CN108929979B - 一种球墨铸铁油缸座及其生产工艺 - Google Patents

一种球墨铸铁油缸座及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于球墨铸铁领域，公开了一种球墨铸铁油缸座的生产工艺，将铁液浇注于铸型中形成油缸座；铁液浇注温度为1340‑1360℃，缸内壁均布随形冷铁；浇注系统的直浇道、横浇道、内浇道的截面积为1.2～1.4:1.1～1.2:1；充型速度为100‑150Kg/秒；浇注过程为底注式；铁液成分为：C：3.65‑3.75，Si：2.20‑2.30，Mn：0.15‑0.25，P≤0.015，S：0.008‑0.015，Ti≤0.012，Cr≤0.010，Zn+Pb+V≤0.015，RE：0.0050‑0.0070，Mg：0.035‑0.045以及余量的铁和不可除杂质。通过该工艺制备得到的球墨铸铁油缸座的使用寿命由原来的18‑24个月提高至48个月以上。

Description

一种球墨铸铁油缸座及其生产工艺
技术领域
本发明涉及球墨铸铁领域，特别是一种球墨铸铁油缸座及其生产工艺。
背景技术
《厚大断面球墨铸铁油缸缸体的生产》柯志敏著，现代铸铁，2015-6；其记载了采用合理的随形成型冷铁，合理的浇注系统，优质的原材料，合适的铜和锑含量配比及严格的过程控制等，生产出符合客户要求的厚大断面油缸缸体。
该文献记载了如下结论：⑴无论在哪个位置取样，该铸件的球化率是比较高的，均达到90％，且石墨球数也比较多；从而不仅保证厚大断面铸件的致密性，而且减少缩松的倾向。
⑵合理使用随形成型冷铁，不仅可以提高球化率和增加石墨球数，还可以提高珠光体体积分数，确保有较高的硬度。
⑶设计合理的浇注系统，不仅能确保快速平稳充型，而且有效地避免渣子进入铸型，减少夹渣缺陷的产生。
⑷使用优质的原材料，如高纯生铁、增碳剂、球化剂，同时采用合成球铁熔炼工艺，为生产厚大断面球墨铸铁件提供优质的铁液。
⑸合适的w(Cu)和w(Sb)量，保证该铸件基体的珠光体体积分数为65％～85％，从而保证厚大断面铸件具有良好的综合力学性能。
本方案是在上述方案的基础上进一步改进，进一步大幅度延长材质为QT500-7油缸座的使用寿命。
在持续性的实验过程中发现，缸底与缸壁连接圆弧R位经常出现开裂漏油或无裂纹渗油失效，而此时油缸座使用寿命往往在18-24个月，造成较大的经济损失。经对失效处解剖(此处壁厚大于85mm)，金相分析(图1)：球化率90％，石墨大小：5级，石墨球数量：100个/mm2；屈服强度Rp0.2为：285MPa。分析认为：R位石墨球虽然圆整，但因其数量少，不够致密，同时285MPa的屈服强度仍无法承受油缸工作时产生的巨大压力，最终因漏油或渗油失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种球墨铸铁油缸座的生产工艺和球墨铸铁油缸座，通过该工艺制备得到的球墨铸铁油缸座的使用寿命由原来的18-24个月提高至48个月以上。
本发明提供的技术方案为：一种球墨铸铁油缸座的生产工艺，将铁液浇注于铸型中形成油缸座；
铁液浇注温度为1340-1360℃，缸内壁均布随形冷铁；浇注系统的直浇道、横浇道、内浇道的截面积为1.2～1.4:1.1～1.2:1；充型速度为100-150Kg/秒；浇注过程为底注式；
铁液成分为：C：3.65-3.75wt％，Si：2.20-2.30wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S：0.008-0.015wt％，Ti≤0.012wt％，Cr≤0.010wt％，Zn+Pb+V≤0.015wt％，RE：0.0050-0.0070wt％，Mg：0.035-0.045wt％以及余量的铁和不可除杂质。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，所述的冷铁的材质为HT150；冷铁厚度为油缸座缸壁厚度的50-60％；冷铁间四周间隙为10-15mm。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，过滤器设置在横浇道下，过滤器单独分布，且每个过滤器对应一个内浇道。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，所述的铁液在浇注前的熔炼步骤为：
