CN103273011B - 一种薄壁活塞体的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁活塞体的生产工艺，包括如下步骤，原料准备，包括铸造生铁，废钢，熔剂，除渣剂，孕育剂，锰铁，铬铁和电解铜；在电炉内加入废钢，再将铸造生铁逐层加入直至加满电炉；在电炉内加入熔剂，打开电源开关进行熔化；当电炉中原料完全液化后，加入珍珠岩进行覆盖，升温至1410～1430℃浇注，加入锰铁，升温至1500℃出炉；反复清渣并用碳化硅覆盖处理来调整铁液的冶金状态；将孕育剂全部加在电炉出炉口，倾倒所述铁液，所述孕育剂随着铁液缓慢流入浇包，得到缸体；缸体采用覆膜砂热芯盒进行造型制芯，采用底部反雨淋浇注系统以立浇方式进行浇注，形成从下到上顺序凝固，利用顶部冒口补缩；最后将浇注好的缸体进行清理，得到最终目标产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车用薄壁活塞的制备工艺。
背景技术
活塞是机车发动机的“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，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。当今机动车发动机的发展不断对活塞提出新的要求。活塞的高强度和减重意味着发动机组的减重，也意味着油耗越低、排放更少，达到“节能、减排”的效果。因此，新一代大功率发动机普遍采用薄壁铸活塞。但是现有的薄壁铸活塞制造工艺存在诸多缺陷，例如制备工序比较复杂，制备成本较高等。
发明内容
为了克服现有技术中薄壁活塞体的生产工艺制备成本较高，操作繁琐的缺陷，本发明的薄壁活塞体的生产工艺采用废钢、铸造生铁等为原材料有效地节约了制造原材料成本，并且操作简单，成本品率高，容易实现，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种薄壁活塞体的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤，
（1）原料准备，所述原料包括铸造生铁，废钢，熔剂，除渣剂，孕育剂，锰铁，铬铁和电解铜；
（2）加料工序，在电炉内先加入所述废钢，再将所述铸造生铁逐层加入直至加满所述电炉，每炉出铁水时预留电炉容量的9%的灰铸铁液；
（3）熔化工序，在电炉内加入所述熔剂，打开电源开关进行熔化；
（4）冶炼工序，当所述电炉中原料完全液化后，加入珍珠岩进行覆盖，升温至1410～1430℃浇注，加入锰铁，铬铁和电解铜，升温至1500℃出炉；
（5）增碳处理，反复清渣并用碳化硅覆盖处理来调整铁液的冶金状态，降低铁液的过冷度；
（6）孕育工序，将孕育剂全部加在电炉出炉口，倾倒所述铁液，所述孕育剂随着铁液缓慢流入浇包，得到缸体；
（7）组芯、造型，缸体采用覆膜砂热芯盒进行造型制芯，保证缸体铸件的铸造精度；将覆膜砂芯通过芯头的配合组合成一个整体进行浇注，保证缸体各部位的相对位置精度；最后采用底部反雨淋浇注系统以立浇方式进行浇注，保证铁液充型平稳，形成从下到上顺序凝固，利用顶部冒口补缩，冒口大小选择为10kg，保证产品组织的致密性；
（8）后续加工，最后将浇注好的缸体进行清理，得到最终目标产品。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述熔剂为二氧化硅粉末。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述除渣剂为20%三氧化二铝与80%二氧化硅的混合物。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述孕育剂为锶硅铁。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述珍珠岩的粒度为30~50目。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述浇注温度为1380~1420℃，由于活塞铸件有些部位壁很薄，浇注温度过低铸件易出现浇不足和冷隔缺陷，所以浇注温度要控制在1380~1420℃，出炉温度要控制在1470~1500℃，铁液过热会增加铸铁组织的白口倾向，因此过热时间应尽可能地短，尽可能避免在出炉温度附近长时间保温，实现快熔快浇。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述步骤（3）的输出功率为95%。
