CN104805263A - 一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
铸铁的排气歧管铸造，包括顺序进行的以下步骤：原材料融化、成分调节、浇注和退火处理，所述退火处理步骤中对坯料的保温分阶段进行；所述浇注步骤还包括加热工步，所述加热工步位于向砂型中倾倒熔融金属液之间，且加热工步为对砂型进行多点独立加热。本工艺路线简单，便于控制产品中的一次碳化物，利于产品的强度、使用寿命和成品率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造方法领域，特别是涉及一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺。
背景技术
排气歧管，是与发动机气缸体相连的，将各缸的排气集中起来导入排气总管的，带有分歧管路的排气装置, 排气歧管对发动机动力性能、发动机燃油经济性能、排放标准、发动机的成本、匹配的整车前舱布置及温度场等均具有较大影响。
同时排气歧管是汽车部件中工作条件最为恶劣的零件之一，工作过程中承受着从环境温度到近千摄氏度的温度变化，同时还要满足气密性、耐久性和通畅性等要求。现有技术中汽车发动机正朝着小型化、功率增大化的方向发展，这就使得气缸的排气压力也随之升高，这对排气歧管的强度等性能等提出了更高要求。球墨铸铁的耐热性好，现有技术中仍有大量排气温度较高的车辆沿用材质为球墨铸铁的排气歧管，研制和开发出更为优越的排气歧管铸造工艺任然为汽车工业中的重要课题。
发明内容
针对上述球墨铸铁的耐热性好，现有技术中仍有大量排气温度较高的车辆沿用材质为球墨铸铁的排气歧管，研制和开发出更为优越的排气歧管铸造工艺任然为汽车工业中的重要课题的问题，本发明提供了一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺。
针对上述问题，本发明提供的一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺通过以下技术要点来达到发明目的：一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，用于材质为球墨铸铁的排气歧管铸造，包括顺序进行的以下步骤：原材料融化、成分调节、浇注和退火处理；所述退火处理步骤中对坯料的保温分阶段进行，第一阶段的保温时间介于2-3h之间，保温温度介于890-930℃之间，保温后炉冷至第二阶段，第二阶段的保温时间介于1.5-2h之间，保温温度为710-735℃，保温后炉冷至第三阶段，第三阶段的保温时间介于3-4h之间，保温温度介于580-610℃，保温后空冷；所述浇注步骤还包括加热工步，所述加热工步位于向砂型中倾倒熔融金属液之间，且加热工步为对砂型进行多点独立加热。
本发明中，通过对退火处理步骤的限定，通过退火处理分阶段进行的工艺特点，可实现对铸件成品的完全退火，消除成品中的一次碳化物；设置的加热工部用于对砂型进行加热，以避免砂型与金属液温差过大、或砂型各点厚度不均导致在砂型在升温过程中各点温差较大，使得砂型穿孔或裂纹，造成产品报废；采用多点独立加热的形式利于砂型各点温度的均匀性。作为优选方案，可通过延长对砂型的升温时间的措施以最大保护砂型。
更进一步的技术方案为：
所述成分调节步骤终了后，熔融金属中碳元素的含量介于3.4-3.7%之间，硅元素的含量介于1.7-2.6%之间，镁元素的含量介于0.02-0.03%之间；所述浇注步骤的初始温度介于1370-1430℃之间；作为一种易于获取且便于成分调节的原料配比形式，在原材料融化步骤中，所用的原材料包括生铁Q10、硅铁、稀土镁铁合金。对成分调节步骤终了后熔融金属中成分、浇注步骤的初始温度限定的限定使得得到的毛坯金相组织中，石墨形态好，基体中包括含量少于4.5%的珠光体；配合退火处理步骤的工艺参数限定，使得得到的毛坯的抗拉强度不小于530MPa，硬度HB介于165-170之间。
作为一种性能良好的孕育剂，所述硅铁为FeSi75Al3。
作为一种利于毛坯性能的硅铁形式，所述硅铁为铁粒，且铁粒的粒度介于5-12mm之间。
为避免浇注过程中熔融金属液的化学成分偏析或过分氧化，所述浇注步骤持续的时间不大于8s。
本发明具有以下有益效果：
本发明工艺路线简单，通过对退火处理步骤的限定，通过退火处理分阶段进行的工艺特点，可实现对铸件成品的完全退火，消除成品中的一次碳化物；设置的加热工部用于对砂型进行加热，以避免砂型与金属液温差过大、或砂型各点厚度不均导致在砂型在升温过程中各点温差较大，使得砂型穿孔或裂纹，造成产品报废；采用多点独立加热的形式利于砂型各点温度的均匀性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1：
