CN105734400A - 一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套及其生产方法，所述的气缸套由以下重量百分比的原料制成：碳：2.6%～3.0%，硅：1.5%?1.7%，锰：0.5%～1.2%，0＜硫≤0.05%，镍：0.8%～1.5%，钼：0.2%～0.6%，铜：0.2%～1.0%，硅锶锆孕育剂：0.8%～1.0%，余量为铁。其生产步骤如下为：配料、熔炼、孕育、铸造、强制降温及保温出炉。本发明有效的降低了合金中碳、硅元素的含量，同时增加了铜、钼及镍元素，又提高了气缸套自身的身的耐磨性能，是气缸套强度与耐磨性均得到了极大的提高。
Description
技术领域
本发明属气缸套生产领域，具体涉及一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套及其生产方法。
背景技术
目前，市场上灰铸铁气缸套常见的表面处理有：内孔感应淬火、整体气体渗氮、内孔镀陶、内孔镀铬、镀锌等等。其中内孔感应淬火比较普遍，并且成本较低，普通的感应淬火气缸套，感应淬火层在0.2-0.8之间，淬火层表面硬度42-52HRC之间。内孔的耐磨性一般，并且由于内孔是感应淬火层，内孔加工过程会造成石墨的严重撕裂，呈现在表面就是肉眼可见的石墨坑数较多，对内孔网纹质量的控制造成了不小的麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套及其生产方法。
基于上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套，所述的气缸套由以下重量百分比的原料制成：碳：2.6%～3.0%，硅：1.5%～1.7%，锰：0.5%～1.2%，0＜硫≤0.05%，镍：0.8%～1.5%，钼：0.2%～0.6%，铜：0.2%～1.0%，硅锶锆孕育剂：0.8%～1.0%，余量为铁。
上述的超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套的生产方法，包括铸造和机加工，其中铸造的生产步骤如下：
（1）配料，按比例将原料碳、硅、锰、硫、镍、钼、铜及铁进行配料；
（2）熔炼，将配好的原料放置到感应电炉内升温熔炼，当炉温为1550～1600℃时，将熔融状态原料出炉；
（3）孕育，熔融状态原料出炉前加入硅锶锆孕育剂进行孕育处理；
（4）铸造，将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产气缸套铸件；
（5）强制降温，经铸造成型的气缸套铸件出模后，强制降温至500-650℃，
然后放入铸件框中即可。
机加工的生产步骤如下：
（1）粗车、粗镗、修车，去除外圆及内孔的2.5-3mm的加工余量；
（2）500℃去应力退火3-4h，残余应力检测值≤15MPa；
（3）精镗内孔、半精车外圆；
（4）内孔高频感应淬火后400℃2~3h高温回火，高频感应淬火的功率为75KW；
（5）粗磨内孔、精车外圆、精磨内孔；精磨砂条CBN150#，珩磨压力≤350KG；
（6）使用ImageJ软件对内孔珩磨后的石墨坑进行评定，如图2所示，规定视场面积为36mm2；十个视场综合评定：面积≥0.003mm2的石墨坑个数不超过99个，并且所有面积≥0.003mm2的石墨坑面积之和不超过十个视场总面积的1.2%，则气缸套内孔合格（如图4所示），反之则不合格（如图3所示）。
本发明的有益效果是：有效的降低了合金中碳、硅元素的含量，同时增加了铜、钼及镍元素，从而使气缸套材质可以在极低的成本条件下获得类似于贝氏体强度的同时又提高了气缸套磨损面石墨坑的评定，使气缸套强度与内孔磨损面的石墨坑评定结果均得到了极大的提高；同时对淬火气缸套内孔网纹的控制能力明显提高一个档次。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为内孔石磨坑评定简图；
图3内孔石磨坑为低石墨坑数量图片；
图4内孔石磨坑为正常石墨坑数量图片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套，所述的气缸套由以下重量百分比的原料制成：碳：2.6%，硅：1.5%，锰：0.5%，硫：0.01%，镍：0.8%，钼：0.2%，铜：0.2%，硅锶锆孕育剂：0.8%，余量为铁。
上述的超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套的生产方法，如图1所示，包括铸造和机加工，其中铸造的生产步骤如下：
（1）配料，按比例将原料碳、硅、锰、硫、镍、钼、铜及铁进行配料；
（2）熔炼，将配好的原料放置到感应电炉内升温熔炼，当炉温为1550～1600℃时，将熔融状态原料出炉；
（3）孕育，熔融状态原料出炉前加入硅锶锆孕育剂进行孕育处理；
（4）铸造，将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产气缸套铸件；