步骤1：原铁液制备：将原料、增碳剂、硅铁熔化成为液态，使原铁液成分达到以下要求：C：3.70-3.80wt％，Si：1.18-1.32wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S≤0.020wt％，Ti≤0.012wt％，Cr≤0.010wt％，Zn+Pb+V≤0.015wt％以及余量的铁和不可除杂质；
步骤2：球化孕育处理：将原铁液升温至1490-1510℃，保温静置5分钟，然后将原铁液倒入铁水包扒渣，再倒入电炉内，此时补加相当于原料总重0.055-0.11％的增碳剂和0.077-0.12％的硅铁；当原铁液温度达到1430-1440℃时出液球化孕育处理，在出液球化孕育处理过程中，铁水包底放置相当于原料总重1.0％的球化剂并用相当于原料总重0.6％的矽钢片覆盖球化剂。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，在出液球化孕育处理过程中，孕育操作具体为：
当出铁液三分之一时加入孕育剂1，加入量相当于原料总重0.50％；
当出铁液三分之二时加入孕育剂1，加入量相当于原料总重0.35％；
当浇注时采用随流专用工具加入孕育剂2，加入量相当于原料总重0.15％；
孕育剂1成分：Si：74.94wt％，Ca：1.15wt％，Ba：2.70wt％，Al：1.11wt％，余Fe；粒度：3-8mm；
孕育剂2成分：Si：72.7wt％；Ca：1.01wt％；Zr：2.33wt％，Al：0.72wt％；S、O适量，余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，所述的球化剂成分为：Mg：5.58wt％，Si：44.1wt％，Y：0.95wt％，Ce：0.48wt％，Ca：1.51wt％，Al：0.57wt％，余Fe；粒度：3-20mm。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，所述的原料包括生铁、废钢打包料；
生铁的成分为：C：4.30-4.50wt％，Si：0.8-1.0wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S≤0.020wt％，Ti≤0.015wt％，Cr≤0.010wt％，Pb≤0.0030wt％，V≤0.0050wt％以及余量的铁和不可除杂质；
块状废钢打包料的成分为：C：0.01-0.07wt％，Si：0.03-0.05wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S≤0.010wt％，Ti≤0.0010wt％，Cr≤0.010wt％，Pb≤0.0030wt％，V≤0.0010wt％，Zn≤0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质；
所述的增碳剂为：固定碳：98.5wt％，S≤0.020wt％，粒度：2-5mm；
所述的硅铁为：Si：72.8wt％，Al：0.92wt％，余Fe。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，所述的生铁和块状废钢打包料的重量比为6-7:3-4。
在上述的球墨铸铁油缸座的生产工艺中，所述的步骤1中的增碳剂相当于原料总重的0.57-1.33％；所述的硅铁相当于原料总重的0.71-1.28％。
同时，本发明还公开了一种球墨铸铁油缸座，采用如上所述的生产工艺中制备得到。
本发明在采用上述技术方案后，其具有的有益效果为：
(1)70mm标准附铸试块的性能：抗拉强度Rm：532-578MPa，屈服强度Rp0.2:372-415MPa，断后伸长率：12.5-16.0％，硬度：175-189HB，球化率：90-96％，石墨大小：6级，珠光体体积分数：25-35％，铁素体体积分数：65-75％。
(2)油缸座底部、顶部本体金相中球化率达到94％以上、数量达到300个/mm2(图4、5所示)，差异小，且硬度差异也小，说明油缸座本体材质均匀性非常好，在使用过程，受到巨大压力时不易开裂。
(3)对油缸座进行破坏性试验：在图2所示出现裂纹失效R位处切开，进行着色探伤，未发现任何缺陷，特别是缩松、夹渣；金相中球化率为93％、数量300个/mm2(图6所示)；同时取样检测屈服强度Rp0.2，结果为：329-367MPa。
(4)经客户使用，证明：使用寿命显著提高，由原来的18-24个月提高至48个月以上。
附图说明
图1是本发明背景技术的油缸座的R位金相图；
图2是本发明实施例1的铸造过程的结构示意图；
