RU2427444C1 - Method of producing piston rings and cylinder sleeve billets - Google Patents
Method of producing piston rings and cylinder sleeve billets Download PDFInfo
- Publication number
- RU2427444C1 RU2427444C1 RU2010120185/02A RU2010120185A RU2427444C1 RU 2427444 C1 RU2427444 C1 RU 2427444C1 RU 2010120185/02 A RU2010120185/02 A RU 2010120185/02A RU 2010120185 A RU2010120185 A RU 2010120185A RU 2427444 C1 RU2427444 C1 RU 2427444C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casting
- mold
- cast iron
- crystallization
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейному производству, в частности к технологии изготовления маслот, то есть литых цилиндрических заготовок для производства поршневых колец и гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизелей, методом центробежного литья.The invention relates to the field of metallurgy, namely to foundry, in particular to the technology for the manufacture of oils, that is, cast cylindrical billets for the production of piston rings and cylinder liners of internal combustion engines, mainly diesel engines, by centrifugal casting.
Изобретение направлено на повышение качества литых заготовок путем обеспечения высокого уровня эксплуатационных свойств за счет получения заданной макро- и микроструктуры металла.The invention is aimed at improving the quality of cast billets by ensuring a high level of operational properties by obtaining a given macro-and microstructure of the metal.
Известен способ центробежного литья заготовок гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС), описанный в патенте RU 2062680 (опубликован 27.06.1996). Способ включает заливку литейного сплава во вращающуюся изложницу, затвердевание металла и извлечение отливки. Изложницу со стороны внутренней поверхности предварительно окрашивают теплоизоляционной краской и подогревают до 100-150°С. В качестве литейного сплава используют силумин.A known method of centrifugal casting of billets of cylinder liners of internal combustion engines (ICE), described in patent RU 2062680 (published on June 27, 1996). The method includes pouring a cast alloy into a rotating mold, solidifying the metal, and removing the casting. The mold from the side of the inner surface is pre-painted with heat-insulating paint and heated to 100-150 ° C. Silumin is used as a cast alloy.
Данное техническое решение не может обеспечить получение отливки с высоким уровнем эксплуатационных свойств при использовании в качестве литейного сплава серого чугуна, который является предпочтительным материалом для изготовления гильз цилиндров массивных дизельных двигателей.This technical solution cannot provide castings with a high level of performance when using gray cast iron as a casting alloy, which is the preferred material for the manufacture of cylinder liners of massive diesel engines.
Температура расплавленного чугуна во время заливки его в форму составляет не менее чем 1380°С, что значительно выше температуры заливки силумина. Следовательно, футеровка изложницы в виде слоя теплоизоляционной краски является явно недостаточной.The temperature of molten iron during pouring it into the mold is not less than 1380 ° C, which is significantly higher than the pouring temperature of silumin. Therefore, the lining of the mold in the form of a layer of heat-insulating paint is clearly insufficient.
Известен способ футеровки центробежной формы по авторскому свидетельству СССР SU 476076 (опубликован 29.10.1975), согласно которому осуществляют последовательное нанесение во вращающуюся форму сыпучих материалов и жидкоподвижной облицовочной огнеупорной массы, содержащей огнеупорный порошок, графит, электродный бой и связующее. Жидкоподвижная футеровка не обеспечивает стабильность размерных параметров отливки и качество поверхности получаемой заготовки.There is a known method of lining a centrifugal mold according to USSR author's certificate SU 476076 (published on 10.29.1975), according to which successive application of bulk materials and a liquid-moving facing refractory mass containing refractory powder, graphite, electrode fight and a binder is carried out in a rotating form. Liquid lining does not ensure the stability of the dimensional parameters of the casting and the surface quality of the resulting workpiece.
