CN114525446A - 一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，本发明涉及发动机缸体生产工艺技术领域，具体为一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，包括：所述C含量为3.6％～3.8％，Mn含量为0.3％～0.4％，Cr含量为1.95～2.10％，Cu含量为0.3％～0.5％，Nb含量为0.3％～0.4％，Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.6～0.8，Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。本发明提供了一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，具备以下有益效果：整个新型合金灰铸铁材料刚性强度高，具有优良的耐磨性、导热性及减振性，满足发动机缸体使用需求。

Description

一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及发动机缸体生产工艺技术领域，具体为一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法。
背景技术
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机(往复活塞式发动机)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、喷气发动机、电动机等。通常是把化学能转化为机械能，发动机是现代机械的心脏，起到至关重要的作用，随着工业的发展，发动机对铸铁性能的要求愈来愈高，即不但要求它具有更高的力学性能，有时还要求它具有某些特殊的性能，如高耐磨性、耐热及耐蚀等。为此向铸铁(灰口铸铁或球墨铸铁)铁液中加入一些合金元素，可获得具有某些特殊性能的合金灰铸铁。合金灰铸铁与相似条件下使用的合金钢相比，熔炼简便、成本低廉，其具有良好的使用性能。
随着汽车性能的提高，对发动机缸体的质量要求也越来越高，传统的非合金灰铸铁已经不能满足要求，急需开发出一种新型的合金灰铸铁来代替原有的材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，解决了上述背景技术中提出现有的随着汽车性能的提高，对发动机缸体的质量要求也越来越高，传统的非合金灰铸铁已经不能满足要求的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，包括：所述C含量为3.6％～3.8％，Mn含量为0.3％～0.4％，Cr含量为1.95～2.10％， Cu含量为0.3％～0.5％，Nb含量为0.3％～0.4％，Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.6～0.8，Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.01～ 0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
进一步的，所述C含量为3.65％～3.75％，Mn含量为0.35％～ 0.38％，Cr含量为2.00～2.10％，Cu含量为0.40％～0.45％，Nb 含量为0.35％～0.4％，Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.65～ 0.75，Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
进一步的，所述C含量为3.7％，Mn含量为0.35％，Cr含量为 2.10％，Cu含量为0.40％，Nb含量为0.38％，Si含量为0.4％， Ni含量为0.70，Mo的含量为1.2，V含量为0.02，P含量为≤0.38％， S含量为≤0.12％，其余的为铁。
进一步的，所述铁的定制配料单具体为：
根据配比和含铁量，确定每批炉料中各种炉料的重量。设已知层铁500公斤，可算得每批铁料的组成为：生铁：500′60％＝300公斤、废钢：500′20％＝100公斤、回炉料：500′20％＝100公斤、45％硅铁： 500′1.5％＝7.5公斤、75％锰铁：500′0.16％＝0.8公斤。
进一步的，
所述将铁原料按权利要求1至4中任一项的质量百分比装入坩埚炉膛中，然后送入有芯感应电炉中熔炼；
待所述铁原料完全熔化后，按权利要求1至3中任一项的质量百分比加入C、Mn、Cr、Cu、Nb、Si、Ni、Mo、V、P、S和孕育剂，孕育时间为50s～130s，搅拌除渣，待灰铁铁液处理好后，准备后续浇注；
出铁后，将孕育处理好的灰铁铁液浇入砂型型腔中，铁液凝固冷却并清理后，得到本发明的发动机缸体用新型合金灰铸铁材料，浇注时出炉温度应不低于1460-1550℃。
进一步的，所述孕育时间为85s。
进一步的，所述浇注时出炉温度应不低于1500-1550℃。
本发明提供了一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，具备以下有益效果：本发明设计的发动机缸体的新型合金灰铸铁材料可选用废铁、废钢等材料作为铁水，达到费用在利用，采用有芯感应电炉作为熔炼器材，能够有效降低能耗的同时，具有一定的环保效益，符合人们的需求，并且整个新型合金灰铸铁材料刚性强度高，具有优良的耐磨性、导热性及减振性，满足发动机缸体使用需求。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，包括：所述C含量为3.6％～3.8％，Mn含量为0.3％～0.4％，Cr含量为 1.95～2.10％，Cu含量为0.3％～0.5％，Nb含量为0.3％～0.4％， Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.6～0.8，Mo的含量为1.2～ 1.3，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
实例1