图3是本发明实施例1的浇注系统的示意图；
图4是本发明实施例1的油缸座底部的金相图；
图5是本发明实施例1的油缸座顶部的金相图；
图6是本发明实施例1的油缸座的R位金相图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1：
一种球墨铸铁油缸座的生产工艺：
一、铸造工艺设计：油缸座1的缸口朝下，缸内壁均布随形冷铁2(图2)，冷铁2间四周间隙为10mm，冷铁2材料为HT150、冷铁2厚度为油缸座1缸壁厚度的50％。冷铁2的使用面必须抛丸除锈。浇注系统3(图3)，图3和图2中均示出了直浇道31、横浇道32、内浇道33：直浇道31的顶部为浇口杯34，浇口杯34的高度高于冒口圈42，冒口圈42的下方为冒口41；图2中的标识R为油缸座1的R处；采用底注式，F直：F横：F内＝1.2:1.1:1。此比例是为了保证铁液充型速度为：100Kg/秒；该充型速度不仅能减少铁液充型时热辐射对冷铁的影响，而且便于型腔排气。在横浇道下放置过滤器35，每个过滤器35单独布置。过滤器距离横浇道两端都是：250mm，且每个过滤器之间距离：40mm、均布在横浇道下。直浇道与横浇道呈“∟”型。
二、熔炼工艺：
2.1化学成分：C：3.65wt％，Si：2.20wt％，Mn：0.25wt％，P：0.015wt％，S：0.008wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.010wt％，Zn+Pb+V：0.010wt％，RE：0.0050wt％，Mg：0.035wt％以及余量的铁和不可除杂质。
2.2熔炼过程
2.2.1将70％生铁在熔炼炉内熔化成液态后，继续加入30％块状废钢打包料，同时加入相当于生铁和块状废钢打包料总重(下述同一命名为原料)的0.57％的增碳剂和0.71％的硅铁，使原铁液成分达到以下要求：C：3.70wt％，Si：1.18wt％，Mn：0.25wt％，P：0.015wt％，S：0.016wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.010wt％，Zn+Pb+V：0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质。
其中生铁使用前必须抛丸除锈。
生铁的成分：C：4.50wt％，Si：1.0wt％，Mn：0.25wt％，P：0.015wt％，S：0.018wt％，Ti：0.014wt％，Cr：0.010wt％，Pb：0.0030wt％，V：0.0050wt％以及余量的铁和不可除杂质。
块状废钢打包料的成分：C：0.07wt％，Si：0.05wt％，Mn：0.25wt％，P：0.015wt％，S：0.010wt％，Ti：0.0010wt％，Cr：0.010wt％，Pb：0.0030wt％，V：0.0010wt％，Zn：0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质。
增碳剂：固定碳：98.5wt％，S：0.020wt％，粒度：2-5mm。
硅铁：Si：72.8wt％，Al：0.92wt％，余Fe。
2.2.2球化孕育处理：
将上述符合成分要求的原铁液升温至1510℃，保温静置5分钟，然后将原铁液倒入铁水包扒渣，再倒入电炉内，此时补加相当于原料总重0.11％增碳剂和0.077％的硅铁。目的：铁液在高温静置，发生脱碳、硅烧损。当原铁液温度达到：1440℃时出液球化孕育处理。铁水包底放置相当于原料总重1.0％的球化剂，相当于原料总重0.6％的矽钢片覆盖球化剂，确保出铁液30秒后才起爆球化反应。
球化剂成分：Mg：5.58wt％，Si：44.1wt％，Y：0.95wt％，Ce：0.48wt％，Ca：1.51wt％，Al：0.57wt％，余Fe；粒度：3-20mm。
矽钢片的尺寸(mm)：20×5×3或Φ15×5。
孕育处理：当出铁液三分之一时加入孕育剂1，加入量为：0.50％；
当出铁液三分之二时加入孕育剂1，加入量为：0.35％；
当浇注时采用随流专用工具加入孕育剂2，加入量为：0.15％；
孕育剂1成分：Si：74.94wt％，Ca：1.15wt％，Ba：2.70wt％，Al：1.11wt％，余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2成分：Si：72.7wt％；Ca：1.01wt％；Zr：2.33wt％，Al：0.72wt％；S、O适量，余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