Наиболее близким аналогом изобретения является способ центробежного литья гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, известный из авторского свидетельства СССР: SU 1328064, опубликованного 07.08.1987 г. Указанный способ изготовления центробежно-литых гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания отличается тем, что во вращающуюся изложницу с теплоизоляционным покрытием заливают чугун с содержанием углерода 3,5-3,7% и кремния 2,4-2,7%. Начиная с температуры 1200-1250°С, принудительно охлаждают внутреннюю поверхность до ее затвердевания с введением водо-воздушной смеси при расходе 20-30 мл/кг залитого чугуна. Способ обеспечивает улучшение обрабатываемости наружной поверхности и повышение износостойкости поверхности готовых гильз. Изложницы имеют на рабочей поверхности теплоизоляционную обмазку толщиной 1,5 мм, состоящую (в мас.%) из 95% песка горячеплакированного и 5% ферросилиция пылевидного. Указанный состав и толщина теплоизоляционного слоя создают условия для получения повышенной скорости кристаллизации отливки, что приводит к приоритетному образованию карбидных фаз на поверхности кристаллизующегося металла в виде слоя отбела, повышенная твердость которого приводит к быстрому износу сопрягаемых поверхностей в парах трения.The closest analogue of the invention is the method of centrifugal casting of cylinder liners of internal combustion engines, known from the USSR author's certificate: SU 1328064, published on 08/07/1987. This method of manufacturing centrifugally cast cylinder liners of internal combustion engines differs in that in a rotating mold with a heat-insulating coating cast iron is poured with a carbon content of 3.5-3.7% and silicon 2.4-2.7%. Starting from a temperature of 1200-1250 ° C, the inner surface is forcedly cooled until it hardens with the introduction of a water-air mixture at a flow rate of 20-30 ml / kg of cast iron. The method provides improved machinability of the outer surface and increased wear resistance of the surface of the finished sleeves. The molds have a heat-insulating coating on the working surface with a thickness of 1.5 mm, consisting (in wt.%) Of 95% hot-clad sand and 5% dust-like ferrosilicon. The specified composition and thickness of the heat-insulating layer create conditions for obtaining an increased crystallization rate of the casting, which leads to the priority formation of carbide phases on the surface of the crystallizing metal in the form of a bleached layer, the increased hardness of which leads to rapid wear of the mating surfaces in friction pairs.
Изобретение направлено на устранение недостатков технических решений, известных из уровня техники.The invention is aimed at eliminating the disadvantages of technical solutions known from the prior art.
Техническим результатом изобретения является обеспечение скорости кристаллизации отливки, исключающей отбел из микроструктуры литых заготовок, что гарантирует заданный уровень антифрикционных свойств готового изделия.The technical result of the invention is to ensure the crystallization rate of castings, eliminating the bleaching of cast billets from the microstructure, which guarantees a given level of antifriction properties of the finished product.
Дополнительным техническим результатом предлагаемого способа, кроме заданной скорости кристаллизации, является создание условий для направленной кристаллизации отливки, что позволяет получить в готовом изделии микроструктуру, обеспечивающую повышение его износостойкости.An additional technical result of the proposed method, in addition to a given crystallization rate, is the creation of conditions for directional crystallization of the casting, which allows to obtain a microstructure in the finished product, providing an increase in its wear resistance.
Сущность заявленного способа получения заготовок поршневых колец и гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания заключается в том, что для получения отливки (маслоты) используют метод центробежного литья, включающий заливку порции жидкого чугуна во вращающуюся изложницу и его кристаллизацию под действием центробежных сил. При этом перед заливкой на внутреннюю поверхность изложницы, принимающую жидкий металл, предварительно наносят слой теплоизолирующей смеси толщиной 5,0-6,5 мм при следующем соотношении компонентов указанного слоя, мас.%:The essence of the claimed method for producing blanks of piston rings and cylinder liners of internal combustion engines is that to obtain castings (oils), the centrifugal casting method is used, which involves pouring a portion of molten iron into a rotating mold and its crystallization under the action of centrifugal forces. In this case, before pouring, a layer of heat-insulating mixture with a thickness of 5.0-6.5 mm is preliminarily applied to the internal surface of the mold receiving the liquid metal, with the following ratio of components of the specified layer, wt.%:
после чего проводят горячее отверждение полученного слоя при температуре 260-320°С.then conduct hot curing of the obtained layer at a temperature of 260-320 ° C.