（5）强制降温，经铸造成型的气缸套铸件出模后，强制降温至500-650℃，
然后放入铸件框中即可。得到的铸件内壁磨损面的石墨长度严格控制在4-6级（ASTMA247），随机分布的A型石墨≥95%；抗拉强度≥401MPa。
机加工的生产步骤如下：
（1）粗车、粗镗、修车，去除外圆及内孔的2.5-3mm的加工余量；
（2）500℃去应力退火3-4h，去除粗加工所造成的残余应力，残余应力检测值≤15MPa；
（3）精镗内孔、半精车外圆；
（4）内孔高频感应淬火后400℃2~3h高温回火，高频感应淬火的功率为75KW；内孔感应淬火层厚度≥1.5mm，淬火层表面硬度≥58HRC；
（5）粗磨内孔、精车外圆、精磨内孔；精磨砂条CBN150#，珩磨压力≤350KG；
（6）使用ImageJ软件对内孔珩磨后的石墨坑进行评定，规定视场面积为36mm2；十个视场综合评定：面积≥0.003mm2的石墨坑个数不超过55个，并且所有面积≥0.003mm2的石墨坑面积之和不超过十个视场总面积的0.6%，气缸套内孔合格。
实施例2
一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套，如图1所示，所述的气缸套由以下重量百分比的原料制成：碳：3.0%，硅：1.7%，锰：1.2%，硫：0.05%，镍：1.5%，钼：0.6%，铜：1.0%，硅锶锆孕育剂：1.0%，余量为铁。
上述的超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套的生产方法，包括铸造和机加工，其中铸造的生产步骤如下：
（1）配料，按比例将原料碳、硅、锰、硫、镍、钼、铜及铁进行配料；
（2）熔炼，将配好的原料放置到感应电炉内升温熔炼，当炉温为1550～1600℃时，将熔融状态原料出炉；
（3）孕育，熔融状态原料出炉前加入硅锶锆孕育剂进行孕育处理；
（4）铸造，将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产气缸套铸件；
（5）强制降温，经铸造成型的气缸套铸件出模后，强制降温至500-650℃，
然后放入铸件框中即可。得到的铸件内壁磨损面的石墨长度严格控制在4-6级（ASTMA247）,随机分布的A型石墨≥95%；抗拉强度≥401MPa；
机加工的生产步骤如下：
（1）粗车、粗镗、修车，去除外圆及内孔的2.5-3mm的加工余量；
（2）500℃去应力退火3-4h，去除粗加工所造成的残余应力，残余应力检测值≤15MPa；
（3）精镗内孔、半精车外圆；
（4）内孔高频感应淬火后400℃2~3h高温回火，高频感应淬火的功率为75KW；内孔感应淬火层厚度≥1.5mm，淬火层表面硬度≥58HRC；
（5）粗磨内孔、精车外圆、精磨内孔；精磨砂条CBN150#，珩磨压力≤350KG；
（6）使用ImageJ软件对内孔珩磨后的石墨坑进行评定，规定视场面积为36mm2；十个视场综合评定：面积≥0.003mm2的石墨坑个数69个，并且所有面积≥0.003mm2的石墨坑面积之和不超过十个视场总面积的0.8%，气缸套内孔合格。
Claims (3)
1.一种超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套，其特征在于：所述的气缸套由以下重量百分比的原料制成：碳：2.6%～3.0%，硅：1.5%～1.7%，锰：0.5%～1.2%，0＜硫≤0.05%，镍：0.8%～1.5%，钼：0.2%～0.6%，铜：0.2%～1.0%，硅锶锆孕育剂：0.8%～1.0%，余量为铁。
2.权利要求1所述的超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套的生产方法，其特征在于，包括铸造和机加工，其中铸造的生产步骤如下：
（1）配料，按比例将原料碳、硅、锰、硫、镍、钼、铜及铁进行配料；
（2）熔炼，将配好的原料放置到感应电炉内升温熔炼，当炉温为1550～1600℃时，将熔融状态原料出炉；
（3）孕育，熔融状态原料出炉前加入硅锶锆孕育剂进行孕育处理；
（4）铸造，将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产气缸套铸件；
（5）强制降温，经铸造成型的气缸套铸件出模后，强制降温至500-650℃，
然后放入铸件框中即可。
3.根据权利要求2所述的超低石墨坑数量灰铸铁淬火气缸套的生产方法，其特征在于，机加工的生产步骤如下：
（1）粗车、粗镗、修车，去除外圆及内孔的2.5-3mm的加工余量；
（2）500℃去应力退火3-4h，残余应力检测值≤15MPa；
（3）精镗内孔、半精车外圆；
（4）内孔高频感应淬火后400℃2~3h高温回火，高频感应淬火的功率为75KW；
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