浇注温度：1360℃，此浇注温度有利于浇注系统中有过滤器时铁液充型与成型。
生产结果：
(1)70mm标准附铸试块的性能：抗拉强度Rm：578MPa，屈服强度Rp0.2:415MPa，断后伸长率：12.5％，硬度：189HB，球化率：95％，石墨大小：6级，珠光体体积分数：35％，铁素体体积分数：65％。
(2)油缸座底部、顶部本体金相中球化率非常高、石墨球数量多、差异小(图4、5)，且本体硬度差异也小，说明油缸座本体材质均匀性非常好，在使用过程，受到大压力时不宜开裂。具体如下：
图4：球化率为：95％，石墨级别：7级，石墨球数量：300个/mm2；
图5：球化率为：94％，石墨级别：7级，石墨球数量：300个/mm2。
底部硬度(HB)：185、188、186；顶部硬度(HB)：189、187、188。
(3)对油缸座进行破坏性试验：在出现裂纹失效R处(如图2所示的R标识)切开，进行着色探伤，未发现任何缺陷，特别是缩松、夹渣；金相中球化率为93％、数量300个/mm2(图6所示)；同时取样检测屈服强度Rp0.2，结果为：367MPa。
(4)经客户使用，证明：使用寿命显著提高，由原来的24个月提高至52个月以上。
实施例2
一种球墨铸铁油缸座的生产工艺：
一、铸造工艺设计：油缸座1的缸口朝下，缸内壁均布随形冷铁2(图2)，冷铁2间四周间隙为15mm，冷铁2材料为HT150、冷铁2厚度为油缸座1缸壁厚度的60％。冷铁2的使用面必须抛丸除锈。浇注系统3(图3)，图3和图2中均示出了直浇道31、横浇道32、内浇道33：直浇道31的顶部为浇口杯34，浇口杯34的高度高于冒口圈42，冒口圈42的下方为冒口41；图2中的标识R为油缸座1的R处；采用底注式，F直：F横：F内＝1.4:1.2:1。此比例是为了保证铁液充型速度为：150Kg/秒；该充型速度不仅能减少铁液充型时热辐射对冷铁的影响，而且便于型腔排气。在横浇道下放置过滤器35，每个过滤器35单独布置。过滤器距离横浇道两端都是：180mm，且每个过滤器之间距离：60mm、均布在横浇道下。直浇道与横浇道呈“∟”型。
二、熔炼工艺：
2.1化学成分：C：3.75wt％，Si：2.30wt％，Mn：0.15wt％，P：0.010wt％，S:0.010wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.010wt％，Zn+Pb+V：0.0093wt％，RE：0.0070wt％，Mg：0.045wt％以及余量的铁和不可除杂质。
2.2熔炼过程
2.2.1将60％生铁在熔炼炉内熔化成液态后，继续加入40％块状废钢打包料，同时加入相当于原料总重1.33％的增碳剂和相当于原料总重1.28％的硅铁，使原铁液成分达到以下要求：C：3.80wt％，Si：1.32wt％，Mn：0.15wt％，P：0.010wt％，S：0.015wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.010wt％，Zn+Pb+V：0.0093wt％以及余量的铁和不可除杂质。
其中生铁使用前必须抛丸除锈。
生铁的成分：C：4.30wt％，Si：0.8wt％，Mn：0.15wt％，P：0.010wt％，S：0.018wt％，Ti：0.015wt％，Cr：0.010wt％，Pb：0.0020wt％，V：0.0045wt％以及余量的铁和不可除杂质。
块状废钢打包料的成分：C：0.01wt％，Si：0.03wt％，Mn：0.15wt％，P：0.010wt％，S：0.010wt％，Ti：0.0010wt％，Cr：0.010wt％，Pb：0.0025wt％，V：0.0010wt％，Zn：0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质。
增碳剂：固定碳：98.5wt％，S：0.018wt％，粒度：2-5mm。
硅铁：Si：72.8wt％，Al：0.92wt％，余Fe。
2.2.2球化孕育处理：
将上述符合成分要求的原铁液升温至1490℃，保温静置5分钟，然后将原铁液倒入铁水包扒渣，再倒入电炉内，此时补加相当于原料总重0.055％增碳剂和相当于原料总重0.12％的硅铁。目的：铁液在高温静置，发生脱碳、硅烧损。当原铁液温度达到：1430℃时出液球化孕育处理。铁水包底放置相当于原料总重1.0％球化剂，相当于原料总重0.6％的矽钢片覆盖球化剂，确保出铁液30秒后才起爆球化反应。