一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，用于材质为球墨铸铁的排气歧管铸造，包括顺序进行的以下步骤：原材料融化、成分调节、浇注和退火处理，所述退火处理步骤中对坯料的保温分阶段进行，第一阶段的保温时间介于2-3h之间，保温温度介于890-930℃之间，保温后炉冷至第二阶段，第二阶段的保温时间介于1.5-2h之间，保温温度为710-735℃，保温后炉冷至第三阶段，第三阶段的保温时间介于3-4h之间，保温温度介于580-610℃，保温后空冷；所述浇注步骤还包括加热工步，所述加热工步位于向砂型中倾倒熔融金属液之间，且加热工步为对砂型进行多点独立加热。
本发明中，通过对退火处理步骤的限定，通过退火处理分阶段进行的工艺特点，可实现对铸件成品的完全退火，消除成品中的一次碳化物；设置的加热工部用于对砂型进行加热，以避免砂型与金属液温差过大、或砂型各点厚度不均导致在砂型在升温过程中各点温差较大，使得砂型穿孔或裂纹，造成产品报废；采用多点独立加热的形式利于砂型各点温度的均匀性。作为优选方案，可通过延长对砂型的升温时间的措施以最大保护砂型。故本工艺路线利于产品的强度、使用寿命和成品率。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：所述成分调节步骤终了后，熔融金属中碳元素的含量介于3.4-3.7%之间，硅元素的含量介于1.7-2.6%之间，镁元素的含量介于0.02-0.03%之间；所述浇注步骤的初始温度介于1370-1430℃之间。对成分调节步骤终了后熔融金属中成分、浇注步骤的初始温度限定的限定使得得到的毛坯金相组织中，石墨形态好，基体中包括含量少于4.5%的珠光体；配合退火处理步骤的工艺参数限定，使得得到的毛坯的抗拉强度不小于530MPa，硬度HB介于165-170之间。
作为一种易于获取且便于成分调节的原料配比形式，在原材料融化步骤中，所用的原材料包括生铁Q10、硅铁、稀土镁铁合金。
作为一种性能良好的孕育剂，所述硅铁为FeSi75Al3。
作为一种利于毛坯性能的硅铁形式，所述硅铁为铁粒，且铁粒的粒度介于5-12mm之间。
为避免浇注过程中熔融金属液的化学成分偏析或过分氧化，所述浇注步骤持续的时间不大于8s。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，用于材质为球墨铸铁的排气歧管铸造，包括顺序进行的以下步骤：原材料融化、成分调节、浇注和退火处理，其特征在于，所述退火处理步骤中对坯料的保温分阶段进行，第一阶段的保温时间介于2-3h之间，保温温度介于890-930℃之间，保温后炉冷至第二阶段，第二阶段的保温时间介于1.5-2h之间，保温温度为710-735℃，保温后炉冷至第三阶段，第三阶段的保温时间介于3-4h之间，保温温度介于580-610℃，保温后空冷；所述浇注步骤还包括加热工步，所述加热工步位于向砂型中倾倒熔融金属液之间，且加热工步为对砂型进行多点独立加热。
2.根据权利要求1所述的一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，其特征在于，所述成分调节步骤终了后，熔融金属中碳元素的含量介于3.4-3.7%之间，硅元素的含量介于1.7-2.6%之间，镁元素的含量介于0.02-0.03%之间；
在原材料融化步骤中，所用的原材料包括生铁Q10、硅铁、稀土镁铁合金。
3.根据权利要求2所述的一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，其特征在于，硅铁为FeSi75Al3。
4.根据权利要求3所述的一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，其特征在于，所述硅铁为铁粒，且铁粒的粒度介于5-12mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种可避免排气歧管型腔破裂的铸造工艺，其特征在于，所述浇注步骤持续的时间不大于8s。
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|---|---|---|---|---|
| CN107779574A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-03-09 | 广东中天创展球铁有限公司 | 一种球墨铸铁退火工艺 |
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2015
- 2015-04-22 CN CN201510193000.2A patent/CN104805263A/zh active Pending
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| CN107779574A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-03-09 | 广东中天创展球铁有限公司 | 一种球墨铸铁退火工艺 |
| CN107779574B (zh) * | 2017-12-18 | 2019-03-22 | 广东中天创展球铁有限公司 | 一种球墨铸铁退火工艺 |
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