CN103556037A - 一种发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，该球墨铸铁的质量百分比为：C：2.8～3.0%，Si：2.0～2.2%，Mn：0.8～1.2%，P：0.01～0.04%，S：0.1%，Mg：0.05～0.1%，Cr：0.2～0.4%，Cu：1.0～1.2%，Sb：0.2～0.4%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；通过原料熔炼、球化处理和第一次孕育处理、第二次孕育处理、第三次孕育处理、浇铸后制得。随着Cu和Sb合金元素的加入，使发动机气缸用球墨铸铁具有高耐磨、高耐热的作用。该球墨铸铁金相组织致密、提高了机械性能、增强了耐磨性、减少了断台和碎裂的现象，延长发动机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种球墨铸铁的制备方法，特别是一种发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法。
背景技术
汽车发动机气缸套有多种形式，有湿式厚壁缸套，有干式薄壁缸套。其中干式薄壁缸套由于壁厚只有2. 5毫米，在使用过程中经常遇到断台及缸套碎裂的状况，轻则更换气缸套与活塞环，重则致使发动机捣缸，破坏机体的恶性事故，损失严重。干式薄壁缸套导致断台和碎裂的主要原因是缸套材质的机械强度低所造成的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，用该方法所制备的干式气缸，机械性能得到有效增强，有效的减少了断台和碎裂的现象。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，该发动机干式气缸用球墨铸铁的质量百分比为：C：2.8～3.0%，Si：2.0～2.2%，Mn：0.8～1.2%，P：0.01～0.04%，S：0.1%，Mg：0.05～0.1%，Cr：0. 2～0. 4%，Cu：1 .0～1 .2%，Sb：0. 2～0. 4%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；
本发明核心技术是在常规的气缸套化学成分中增加了Cu和Sb合金元素，Cu具有细化组织增强抗拉强度的作用；Sb具有细化组织和极易形成弥散强化高硬质点的碳化物，具有高耐磨、高耐热的作用。
所述发动机干式气缸用球墨铸铁通过如下方法制得：
(1)原料熔炼：称取生铁、回炉料、废钢投入中频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为14500～15000，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
(2)球化处理和第一次孕育处理；在球化包加入总质量为出炉铁液质量的1.9～2.0%的第一球化剂和第二球化剂，其中第一球化剂占所有球化剂质量的40，第二球化剂占所有球化剂质量的60，上还覆盖质量相当于出炉铁液质量的0.25～0.35%的孕育剂，出炉铁液进入球化包后，对其球化处理和第一次孕育处理；
(3)第二次孕育处理；当铁水包中铁液高度出至铁水包2/3时，在出铁槽中均匀撒入质量相当于出炉铁液质量的0.3～0.5%的孕育剂，铁液进入出铁槽后，对其第二次孕育处理；
(4)第三次孕育处理；铁液浇注时，随铁液再次加入质量相当于铁液质量的0.1～0.5%的孕育剂以对其第三次孕育处理；
(5)浇铸。
其中，第一球化剂的组成成分为：Y：2～7%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Sb：0.3～0.4%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
第二球化剂的组成成分为：Re：2～4%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
孕育剂的组成成分为：Si：72～76%，Ca：0.1～1.0%，Al：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
本发明的有益效果是：发动机干式气缸用球墨铸铁随着Cu和Sb合金元素的加入，Cu具有细化组织增强抗拉强度的作用；Sb具有细化组织和极易形成弥散强化高硬质点的碳化物，具有高耐磨、高耐热的作用。该球墨铸铁金相组织致密、提高了机械性能、增强了耐磨性、减少了断台和碎裂的现象，延长发动机使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明。
本发明的发动机干式气缸用球墨铸铁主要构成元素为：C、Si、Mn、P、S、Mg、Cr、Cu、Sb，上述元素的原料来自于发动机干式气缸用球墨铸铁原料生铁、回炉料、废钢。回炉料是指在冶炼本发明的发动机干式气缸用球墨铸铁且产生的废铸件，利用回炉料作为再次冶炼球墨铸铁的原料能节约成本，达到循环利用的效果。
实施例1：
本实施例中发动机干式气缸用球墨铸铁的质量百分比为：C：2.8%，Si：2.2%，Mn：0.8%，P：0.01%，S：0.1%，Mg：0.05%，Cr：0. 2%，Cu：1 .0%，Sb：0. 2%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
实施例2：
本实施例中发动机干式气缸用球墨铸铁的质量百分比为：C：3.0%，Si：2.0%，Mn：1.2%，P：0.04%，S：0.1%，Mg：0.1%，Cr：0. 4%，Cu：1 .2%，Sb：0. 4%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
实施例3：
本实施例中发动机干式气缸用球墨铸铁的质量百分比为：C：2.9%，Si：2.1%，Mn：1.0%，P：0.03%，S：0.1%，Mg：0.07%，Cr：0. 3%，Cu：1 .1%，Sb：0. 3%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