球化剂成分：Mg：5.58wt％，Si：44.1wt％，Y：0.95wt％，Ce：0.48wt％，Ca：1.51wt％，Al：0.57wt％，余Fe；粒度：3-20mm。
矽钢片的尺寸(mm)：20×5×3或Φ15×5。
孕育处理：当出铁液三分之一时加入孕育剂1，加入量为：0.50％；
当出铁液三分之二时加入孕育剂1，加入量为：0.35％；
当浇注时采用随流专用工具加入孕育剂2，加入量为：0.15％；
孕育剂1成分：Si：74.94wt％，Ca：1.15wt％，Ba：2.70wt％，Al：1.11wt％，余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2成分：Si：72.7wt％；Ca：1.01wt％；Zr：2.33wt％，Al：0.72wt％；S、O适量，余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
浇注温度：1340℃，此浇注温度有利于浇注系统中有过滤器时铁液充型与成型。
生产结果：
(1)70mm标准附铸试块的性能：抗拉强度Rm：532MPa，屈服强度Rp0.2:372MPa，断后伸长率：16.0％，硬度：175HB，球化率：95％，石墨大小：6级，珠光体体积分数：25％，铁素体体积分数：75％。
(2)油缸座底部、顶部本体金相中球化率非常高、石墨球数量多、差异小(同实例例1的图4、5)，且本体硬度差异也小，说明油缸座本体材质均匀性非常好，在使用过程，受到大压力时不宜开裂。本体硬度如下：
底部硬度(HB)：175、178、176；顶部硬度(HB)：179、177、180。
(3)对油缸座进行破坏性试验：在出现裂纹失效R处切开(如图2所示的R标识)，进行着色探伤，未发现任何缺陷，特别是缩松、夹渣；金相同实例例1的图6；同时取样检测屈服强度Rp0.2，结果为：329MPa。
(4)经客户使用，证明：使用寿命显著提高，由原来的18个月提高至48个月以上。
实施例3
一种球墨铸铁油缸座的生产工艺：
一、铸造工艺设计：油缸座1的缸口朝下，缸内壁均布随形冷铁2(图2)，冷铁2间四周间隙为10mm，冷铁2材料为HT150、冷铁2厚度为油缸座1缸壁厚度的60％。冷铁2的使用面必须抛丸除锈。浇注系统3(图3)，图3和图2中均示出了直浇道31、横浇道32、内浇道33：直浇道31的顶部为浇口杯34，浇口杯34的高度高于冒口圈42，冒口圈42的下方为冒口41；图2中的标识R为油缸座1的R处；采用底注式，F直：F横：F内＝1.4:1.1:1。此比例是为了保证铁液充型速度为：150Kg/秒；该充型速度不仅能减少铁液充型时热辐射对冷铁的影响，而且便于型腔排气。在横浇道下放置过滤器35，每个过滤器35单独布置。过滤器距离横浇道两端都是：180mm，且每个过滤器之间距离：40mm、均布在横浇道下。直浇道与横浇道呈“∟”型。
二、熔炼工艺：
2.1化学成分：C：3.65wt％，Si：2.30wt％，Mn：0.22wt％，P：0.015wt％，S:0.008wt％，Ti：0.008wt％，Cr：0.008wt％，Zn+Pb+V：0.009wt％，RE：0.0055wt％，Mg：0.042wt％以及余量的铁和不可除杂质。
2.2熔炼过程
2.2.1将70％生铁在熔炼炉内熔化成液态后，继续加入30％块状废钢打包料，同时加入相当于原料总重0.57％的增碳剂和相当于原料总重1.16％的硅铁，使原铁液成分达到以下要求：C：3.70wt％，Si：1.32wt％，Mn：0.22wt％，P：0.015wt％，S：0.017wt％，Ti：0.008wt％，Cr：0.008wt％，Zn+Pb+V：0.009wt％以及余量的铁和不可除杂质。
其中生铁使用前必须抛丸除锈。
生铁的成分：C：4.50wt％，Si：0.8wt％，Mn：0.25wt％，P：0.015wt％，S：0.018wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.008wt％，Pb：0.0030wt％，V：0.0050wt％以及余量的铁和不可除杂质。
块状废钢打包料的成分：C：0.07wt％，Si：0.03wt％，Mn：0.15wt％，P：0.015wt％，S：0.010wt％，Ti：0.0010wt％，Cr：0.008wt％，Pb：0.0020wt％，V：0.0010wt％，Zn：0.008wt％以及余量的铁和不可除杂质。
增碳剂：固定碳：98.5wt％，S：0.015wt％，粒度：2-5mm。
