CN106367665A - 一种用于生产气门座圈的铸铁材料及气门座圈生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生产气门座圈的铸铁材料，该材料各组分的质量百分比为：硼0.05～0.15％、铬1.5％～2.5％、铜0.5～1.5％、钛0.05～0.1％、锰1.5～2.5％、硅2.2～3.2％、硫<0.08％、磷<0.08％，其余为铁；本发明还提供了一种气门座圈生产方法，依次包括如下步骤：备料‑熔炼‑铸造‑机加工；该材料，适宜高温及腐蚀环境下的高速冲击，大大提高了气门座圈的使用寿命，原材料成本低；本发明方法，无需经过高温回火步骤，缩短了生产时间，降低了生产成本。

Description

一种用于生产气门座圈的铸铁材料及气门座圈生产方法

技术领域

本发明涉及高速抗冲击材料，特别涉及一种用于生产气门座圈的铸铁材料，还涉及一种气门座圈生产方法。

背景技术

发动机气门座圈承受气门在高温及腐蚀环境下的高速冲击，目前的铸铁材料生产出的气门座圈使用寿命低，生产工艺复杂且包括钒、钼等贵金属材料，生产成本高；气门座圈铸造生产工艺有粉末冶金或用各种材料经熔炼后生产出白口组织，再经过高温回火，这样生产过程长，并且生产成本高，因此需对生产气门座圈的材料进行改进，进而简化复杂的生产工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于生产气门座圈的铸铁材料，适宜高温及腐蚀环境下的高速冲击，可大大提高气门座圈的使用寿命，原材料成本低；本发明还提供一种气门座圈生产方法，无需经过高温回火步骤，能缩短生产时间，能降低生产成本。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

一种用于生产气门座圈的铸铁材料，该材料各组分的质量百分比为：硼0.05～0.15％、铬1.5％～2.5％、铜0.5～1.5％、钛0.05～0.1％、锰1.5～2.5％、硅2.2～3.2％、硫<0.08％、磷<0.08％，其余为铁。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

用上述的材料生产气门座圈的方法，依次包括如下步骤：备料-熔炼-铸造-机加工；

备料：硼0.05～0.15％、铬1.5％～2.5％、铜0.5～1.5％、钛0.05～0.1％、锰1.5～2.5％、硅2.2～3.2％、硫<0.08％、磷<0.08％，其余为铁；

熔炼：把一半的铁加入中频炉内融化至1300-1500℃，然后加入合金：硼、铬、铜、钛、锰、硅、硫、磷，待合金在炉内融化均匀后，出炉20-30％的铁水，马上向铁水中加入剩余的铁融化成铁水；

铸造：根据产品内径的大小调配离心浇注机的转速，将离心浇注机上的金属模加热至350℃，喷上脱模涂料，加入熔炼步骤中最终得到的铁水，打开冷却金属模的冷却水，使金属模的温度保持在350℃，当铁水在离心力的作用下成型至420-480℃时停机出模空冷成铸件；

机加工：当铸件冷却至常温时即可进行加工，工序依次为：粗车内外圆、精车内外圆、切片、磨外圆、防锈包装。

进一步，铁为废生铁或废铁屑。

本发明的有益效果是：

使用本发明的铸铁材料，原材料的获取成本低廉，适宜高温及腐蚀环境下的高速冲击，机械强度好，生产的气门座圈使用寿命高，能简化气门座圈生产工艺；本发明的方法：生产的铸件直接上机床加工，不需要高温回火热处理，缩短了生产时间，大大降低了生产成本；采用金属模离心铸造、生产效率高；采用铁屑不间断熔炼，达到废物利用和降低生成成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例一

本实施例的气门座圈生产方法，依次包括如下步骤：备料-熔炼-铸造-机加工；

1)备料：硼0.05％、铬2.5％、铜1.5％、钛0.05％、锰1.5％、硅2.2％、硫0.07％、磷0.02％，其余为铁；

2)熔炼：把一半的铁加入中频炉内融化至1400℃，然后加入合金：硼、铬、铜、钛、锰、硅、硫、磷，待合金在炉内融化均匀后，出炉25％的铁水，马上向铁水中加入剩余的铁融化成铁水；

3)铸造：根据产品内径的大小调配离心浇注机的转速，将离心浇注机上的金属模加热至350℃，喷上脱模涂料，加入熔炼步骤中最终得到的铁水，打开冷却金属模的冷却水，使金属模的温度保持在350℃，当铁水在离心力的作用下成型至450℃时停机出模空冷成铸件；

