CN105483517A - 一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料及其制备方法，该灰铸铁柴油发动机缸体材料的质量百分比成分为C2.8-3.2、Si2.2-2.6、Ni4.4-4.8、Cr1.9-2.3、Cu3.5-4.0、Mn0.2-0.4、In0.3-0.6、Ge0.2-0.4、La0.05-0.1、Pm0.04-0.08、Gd0.03-0.06、P0.04-0.07、S0.02-0.04、余量为Fe。本发明制得的灰铸铁材料具有耐腐蚀性优异，强度高，韧性好，耐热性好等特点。

Description

一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铸铁材料，具体涉及一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料及其制备方法。
背景技术
柴油发动机是由缸体和缸盖两大部分组成，通过螺栓相互连接起来，其中缸体是柴油发动机乃至汽车中最重要的零件之一，是柴油发动机的基础零件和骨架，同时又是柴油发动机总装配时的基础零件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证柴油发动机的换气、冷却和润滑；提供各种辅助系统、部件及柴油发动机的安装。柴油发动机缸体材料的加工质量直接影响柴油发动机的质量，进而影响到汽车整体的质量，因此柴油发动机缸体的性能长期以来一直受到国内外汽车生产企业的重视。缸体的工作条件决定了缸体必须具有高强度、高刚度、高硬度、高耐磨性以及良好的散热性和切削性，同时要有很好的密封性、防漏性、减振性等。近几年随着汽车工业的快速发展，对柴油发动机缸体材料的性能要求越来越高。而目前我国生产的灰铸铁柴油发动机缸体材料存在着耐腐蚀性差的缺点，无法满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于针对性现有技术的不足，提供一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料，其质量百分比成分为：C2.8-3.2、Si2.2-2.6、Ni4.4-4.8、Cr1.9-2.3、Cu3.5-4.0、Mn0.2-0.4、In0.3-0.6、Ge0.2-0.4、La0.05-0.1、Pm0.04-0.08、Gd0.03-0.06、P0.04-0.07、S0.02-0.04、余量为Fe。
一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用中频感应电炉进行熔炼，首先在炉底加入废钢、生铁、回炉料和硅铁，炉料熔化后加入镍铁、铬铁和锰铁，当铁水温度达到1480-1520℃时加入石墨电极粉进行增碳，然后加入其它铁合金来调整铁水化学成分，合金元素Cu以电解铜的方式在出炉前3-5min加入，当铁水温度达到1450-1500℃时静置保温10-15min，然后出炉；
（2）选择粒度为4-6mm的硅钡孕育剂加入到浇包内铁水的表面，在1470-1490℃下适当搅拌进行包内孕育处理；
（3）在浇包内加入粒度为2-5mm的稀土铬锰硅孕育剂在1455-1475℃下进行二次孕育处理；
（4）将孕育处理后的铁水浇注到粘土砂型中，浇注温度不低于1385℃；然后对成型的铸件进行热处理：先加热至460-520℃，保温2-3h，空冷至210-240℃，保温0.5-1h；然后加热至490-540℃，保温2-3h，再加热至780-820℃，保温3-5h，油冷至370-430℃，保温2-3h；最后加热至880-940℃，保温4-6h，雾冷至540-580℃，保温2-4h，再风冷至220-260℃，保温0.5-1h，再空冷至常温。
本发明的有益效果：
本发明提高Ni、Cu的含量以及加入适量的La、Pm、Gd等稀土合金，不仅使得灰铸铁的腐蚀产物层越致密，耐腐蚀性能越好，添加的In、Ge等合金元素可以提高灰铸铁的力学性能，改善灰铸铁的耐热性。本发明制得的灰铸铁材料具有耐腐蚀性优异，强度高，韧性好，耐热性好等特点。
具体实施例方式
实施例
一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料，其质量百分比成分为：C2.8-3.2、Si2.2-2.6、Ni4.4-4.8、Cr1.9-2.3、Cu3.5-4.0、Mn0.2-0.4、In0.3-0.6、Ge0.2-0.4、La0.05-0.1、Pm0.04-0.08、Gd0.03-0.06、P0.04-0.07、S0.02-0.04、余量为Fe。
一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用中频感应电炉进行熔炼，首先在炉底加入废钢、生铁、回炉料和硅铁，炉料熔化后加入镍铁、铬铁和锰铁，当铁水温度达到1510℃时加入石墨电极粉进行增碳，然后加入其它铁合金来调整铁水化学成分，合金元素Cu以电解铜的方式在出炉前4min加入，当铁水温度达到1485℃时静置保温15min，然后出炉；
（2）选择粒度为5mm的硅钡孕育剂加入到浇包内铁水的表面，在1480℃下适当搅拌进行包内孕育处理；
（3）在浇包内加入粒度为3mm的稀土铬锰硅孕育剂在1465℃下进行二次孕育处理；
（4）将孕育处理后的铁水浇注到粘土砂型中，浇注温度不低于1385℃；然后对成型的铸件进行热处理：先加热至480℃，保温3h，空冷至220℃，保温0.5h；然后加热至520℃，保温2.5h，再加热至800℃，保温4h，油冷至420℃，保温3h；最后加热至920℃，保温5h，雾冷至560℃，保温3h，再风冷至240℃，保温0.5h，再空冷至常温。
经检验，成品化学成分为：C3.05%、Si2.44%、Ni4.57%、Cr2.12%、Cu3.92%、Mn0.34%、In0.51%、Ge0.32%、La0.086%、Pm0.069%、Gd0.045%、P0.068%、S0.031%、余量为Fe。其力学性能为：抗拉强度364Mpa，硬度213HB。

Claims (2)

1.一种柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料，其特征在于，其质量百分比成分为：C2.8-3.2、Si2.2-2.6、Ni4.4-4.8、Cr1.9-2.3、Cu3.5-4.0、Mn0.2-0.4、In0.3-0.6、Ge0.2-0.4、La0.05-0.1、Pm0.04-0.08、Gd0.03-0.06、P0.04-0.07、S0.02-0.04、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机缸体用耐腐蚀合金铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采用中频感应电炉进行熔炼，首先在炉底加入废钢、生铁、回炉料和硅铁，炉料熔化后加入镍铁、铬铁和锰铁，当铁水温度达到1480-1520℃时加入石墨电极粉进行增碳，然后加入其它铁合金来调整铁水化学成分，合金元素Cu以电解铜的方式在出炉前3-5min加入，当铁水温度达到1450-1500℃时静置保温10-15min，然后出炉；
（2）选择粒度为4-6mm的硅钡孕育剂加入到浇包内铁水的表面，在1470-1490℃下适当搅拌进行包内孕育处理；
（3）在浇包内加入粒度为2-5mm的稀土铬锰硅孕育剂在1455-1475℃下进行二次孕育处理；
（4）将孕育处理后的铁水浇注到粘土砂型中，浇注温度不低于1385℃；然后对成型的铸件进行热处理：先加热至460-520℃，保温2-3h，空冷至210-240℃，保温0.5-1h；然后加热至490-540℃，保温2-3h，再加热至780-820℃，保温3-5h，油冷至370-430℃，保温2-3h；最后加热至880-940℃，保温4-6h，雾冷至540-580℃，保温2-4h，再风冷至220-260℃，保温0.5-1h，再空冷至常温。
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