前述的薄壁活塞体的生产工艺，所述铸造生铁，废钢，熔剂，除渣剂，孕育剂，锰铁，铬铁和电解铜的重量比为87：12.2：0.8：0.3：0.2：0.8：0.4:0.5。
本发明的有益效果是：本发明薄壁活塞体的生产工艺采用废钢、铸造生铁为原材料，有效地节约了成本；缸体采用覆膜砂热芯盒进行造型制芯，保证缸体铸件的铸造精度；将覆膜砂芯通过芯头的配合组合成一个整体进行浇注，保证缸体各部位的相对位置精度；最后采用底部反雨淋浇注系统以立浇方式进行浇注，保证铁液充型平稳，形成从下到上顺序凝固，利用顶部冒口补缩，保证产品组织的致密性。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明。
一种薄壁活塞体的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤，
（1）原料准备，原料包括铸造生铁，废钢，二氧化硅粉末，20%三氧化二铝与80%二氧化硅的混合物，锶硅铁孕育剂，锰铁，铬铁和电解铜，各原料重量比为87：10：0.8：0.3：0.2：0.8：0.4:0.5；
（2）加料工序，在电炉内先加入废钢，再将铸造生铁逐层加入直至加满电炉，每炉出铁水时预留电炉容量的9%的灰铸铁液；
（3）熔化工序，在电炉内加入二氧化硅熔剂，打开电源开关进行熔化，感应电炉输出功率为95%；
（4）冶炼工序，当电炉中原料完全液化后，加入30~50目珍珠岩进行覆盖，升温至1420℃浇注，加入锰铁，铬铁和电解铜，升温至1500℃出炉；
（5）增碳处理，反复清渣并用碳化硅覆盖处理来调整铁液的冶金状态，降低铁液的过冷度；
（6）孕育工序，将孕育剂全部加在电炉出炉口，倾倒所述铁液，所述孕育剂随着铁液缓慢流入浇包，得到缸体；
（7）组芯、造型，缸体采用覆膜砂热芯盒进行造型制芯，保证缸体铸件的铸造精度；将覆膜砂芯通过芯头的配合组合成一个整体进行浇注，保证缸体各部位的相对位置精度；最后采用底部反雨淋浇注系统以立浇方式进行浇注，保证铁液充型平稳，形成从下到上顺序凝固，利用顶部冒口补缩，冒口大小选择为10kg，保证产品组织的致密性；
（8）后续加工，最后将浇注好的缸体进行清理，包括下件粗清、击芯、一次抛丸、磨削、二次抛丸、吹砂等工序，最后进行检验、入库得到最终目标产品。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种薄壁活塞体的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括如下步骤，
原料准备，所述原料包括铸造生铁，废钢，熔剂，除渣剂，孕育剂，锰铁，铬铁和电解铜；
加料工序，在电炉内先加入所述废钢，再将所述铸造生铁逐层加入直至加满所述电炉；
熔化工序，在电炉内加入所述熔剂，打开电源开关进行熔化；
冶炼工序，当所述电炉中原料完全液化后，加入珍珠岩进行覆盖，升温至1410～1430℃，加入锰铁，铬铁和电解铜，升温至1500℃；
增碳处理，利用除渣剂反复清渣并用碳化硅覆盖处理来调整铁液的冶金状态；
孕育工序，将孕育剂全部加在电炉出炉口，倾倒所述铁液，所述孕育剂随着铁液缓慢流入浇包，得到薄壁活塞体外壳；
组芯、造型，薄壁活塞体采用覆膜砂热芯盒进行造型制芯，将覆膜砂芯通过芯头的配合组合成一个整体进行浇注，最后采用底部反雨淋浇注系统以立浇方式进行浇注，利用顶部冒口补缩；
后续加工，最后将浇注好的薄壁活塞体进行清理，得到最终目标产品；
所述熔剂为二氧化硅；
所述除渣剂为三氧化二铝与二氧化硅的混合物；
所述孕育剂为锶硅铁；
所述珍珠岩的粒度为30~50目；
浇注温度为1380~1420℃；
所述电炉的输出功率为额定功率的95%；
所述铸造生铁，废钢，熔剂，除渣剂，孕育剂，锰铁，铬铁和电解铜的重量比为87：10：0.8：0.3：0.2：0.8：0.4:0.5。
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