硅铁：Si：72.8wt％，Al：0.92wt％，余Fe。
2.2.2球化孕育处理：
将上述符合成分要求的原铁液升温至1510℃，保温静置5分钟，然后将铁液倒入铁水包扒渣，再倒入电炉内，此时补加相当于原料总重0.055％增碳剂和相当于原料总重0.077％的硅铁。目的：铁液在高温静置，发生脱碳、硅烧损。当原铁液温度达到：1430℃时出液球化孕育处理。铁水包底放置相当于原料总重1.0％球化剂，相当于原料总重0.6％的矽钢片覆盖球化剂，确保出铁液30秒后才起爆球化反应。
球化剂成分：Mg：5.58wt％，Si：44.1wt％，Y：0.95wt％，Ce：0.48wt％，Ca：1.51wt％，Al：0.57wt％，余Fe；粒度：3-20mm。
矽钢片的尺寸(mm)：20×5×3或Φ15×5。
孕育处理：当出铁液三分之一时加入孕育剂1，加入量为：0.50％；
当出铁液三分之二时加入孕育剂1，加入量为：0.35％；
当浇注时采用随流专用工具加入孕育剂2，加入量为：0.15％；
孕育剂1成分：Si：74.94wt％，Ca：1.15wt％，Ba：2.70wt％，Al：1.11wt％，余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2成分：Si：72.7wt％；Ca：1.01wt％；Zr：2.33wt％，Al：0.72wt％；S、O适量，余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
浇注温度：1345℃，此浇注温度有利于浇注系统中有过滤器时铁液充型与成型。
生产结果：
(1)70mm标准附铸试块的性能：抗拉强度Rm：545MPa，屈服强度Rp0.2:390MPa，断后伸长率：15.0％，硬度：185HB，球化率：95％，石墨大小：6级，珠光体体积分数：25％，铁素体体积分数：75％。
(2)油缸座底部、顶部本体金相中球化率非常高、石墨球数量多、差异小(同实例例1的图4、5)，且本体硬度差异也小，说明油缸座本体材质均匀性非常好，在使用过程，受到大压力时不宜开裂。本体硬度如下：
底部硬度(HB)：178、180、182；顶部硬度(HB)：181、183、187。
(3)对油缸座进行破坏性试验：在出现裂纹失效R处切开(如图2所示的R标识)，进行着色探伤，未发现任何缺陷，特别是缩松、夹渣；金相同实例例1的图6；同时取样检测屈服强度Rp0.2，结果为：342MPa。
(4)经客户使用，证明：使用寿命显著提高，由原来的24个月提高至48个月以上。
实施例4
一种球墨铸铁油缸座的生产工艺：
一、铸造工艺设计：油缸座1的缸口朝下，缸内壁均布随形冷铁2(图2)，冷铁2间四周间隙为12mm，冷铁2材料为HT150、冷铁2厚度为油缸座1缸壁厚度的55％。冷铁2的使用面必须抛丸除锈。浇注系统3(图3)，图3和图2中均示出了直浇道31、横浇道32、内浇道33：直浇道31的顶部为浇口杯34，浇口杯34的高度高于冒口圈42，冒口圈42的下方为冒口41；图2中的标识R为油缸座1的R处；采用底注式，F直：F横：F内＝1.3:1.3:1。此比例是为了保证铁液充型速度为：135Kg/秒；该充型速度不仅能减少铁液充型时热辐射对冷铁的影响，而且便于型腔排气。在横浇道下放置过滤器35，每个过滤器35单独布置。过滤器距离横浇道两端都是：200mm，且每个过滤器之间距离：50mm、均布在横浇道下。直浇道与横浇道呈“∟”型。
二、熔炼工艺：
2.1化学成分：C：3.70wt％，Si：2.25wt％，Mn：0.20wt％，P：0.015wt％，S:0.008wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.010wt％，Zn+Pb+V：0.010wt％，RE：0.0070wt％，Mg：0.040wt％以及余量的铁和不可除杂质。
2.2熔炼过程
2.2.1将65wt％生铁在熔炼炉内熔化成液态后，继续加入35wt％块状废钢打包料，同时加入相当于原料总重0.96％的增碳剂和相当于原料总重1.01％的硅铁，使原铁液成分达到以下要求：C：3.75wt％，Si：1.25wt％，Mn：0.20wt％，P：0.015wt％，S：0.018wt％，Ti：0.010wt％，Cr：0.010wt％，Zn+Pb+V：0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质。
其中生铁使用前必须抛丸除锈。