Заливку металла и кристаллизацию заготовки проводят при скорости вращения изложницы 600-800 об/мин и при поддержании скорости кристаллизации заготовки не более 1 мм/сек.Metal filling and crystallization of the workpiece is carried out at a mold rotation speed of 600-800 rpm and while maintaining the workpiece crystallization rate of not more than 1 mm / s.
В качестве металла для получения заготовок используют серый чугун, легированный никелем и хромом. Использование серого чугуна различных марок позволяет обеспечивать требуемые антифрикционные свойства поверхности получаемых деталей, которые работают, в основном, на износ в парах трения, что требует наличия в отливке микроструктуры, содержащей включения мелкопластинчатого равномерно распределенного графита.As metal for the preparation of blanks, gray cast iron alloyed with nickel and chromium is used. The use of gray cast iron of various grades makes it possible to provide the required antifriction surface properties of the obtained parts, which work mainly on wear in friction pairs, which requires the presence of a microstructure in the casting containing inclusions of finely evenly distributed graphite.
Для создания условий направленной кристаллизации на внутреннюю поверхность жидкого чугуна после его заливки в изложницу вводят дополнительный теплоизоляционный слой в виде термореактивной смеси или смеси кварцевого песка и серебристого графита. При этом наружная поверхность вращающейся изложницы интенсивно охлаждается водой или распыленной водовоздушной смесью.To create conditions for directed crystallization on the inner surface of molten iron after pouring it, an additional heat-insulating layer is introduced into the mold in the form of a thermosetting mixture or a mixture of quartz sand and silver graphite. In this case, the outer surface of the rotating mold is intensively cooled by water or a sprayed water-air mixture.
Изобретение иллюстрируется чертежом и примером.The invention is illustrated in the drawing and example.
На чертеже представлена отливка 1 в виде заготовки для получения гильзы цилиндра дизельного двигателя, размещенная в корпусе изложницы 2 установки центробежного литья. При этом на внутреннюю поверхность изложницы нанесен слой 3 теплоизолирующей смеси. На одном торце изложницы размещен стержень 4, выполненный в виде кольца. На противоположном торце изложницы расположена крышка 5, снабженная теплоизоляцией.The drawing shows a
По сравнению с традиционными способами литья в землю заготовок, типа «маслот», то есть литья в песчано-глинистые формы, заявленный способ позволяет достичь высокой производительности 6-8 отливок в час за счет использования установки центробежного литья, при минимальном расходе формовочных материалов. Кроме того, заявленный способ при изготовлении поршневых колец позволяет существенно сократить трудозатраты, потери от брака, сэкономить расход формовочных материалов (в 30 раз по сравнению с традиционными способами литья в песчано-глинистые формы), сократить расходы электроэнергии, улучшить санитарно-гигиенические условия труда.Compared with traditional methods of casting billets into the ground, such as “maslot”, that is, casting in sand and clay molds, the claimed method allows to achieve high productivity of 6-8 castings per hour by using a centrifugal casting unit, with a minimum consumption of molding materials. In addition, the claimed method in the manufacture of piston rings can significantly reduce labor costs, loss from marriage, save the consumption of molding materials (30 times compared with traditional methods of casting in sand and clay molds), reduce energy costs, improve sanitary and hygienic working conditions.
Пример.Example.
По предложенной технологии получали заготовки для изготовления гильз цилиндров и поршневых колец для дизелей Д50, Д100, Д67, 5Д49.According to the proposed technology, blanks were obtained for the manufacture of cylinder liners and piston rings for diesel engines D50, D100, D67, 5D49.
