CN105369116A - 一种离心铸造生产的花斑气缸套及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内孔表面花斑气缸套及其生产工艺。所述的花斑气缸套的成分重量百分比如下：C3.5～3.9，Si2.6～3.0，P<0.02，Cu0.7～0.9，Ni0.2～0.4，Bi0.04～0.08，Nb0.1～0.3，Mg0.03～0.06，Ce0.02～0.04，余量为铁；所述为一种高性能球墨铸铁气缸套，其球状石墨数量（视场直径为70mm）不少于200个，基体组织为粒状珠光体。与现有技术相比，通过本发明的配方和生产工艺获得的气缸套的内孔依次经过精磨和抛光工序后在表层形成类似于花斑状的表面石墨与WS2的合金层，因此气缸套内孔无需绗磨网纹、储油性、润滑性、减磨性能更好，并且克服了灰铸铁气缸套储油性差、与活塞磨合期长、强度低、塑性差的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心铸造生产的花斑气缸套及其生产工艺，属于发动机配件生产技术领域。
背景技术
气缸套是发动机的核心零件之一，目前提高其储油性能、减少与活塞磨合时间主要依靠提高网纹质量或者其它表面处理方法。此类措施由于成本高、过程控制复杂，且效果有限，并且目前主要使用为灰铸铁气缸套，这种气缸套具有强度低、塑性差、储油性差以及与活塞磨合期长的缺点。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种的离心铸造生产的花斑气缸套及其生产工艺，用来满足发动机对气缸套储油性与磨合性的高要求。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种离心铸造生产的花斑气缸套，所述的花斑气缸套的成分重量百分比如下：C3.5～3.9，Si2.6～3.0，P<0.02，
Cu0.7～0.9，Ni0.2～0.4，Bi0.04～0.08，Nb0.1～0.3，
Mg0.03～0.06，Ce0.02～0.04，余量为铁；
进一步，所述的花斑气缸套在视场直径为70mm时观察到的球状石墨数量至少200个，球径为10到30微米，且均匀分布。
进一步，所述的花斑气缸套的基体组织为粒状珠光体。
进一步，所述的花斑气缸套的硬度为220～300HBW。
进一步，所述的花斑气缸套内孔依次经过精磨和抛光工序后，形成一层0.2微米厚的类似花斑状的表面合金层。
上述花斑气缸套的性能为硬度为220-300HBW，抗拉强度＞800Mpa，延伸率＞5%，减磨性、润滑性好，与活塞磨合期短；
一种离心铸造生产上述的花斑气缸套的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、按上述的花斑气缸套的成分重量百分比进行配料；
步骤2、将步骤1中配料用离心铸造生产出来气缸套毛坯；
步骤3、气缸套毛坯出模温度为900～950℃，出模后立即喷雾冷却至700℃时送入隧道炉，隧道炉出炉后进行空冷；
步骤4、气缸套毛坯经过粗加工后进行530℃3小时去应力退火；
步骤5、依次经过精磨、抛光工序后获得基体组织为粒状珠光体的球铁花斑气缸套。
进一步，步骤3中气缸套毛坯送入隧道炉进行四段式保温，每50℃一段，每段保温30分钟。
与现有技术相比，通过本发明的配方和生产工艺获得的气缸套的内孔依次经过精磨和抛光工序后在表层形成类似于花斑状的表面石墨与WS2的合金层，因此气缸套内孔无需绗磨网纹、储油性、润滑性、减磨性能更好，并且克服了灰铸铁气缸套储油性差、与活塞磨合期长、强度低、塑性差的缺点。
附图说明
图1是本发明的花斑气缸套内孔依次精磨和抛光后的照片。
图2是本发明的花斑气缸套的石墨照片。
图3是本发明的花斑气缸套的基体组织照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
一种离心铸造生产的花斑气缸套，所述的花斑气缸套的成分重量百分比如下：C3.5～3.9，Si2.6～3.0，P<0.02，
Cu0.7～0.9，Ni0.2～0.4，Bi0.04～0.08，Nb0.1～0.3，
Mg0.03～0.06，Ce0.02～0.04，余量为铁；
如图1图2图3所示，花斑气缸套在视场直径为70mm时观察到的球状石墨数量至少200个，球径为10到30微米，且均匀分布。花斑气缸套的基体组织为粒状珠光体。花斑气缸套的硬度为220～300HBW。花斑气缸套内孔依次经过精磨和抛光工序后，形成一层0.2微米厚的类似花斑状的表面合金层。
