方式
本发明具体实施例一至十，按质量百分比(％)具体如下：
Figure BDA0000074352630000032
其余为铁。
以下结合具体制备过程中原料的选取，熔炼以及最终成型过程，对上述实施例进行详述：
实施例二
1]原料选取：取生铁700kg，废钢2000kg，回炉料2300kg，合计重量为5000kg，再加入碳化硅40kg，增碳剂46.5kg，硅铁16.5kg，锰铁0.5kg，硫化铁5.5kg；
其中生铁中含碳量为4.20％，含硅量为1.22％，含锰量为0.15％，含硫量为0.021％，含磷量为0.05％，其余为铁；废钢含碳量为0.33％，含硅量为0.23％，含锰量为0.64％，含硫量为0.023％，含磷量为0.04％，含铬量0.04％，其余为铁；回炉料含碳量为3.2％，含硅量为2.3％，含锰量为0.75％，含硫量为0.085％，含磷量为0.04％，含铬量为0.4％，含锑量0.025％，含铜量0.45％，其余为铁；
2]将上述原料混合均匀后进行熔炼，出铁温度为1510℃；
3]浇注成型：将熔炼好的原料在1450℃浇注进活塞铸模中成型，并对其含量进行检测，其中含碳量为3.25％，含硅量为1.71％，含锰量为0.61％，含硫量为0.01％，含磷量为0.05％，含铬量为0.02％，含锑量0.02％，含铜量0.25％，其余为铁。
对成型后活塞的机械性能进行检测，检测结果如下：
  C   Si   Mn   P   S   Ni   Cr   Mo
  技术要求   3.00～3.60   1.80～2.50   0.50～1.00   0.40～0.55   ＜0.15   0.25～0.40   0.70～1.00   0.20～0.40
  含量   3.17   2.26   0.682   0.414   0.068   0.287   0.706   0.282
硬度要求为：HB97～108，测量值为103.2；抗拉强度为：≥294N/mm2，测量值为360.9；石墨形状为A型≥90％，石墨大小为4～6级，珠光体≥95％，均符合要求。
实施例四：
1]原料选取：取生铁500kg，废钢2000kg，回炉料2500kg，合计重量为5000kg，再加入碳化硅30kg，增碳剂62.5kg，硅铁8.2kg，锰铁0.4kg，硫化铁6.2kg；
其中生铁中含碳量为4.35％，含硅量为1.25％，含锰量为0.2％，含硫量为0.03％，含磷量为0.03％，其余为铁；废钢含碳量为0.3％，含硅量为0.25％，含锰量为0.55％，含硫量为0.03％，含磷量为0.02％，含铬量0.04％，其余为铁；回炉料含碳量为3.2％，含硅量为2.3％，含锰量为0.75％，含硫量为0.085％，含磷量为0.04％，含铬量为0.4％，含钼量为0.155％，含锑量0.025％，含铜量0.45％，其余为铁；
2]将上述原料混合均匀后进行熔炼，出铁温度为1520℃；
3]浇注成型：将熔炼好的原料在1400℃浇注进活塞铸模中成型，并对其含量进行检测，其中含碳量为3.35％，含硅量为2.20％，含锰量为0.62％，含硫量为0.085％，含铬量为0％，含磷量为0％，含锑量0.012％，含铜量0.45％，其余为铁。
对成型后活塞的机械性能进行检测，检测结果如下：
  C   Si   Mn   P   S   Ni   Cr   Mo
  技术要求   3.00～3.60   1.80～2.50   0.50～1.00   0.40～0.55   ＜0.15   0.25～0.40   0.70～1.00   0.20～0.40
  含量   3.15   2.35   0.690   0.462   0.067   0.303   0.733   0.298
硬度要求为：HB97～108，测量值为104.2；抗拉强度为：≥294N/mm2，测量值为358.6；石墨形状为A型≥90％，石墨大小为4～6级，珠光体≥95％，均符合要求。
实施例十：
1]原料选取：取生铁800kg，废钢2800kg，回炉料1400kg，合计重量为5000kg，再加入碳化硅30kg，增碳剂80kg，硅铁8.8kg，锰铁0.4kg，硫化铁6.8kg；
其中生铁中含碳量为4.10％，含硅量为1.32％，含锰量为0.25％，含硫量为0.041％，含磷量为0.15％，其余为铁；废钢含碳量为0.31％，含硅量为0.21％，含锰量为0.61％，含硫量为0.021％，含磷量为0.05％，含铬量0.04％，其余为铁；回炉料含碳量为3.1％，含硅量为2.4％，含锰量为0.70％，含硫量为0.080％，含磷量为0.04％，含铬量为0.4％，含锑量0.015％，含铜量0.445％，其余为铁；
2]将上述原料混合均匀后进行熔炼，出铁温度为1530℃；
3]浇注成型：将熔炼好的原料在1410℃浇注进活塞铸模中成型，并对其含量进行检测，其中含碳量为2.309％，含硅量为1.734％，含锰量为0.615％，含硫量为0.058％，含铬量为0.031％，含磷量为0.036％，含锑量0.013％，含铜量0.2％，其余为铁。
对成型后活塞的机械性能进行检测，检测结果如下：
  C   Si   Mn   P   S   Ni   Cr   Mo
  技术要求   3.00～3.60   1.80～2.50   0.50～1.00   0.40～0.55   ＜0.15   0.25～0.40   0.70～1.00   0.20～0.40
  含量   3.16   2.28   0.686   0.433   0.067   0.295   0.719   0.295
硬度要求为：HB97～108，测量值为103.3；抗拉强度为：≥294N/mm2，测量值为365.2；石墨形状为A型≥90％，石墨大小为4～6级，珠光体≥95％，均符合要求。

Claims (2)

1.一种活塞的熔炼配料，其特殊之处在于，其按质量百分比计含有：
Figure FDA0000215184631
2.一种活塞的熔炼配料，其特殊之处在于，其按质量百分比计含有：
Figure FDA0000215184632
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