所述发动机干式气缸用球墨铸铁通过如下方法制得：
(1)原料熔炼：称取生铁、回炉料、废钢投入中频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为14500～15000，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
(2)球化处理和第一次孕育处理；在球化包加入总质量为出炉铁液质量的1.9～2.0%的第一球化剂和第二球化剂，其中第一球化剂占所有球化剂质量的40，第二球化剂占所有球化剂质量的60，上还覆盖质量相当于出炉铁液质量的0.25～0.35%的孕育剂，出炉铁液进入球化包后，对其球化处理和第一次孕育处理；
(3)第二次孕育处理；当铁水包中铁液高度出至铁水包2/3时，在出铁槽中均匀撒入质量相当于出炉铁液质量的0.3～0.5%的孕育剂，铁液进入出铁槽后，对其第二次孕育处理；
(4)第三次孕育处理；铁液浇注时，随铁液再次加入质量相当于铁液质量的0.1～0.5%的孕育剂以对其第三次孕育处理；
(5)浇铸。
其中，第一球化剂的组成成分为：Y：2～7%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Sb：0.3～0.4%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
第二球化剂的组成成分为：Re：2～4%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
孕育剂的组成成分为：Si：72～76%，Ca：0.1～1.0%，Al：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本实发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，该发动机干式气缸用球墨铸铁的质量百分比为：C：2.8～3.0%，Si：2.0～2.2%，Mn：0.8～1.2%，P：0.01～0.04%，S：0.1%，Mg：0.05～0.1%，Cr：0. 2～0. 4%，Cu：1 .0～1 .2%，Sb：0. 2～0. 4%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；
所述发动机干式气缸用球墨铸铁通过如下方法制得：
(1)原料熔炼：称取生铁、回炉料、废钢投入中频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为14500～15000，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
(2)球化处理和第一次孕育处理；在球化包加入总质量为出炉铁液质量的1.9～2.0%的第一球化剂和第二球化剂，其中第一球化剂占所有球化剂质量的40，第二球化剂占所有球化剂质量的60，上还覆盖质量相当于出炉铁液质量的0.25～0.35%的孕育剂，出炉铁液进入球化包后，对其球化处理和第一次孕育处理；
(3)第二次孕育处理；当铁水包中铁液高度出至铁水包2/3时，在出铁槽中均匀撒入质量相当于出炉铁液质量的0.3～0.5%的孕育剂，铁液进入出铁槽后，对其第二次孕育处理；
(4)第三次孕育处理；铁液浇注时，随铁液再次加入质量相当于铁液质量的0.1～0.5%的孕育剂以对其第三次孕育处理；
(5)浇铸。
2.根据权利要求1所述的发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，其特征在于：第一球化剂的组成成分为：Y：2～7%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Sb：0.3～0.4%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
3.根据权利要求1所述的发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，其特征在于：第二球化剂的组成成分为：Re：2～4%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
4.根据权利要求1所述的发动机干式气缸用球墨铸铁的制备方法，其特征在于：孕育剂的组成成分为：Si：72～76%，Ca：0.1～1.0%，Al：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。
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| CN105483513A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-13 | 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 | 一种高硬度耐磨灰铸铁柴油发动机缸体材料及其制备方法 |
| CN107365939A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-21 | 广东荻赛尔机械铸造股份有限公司 | 发动机用铸铁及其制备方法 |
| CN108504921A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-09-07 | 宁波力古机械制造有限公司 | 一种无油机转子座及制备方法 |
| CN109402492A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-01 | 北京工业大学 | 一种含碳化物球墨铸铁铁水的炉外处理方法 |
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