花斑气缸套的性能为硬度为220-300HBW，抗拉强度＞800Mpa，延伸率＞5%，减磨性、润滑性好，与活塞磨合期短；
一种离心铸造生产上述的花斑气缸套的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、按上述的花斑气缸套的成分重量百分比进行配料；
步骤2、将步骤1中配料用离心铸造生产出来气缸套毛坯；
步骤3、气缸套毛坯出模温度为900～950℃，出模后立即喷雾冷却至700℃时送入隧道炉进行四段式保温，每50℃一段，每段保温30分钟。隧道炉出炉后进行空冷；
步骤4、气缸套毛坯经过粗加工后进行530℃3小时去应力退火；
步骤5、依次经过精磨、抛光工序后获得基体组织为粒状珠光体的球铁花斑气缸套。
经过上述工艺得到的花斑气缸套的性能为硬度为220-300HBW，抗拉强度＞800Mpa，延伸率＞5%，减磨性、润滑性好，与活塞磨合期短。
实施例2
通过水冷金属型离心铸造法生产毛坯，其成分重量百分组成为（%）如下：C:3.80-3.90，Si:2.6-2.8，P:＜0.1，S:＜0.02，Ni：0.2-0.3，Cu：0.7-0.9，Bi0.04-0.08,Nb0.1-0.3%,残留Mg:0.02-0.06，Ce：0.02-0.04，余量为铁；
毛坯制备过程：
1）、采用500Kg中频感应电炉熔炼，熔炼温度1500℃-1550℃，铁水熔化后静置10分钟；一次孕育剂为75SiFe；球化剂牌号FeSiMg6RE2；二次孕育剂为硅锶。
2）、采用单工位离心浇注机进行浇注：将静置后的铁水先倒入大浇包（堤坝式浇包）浇包底部依次放有球化剂、75SiFe孕育剂、并用草木灰进行覆盖；然后转入浇火勺中进行浇注，同时进行二次孕育（勺底孕育），浇铸温度1450℃-1490℃，转速1500-1600转/分，毛坯壁厚18mm，出缸温度为900℃至950℃，出缸后立即喷雾冷却至700℃于隧道炉(四段式保温，每50℃一段，每段保温30分钟），隧道炉出缸后空冷，毛坯粗加工之后进行530℃3小时去应力。
热处理及机加工：毛坯粗加工之后进行530℃3小时回火处理，最后经过精磨、抛光工序后获得所述气缸套。
从图1图2图3中可以看出，获得的气缸套组织为粒状珠光体，石墨球径为25微米，球状石墨数量（视场直径70mm）200-250个。气缸套的硬度平均为225HB，抗拉强度大于810Mpa，延伸率大于5%。
Claims (7)
1.一种离心铸造生产的花斑气缸套，其特征在于：所述的花斑气缸套的成分重量百分比如下：C3.5～3.9，Si2.6～3.0，P<0.02，
Cu0.7～0.9，Ni0.2～0.4，Bi0.04～0.08，Nb0.1～0.3，
Mg0.03～0.06，Ce0.02～0.04，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的离心铸造生产的花斑气缸套，其特征在于：所述的花斑气缸套在视场直径为70mm时观察到的球状石墨数量至少200个，球径为10到30微米，且均匀分布。
3.根据权利要求1所述的离心铸造生产的花斑气缸套，其特征在于：所述的花斑气缸套的基体组织为粒状珠光体。
4.根据权利要求1所述的离心铸造生产的花斑气缸套，其特征在于：所述的花斑气缸套的硬度为220～300HBW。
5.根据权利要求1所述的离心铸造生产的花斑气缸套，其特征在于：所述的花斑气缸套内孔依次经过精磨和抛光工序后，形成一层0.2微米厚的类似花斑状的表面合金层。
6.一种离心铸造生产的花斑气缸套的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、按上述的花斑气缸套的成分重量百分比进行配料；
步骤2、将步骤1中配料用离心铸造生产出来气缸套毛坯；
步骤3、气缸套毛坯出模温度为900～950℃，出模后立即喷雾冷却至700℃时送入隧道炉，隧道炉出炉后进行空冷；
步骤4、气缸套毛坯经过粗加工后进行530℃3小时去应力退火；
步骤5、依次经过精磨、抛光工序后获得基体组织为粒状珠光体的球铁花斑气缸套。
7.根据权利要求6所述的离心铸造生产的花斑气缸套的生产工艺，其特征在于：所述的步骤3中气缸套毛坯送入隧道炉进行四段式保温，每50℃一段，每段保温30分钟。
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