生铁的成分：C：4.4wt％，Si：0.9wt％，Mn：0.20wt％，P：0.015wt％，S：0.020wt％，Ti：0.015wt％，Cr：0.010wt％，Pb：0.0030wt％，V：0.0050wt％以及余量的铁和不可除杂质。
块状废钢打包料的成分：C：0.04wt％，Si：0.04wt％，Mn：0.20wt％，P：0.015wt％，S：0.010wt％，Ti：0.0010wt％，Cr：0.010wt％，Pb：0.0030wt％，V：0.0010wt％，Zn：0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质。
增碳剂：固定碳：98.5wt％，S：0.020wt％，粒度：2-5mm。
硅铁：Si：72.8wt％，Al：0.92wt％，余Fe。
2.2.2球化孕育处理：
将上述符合成分要求的原铁液升温至1500℃，保温静置5分钟，然后将铁液倒入铁水包扒渣，再倒入电炉内，此时补加相当于原料总重0.083％增碳剂和相当于原料总重0.09％的硅铁。目的：铁液在高温静置，发生脱碳、硅烧损。当原铁液温度达到：1435℃时出液球化孕育处理。铁水包底放置1.0％球化剂，0.6％的矽钢片覆盖球化剂，确保出铁液30秒后才起爆球化反应。
球化剂成分：Mg：5.58wt％，Si：44.1wt％，Y：0.95wt％，Ce：0.48wt％，Ca：1.51wt％，Al：0.57wt％，余Fe；粒度：3-20mm。
矽钢片的尺寸(mm)：20×5×3或Φ15×5。
孕育处理：当出铁液三分之一时加入孕育剂1，加入量为：0.50％；
当出铁液三分之二时加入孕育剂1，加入量为：0.35％；
当浇注时采用随流专用工具加入孕育剂2，加入量为：0.15％；
孕育剂1成分：Si：74.94wt％，Ca：1.15wt％，Ba：2.70wt％，Al：1.11wt％，余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2成分：Si：72.7wt％；Ca：1.01wt％；Zr：2.33wt％，Al：0.72wt％；S、O适量，余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
浇注温度：1350℃，此浇注温度有利于浇注系统中有过滤器时铁液充型与成型。
生产结果：
(1)70mm标准附铸试块的性能：抗拉强度Rm：564MPa，屈服强度Rp0.2:400MPa，断后伸长率：14.0％，硬度：180HB，球化率：95％，石墨大小：6级，珠光体体积分数：35％，铁素体体积分数：65％。
(2)油缸座底部、顶部本体金相中球化率非常高、石墨球数量多、差异小(同实例例1的图4、5)，且本体硬度差异也小，说明油缸座本体材质均匀性非常好，在使用过程，受到大压力时不宜开裂。本体硬度如下：
底部硬度(HB)：187、185、184；顶部硬度(HB)：189、182、188。
(3)对油缸座进行破坏性试验：在出现裂纹失效R处切开(如图2所示的R标识)，进行着色探伤，未发现任何缺陷，特别是缩松、夹渣；金相同实例例1的图6；同时取样检测屈服强度Rp0.2，结果为：358MPa。
(4)经客户使用，证明：使用寿命显著提高，由原来的18个月提高至48个月以上。
经过应用实践和相应的参数分析，可以得到如下结论：
合适的冷铁的布置、材料、尺寸的选型，合适的浇注速度选择和温度选择，结合配方改进，可以解决圆弧R处容易出现裂纹，石墨球数量偏少的问题。实施例1金相结果中的石墨球数量(图4、5、6)明显优于背景技术中石墨球数量(图1)，且石墨球更加圆整。
本发明的配方中，去除了Cu和Sb，配合工艺的优选，可以达到材质更为均匀，特殊位置强度更高的目的，特别是R处的屈服强度得到提高。
以上本体石墨球数量多和本体屈服强度高是大幅度延长材质QT500-7油缸座使用寿命的重要保证，两者缺一不可。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：将铁液浇注于铸型中形成油缸座；
铁液浇注温度为1340-1360℃，缸内壁均布随形冷铁；浇注系统的直浇道、横浇道、内浇道的截面积为1.2～1.4:1.1～1.2:1；充型速度为100-150kg /秒；浇注过程为底注式；
铁液成分为：C：3.65-3.75wt％，Si：2.20-2.30wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S：0.008-0.015wt％，Ti≤0.012wt％，Cr≤0.010wt％，Zn+Pb+V≤0.015wt％，RE：0.0050-0.0070wt％，Mg：0.035-0.045wt％以及余量的铁和不可除杂质；