所述C含量为3.65％～3.75％，Mn含量为0.35％～0.38％，Cr 含量为2.00～2.10％，Cu含量为0.40％～0.45％，Nb含量为0.35％～0.4％，Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.65～0.75， Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S 含量为≤0.12％，其余的为铁。
进一步的，所述C含量为3.7％，Mn含量为0.35％，Cr含量为 2.10％，Cu含量为0.40％，Nb含量为0.38％，Si含量为0.4％， Ni含量为0.70，Mo的含量为1.2，V含量为0.02，P含量为≤0.38％， S含量为≤0.12％，其余的为铁。
实例2
所述C含量为2.85％～3.1％，Mn含量为0.95％～1.21％，Cr 含量为1.60～1.95％，Cu含量为0.60％～0.85％，Nb含量为 0.25％～0.3％，Si含量为0.9％～1.2％，Ni含量为1.2～1.4，Mo 的含量为.06～0.8，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
进一步的，所述C含量为3.05％，Mn含量为1.10％，Cr含量为1.8％，Cu含量为0.70％，Nb含量为0.3％，Si含量为1.0％， Ni含量为1.3，Mo的含量为0.7，V含量为0.02，P含量为≤0.38％， S含量为≤0.12％，其余的为铁
实例3
所述C含量为3.20％～3.45％，Mn含量为1.15％～1.30％，Cr 含量为0.7～0.85％，Cu含量为1.2％～1.4％，Nb含量为0.38％～0.50％，Si含量为1.05％～1.35％，Ni含量为0.05～0.08，Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.10～0.15，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
进一步的，所述C含量为3.3％，Mn含量为1.2％，Cr含量为 0.8％，Cu含量为1.30％，Nb含量为0.45％，Si含量为1.20％， Ni含量为0.70，Mo的含量为1.25，V含量为0.12，P含量为≤0.38％， S含量为≤0.12％，其余的为铁
根据配比和含铁量，确定每批炉料中各种炉料的重量。设已知层铁500公斤，可算得每批铁料的组成为：生铁：500′60％＝300公斤、废钢：500′20％＝100公斤、回炉料：500′20％＝100公斤、45％硅铁： 500′1.5％＝7.5公斤、75％锰铁：500′0.16％＝0.8公斤。所述将铁原料按质量百分比装入坩埚炉膛中，然后送入有芯感应电炉中熔炼；待所述铁原料完全熔化后，按权利要求1至3中任一项的质量百分比加入C、Mn、Cr、Cu、Nb、Si、Ni、Mo、V、P、S和孕育剂；出铁后，将铁水出炉进行浇注，浇注时出炉温度应不低于1460-1550℃，所述浇注时出炉温度应不低于1500-1550℃。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料，包括，其特征在于：
所述C含量为3.6％～3.8％，Mn含量为0.3％～0.4％，Cr含量为1.95～2.10％，Cu含量为0.3％～0.5％，Nb含量为0.3％～0.4％，Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.6～0.8，Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
2.根据权利要求1所述的一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料，其特征在于：所述C含量为3.65％～3.75％，Mn含量为0.35％～0.38％，Cr含量为2.00～2.10％，Cu含量为0.40％～0.45％，Nb含量为0.35％～0.4％，Si含量为0.3％～0.4％，Ni含量为0.65～0.75，Mo的含量为1.2～1.3，V含量为0.01～0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
3.根据权利要求2所述的一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料，其特征在于：所述C含量为3.7％，Mn含量为0.35％，Cr含量为2.10％，Cu含量为0.40％，Nb含量为0.38％，Si含量为0.4％，Ni含量为0.70，Mo的含量为1.2，V含量为0.02，P含量为≤0.38％，S含量为≤0.12％，其余的为铁。
4.根据权利要求1所述的一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料，其特征在于：所述铁的定制配料单具体为：
根据配比和含铁量，确定每批炉料中各种炉料的重量。设已知层铁500公斤，可算得每批铁料的组成为：生铁：500′60％＝300公斤、废钢：500′20％＝100公斤、回炉料：500′20％＝100公斤、45％硅铁：500′1.5％＝7.5公斤、75％锰铁：500′0.16％＝0.8公斤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种发动机缸体用新型合金灰铸铁制备方法，其特征在于：
所述将铁原料按权利要求1至4中任一项的质量百分比装入坩埚炉膛中，然后送入有芯感应电炉中熔炼；
待所述铁原料完全熔化后，按权利要求1至3中任一项的质量百分比加入C、Mn、Cr、Cu、Nb、Si、Ni、Mo、V、P、S和孕育剂，孕育时间为50s～130s，搅拌除渣，待灰铁铁液处理好后，准备后续浇注；
出铁后，将孕育处理好的灰铁铁液浇入砂型型腔中，铁液凝固冷却并清理后，得到本发明的发动机缸体用新型合金灰铸铁材料，浇注时出炉温度应不低于1460-1550℃。
6.根据权利要求5所述的一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，其特征在于：所述孕育时间为85s。
7.根据权利要求5所述的一种发动机缸体用新型合金灰铸铁材料及其制备方法，其特征在于：所述浇注时出炉温度应不低于1500-1550℃。
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