4)机加工：当铸件冷却至常温时即可进行加工，工序依次为：粗车内外圆、精车内外圆、切片、磨外圆、防锈包装。

实施例二

本实施例的气门座圈生产方法，依次包括如下步骤：备料-熔炼-铸造-机加工；

1)备料：硼0.1％、铬2％、铜0.5％、钛0.1％、锰2.4％、硅3％、硫0.01％、磷0.04％，其余为废生铁；

2)熔炼：把一半的废生铁加入中频炉内融化至1300℃，然后加入合金：硼、铬、铜、钛、锰、硅、硫、磷，待合金在炉内融化均匀后，出炉30％的铁水，马上向铁水中加入剩余的废生铁融化成铁水；

3)铸造：根据产品内径的大小调配离心浇注机的转速，将离心浇注机上的金属模加热至350℃，喷上脱模涂料，加入熔炼步骤中最终得到的铁水，打开冷却金属模的冷却水，使金属模的温度保持在350℃，当铁水在离心力的作用下成型至420℃时停机出模空冷成铸件；

4)机加工：当铸件冷却至常温时即可进行加工，工序依次为：粗车内外圆、精车内外圆、切片、磨外圆、防锈包装。

实施例三

本实施例的气门座圈生产方法，依次包括如下步骤：备料-熔炼-铸造-机加工；

1)备料：硼0.15％、铬1.5％、铜1％、钛0.08％、锰2.5％、硅3.2％、硫0.05％、磷0.06％，其余为废铁屑；

2)熔炼：把一半的废铁屑加入中频炉内融化至1500℃，然后加入合金：硼、铬、铜、钛、锰、硅、硫、磷，待合金在炉内融化均匀后，出炉20％的铁水，马上向铁水中加入剩余的废铁屑融化成铁水；

3)铸造：根据产品内径的大小调配离心浇注机的转速，将离心浇注机上的金属模加热至350℃，喷上脱模涂料，加入熔炼步骤中最终得到的铁水，打开冷却金属模的冷却水，使金属模的温度保持在350℃，当铁水在离心力的作用下成型至480℃时停机出模空冷成铸件；

4)机加工：当铸件冷却至常温时即可进行加工，工序依次为：粗车内外圆、精车内外圆、切片、磨外圆、防锈包装。

本发明采用适宜的元素配比和生产方法，使得本发明的材料具有较好的抗冲击性、耐腐蚀性、热稳定性和机械性能，以及加工性能，且生产成本较低。

本发明与现有材料相比：

1、适宜的硼B、铬Cr、和锰的配比，生成适量的莱氏体，提高了材料的抗冲击性；

2适当地铬Cr、铜Cu以及硅Si的含量比一般铸铁(Si<2.2％)高，既提高了材料的热稳定性又提高了材料的耐腐蚀性能；

3、由于硼B、铬Cr、铜Cu的加入能够显著提高材料的抗拉性能，使得用本材料生产的气门座圈的抗拉强度>HT250(国标要求>220Mpa)；

4、钛Ti既能够脱去铁液中的氧、硫又能够中和铁液中的氮，因而能够对铁液起到净化作用，钛元素的加入还细化了组织的共晶团和石墨，使得材料组织整体细化；

5、Cu、Ti的加入可以改善材料的加工性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种用于生产气门座圈的铸铁材料，其特征在于：该材料各组分的质量百分比为：硼0.05～0.15％、铬1.5％～2.5％、铜0.5～1.5％、钛0.05～0.1％、锰1.5～2.5％、硅2.2～3.2％、硫<0.08％、磷<0.08％，其余为铁。

2.用权利要求1所述的一种用于生产气门座圈的铸铁材料生产气门座圈的方法，其特征在于：依次包括如下步骤：备料-熔炼-铸造-机加工；

备料：硼0.05～0.15％、铬1.5％～2.5％、铜0.5～1.5％、钛0.05～0.1％、锰1.5～2.5％、硅2.2～3.2％、硫<0.08％、磷<0.08％，其余为铁；

熔炼：把一半的铁加入中频炉内融化至1300-1500℃，然后加入合金：硼、铬、铜、钛、锰、硅、硫、磷，待合金在炉内融化均匀后，出炉20-30％的铁水，马上向铁水中加入剩余的铁融化成铁水；

铸造：根据产品内径的大小调配离心浇注机的转速，将离心浇注机上的金属模加热至350℃，喷上脱模涂料，加入熔炼步骤中最终得到的铁水，打开冷却金属模的冷却水，使金属模的温度保持在350℃，当铁水在离心力的作用下成型至420-480℃时停机出模空冷成铸件；

机加工：当铸件冷却至常温时即可进行加工，工序依次为：粗车内外圆、精车内外圆、切片、磨外圆、防锈包装。

3.根据权利要求2所述的生产气门座圈的方法，其特征在于：所述铁为废生铁或废铁屑。