所述的铁液在浇注前的熔炼步骤为：
步骤1：原铁液制备：将原料、增碳剂、硅铁熔化成为液态，使原铁液成分达到以下要求：C：3.70-3.80wt％，Si：1.18-1.32wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S≤0.020wt％，Ti≤0.012wt％，Cr≤0.010wt％，Zn+Pb+V≤0.015wt％以及余量的铁和不可除杂质；
步骤2：球化孕育处理：将原铁液升温至1490-1510℃，保温静置5分钟，然后将原铁液倒入铁水包扒渣，再倒入电炉内，此时补加相当于原料总重0.055-0.11％的增碳剂和0.077-0.12％的硅铁；当原铁液温度达到1430-1440℃时出液球化孕育处理，在出液球化孕育处理过程中，铁水包底放置相当于原料总重1.0％的球化剂并用相当于原料总重0.6％的矽钢片覆盖球化剂。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：所述的冷铁的材质为HT150；冷铁厚度为油缸座缸壁厚度的50-60％；冷铁间四周间隙为10-15mm。
3.根据权利要求1所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：过滤器设置在横浇道下，过滤器单独分布，且每个过滤器对应一个内浇道。
4.根据权利要求1所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：在出液球化孕育处理过程中，孕育操作具体为：
当出铁液三分之一时加入孕育剂1，加入量相当于原料总重0.50％；
当出铁液三分之二时加入孕育剂1，加入量相当于原料总重0.35％；
当浇注时采用随流专用工具加入孕育剂2，加入量相当于原料总重0.15％；
孕育剂1成分：Si：74.94wt％，Ca：1.15wt％，Ba：2.70wt％，Al：1.11wt％，余Fe；粒度：3-8mm；
孕育剂2成分：Si：72.7wt％；Ca：1.01wt％；Zr：2.33wt％，Al：0.72wt％；S、O适量，余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
5.根据权利要求1所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：所述的球化剂成分为：Mg：5.58wt％，Si：44.1wt％，Y：0.95wt％，Ce：0.48wt％，Ca：1.51wt％，Al：0.57wt％，余Fe；粒度：3-20mm。
6.根据权利要求1所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：所述的原料包括生铁、废钢打包料；
生铁的成分为：C：4.30-4.50wt％，Si：0.8-1.0wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S≤0.020wt％，Ti≤0.015wt％，Cr≤0.010wt％，Pb≤0.0030wt％，V≤0.0050wt％以及余量的铁和不可除杂质；
块状废钢打包料的成分为：C：0.01-0.07wt％，Si：0.03-0.05wt％，Mn：0.15-0.25wt％，P≤0.015wt％，S≤0.010wt％，Ti≤0.0010wt％，Cr≤0.010wt％，Pb≤0.0030wt％，V≤0.0010wt％，Zn≤0.010wt％以及余量的铁和不可除杂质；
所述的增碳剂为：固定碳：98.5wt％，S≤0.020wt％，粒度：2-5mm；
所述的硅铁为：Si：72.8wt％，Al：0.92wt％，余Fe。
7.根据权利要求6所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：所述的生铁和废钢打包料的重量比为6-7:3-4。
8.根据权利要求6所述的球墨铸铁油缸座的生产工艺，其特征在于：所述的步骤1中的增碳剂相当于原料总重的0.57-1.33％；所述的硅铁相当于原料总重的0.71-1.28％。
9.一种球墨铸铁油缸座，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的生产工艺制备得到。
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