Во вращающуюся изложницу 2 со скоростью 600~800 оборотов в минуту (в зависимости от диаметра литой заготовки) заливали порцию жидкого чугуна. В качестве заливочного металла использовали различные марки серого чугуна, легированного никелем и хромом. Кристаллизацию чугунной отливки 1 осуществляли под влиянием центробежных сил, обеспечивающих снижение пористости, то есть повышенную по сравнению с гравитационными условиями получения заливок плотность металла в изделии.A portion of molten cast iron was poured into a rotating
Предложенная технология успешно решила задачу получения скорости кристаллизации в пределах, полностью исключающих появление «отбела» (структурно свободного цементита) в микроструктуре чугуна, и получения структуры включений графита, близкой к структуре, которая получается при традиционном способе литья в песчано-глинистые формы, - графит мелкопластинчатый, равномерного распределения. Эта микроструктура серого чугуна является оптимальной для гарантии износостойкости и функциональных антифрикционных свойств готовых колец и втулок (гильз).The proposed technology has successfully solved the problem of obtaining a crystallization rate within the limits completely eliminating the appearance of “bleached” (structurally free cementite) in the microstructure of cast iron, and obtaining a structure of graphite inclusions that is close to the structure obtained by the traditional method of casting in sand-clay molds - graphite fine plate, uniform distribution. This microstructure of gray cast iron is optimal to guarantee the wear resistance and functional antifriction properties of the finished rings and bushings.
Предложенная технология позволяет получить достаточную толщину здоровой части отливки 1 для получения заготовки поршневого кольца, при использовании дополнительной механической обработки, лишенной дефектов усадочного происхождения (пористости).The proposed technology allows to obtain a sufficient thickness of the healthy part of the
Первая часть задачи решена путем предварительного нанесения на внутреннюю поверхность изложницы, принимающую жидкий чугун, слоя теплоизолирующей смеси 3 (содержащей частицы керамики) в виде смеси на основе кварцевого песка с добавкой пульвербакелита 3% и серебристого графита 6%, которая подвергается дальнейшему горячему отвержению при температуре 260-320°С.The first part of the problem is solved by preliminarily applying a layer of heat-insulating mixture 3 (containing ceramic particles) to the inner surface of the mold taking liquid cast iron in the form of a mixture based on quartz sand with the addition of
Слой теплоизолирующей смеси 3 толщиной 5,0-6,5 мм обеспечивает заданную скорость кристаллизации серого чугуна, не выше, чем 1 мм в секунду, позволяющую получить структуру поршневых колец без следов отбела и предпосылки для «выращивания» нужной толщины здорового лишенного литейных дефектов металла. Толщина теплоизолирующего слоя 3 менее 5 мм приводит к появлению «отбела» металлической основы отливки, а превышение величины верхнего предела выше 6,5 мм приводит к снижению скорости кристаллизации и образованию дефектов усадочного происхождения (раковин, пор, рыхлости и т.п.).The layer of heat-
Вторая задача, которую позволил решить предлагаемый способ, кроме заданной скорости кристаллизации, это создание условий направленной кристаллизации. Для решения указанной задачи на внутреннюю поверхность жидкого чугуна после его заливания в изложницу 2 вводили теплоизоляционный слой 6 в виде термореактивной смеси или смеси кварцевого песка и серебристого графита. При этом наружную поверхность вращающейся изложницы интенсивно охлаждали водой или распыленной водо-воздушной смесью.The second task, which allowed us to solve the proposed method, in addition to a given crystallization rate, is the creation of directed crystallization conditions. To solve this problem, after pouring it into the cast iron mold, a heat-insulating
Припуск, заданный по внутренней части отливки (маслоты), равный 6-8 мм, служил для «питания» здоровой части отливки (в качестве прибыли).The allowance set on the inside of the casting (oil), equal to 6-8 mm, served to “nourish” the healthy part of the casting (as a profit).
В результате осуществления действий согласно данному примеру получили заготовку (маслоту) гильзы цилиндра.As a result of the implementation of the actions according to this example, a blank (oil) of the cylinder liner was obtained.
При изготовлении поршневого кольца полученную маслоту разделяют по пропилам на заданное количество поршневых колец.In the manufacture of the piston ring, the resulting oil is divided into cuts by a predetermined number of piston rings.
Claims (4)
после чего проводят горячее отверждение полученного слоя при температуре 260-320°С.1. A method of producing blanks of piston rings and cylinder liners of diesel engines by centrifugal casting, comprising pouring a portion of molten iron into a rotating mold and its crystallization under the action of centrifugal forces, characterized in that prior to casting, a layer is preliminarily applied to the mold inner surface receiving molten iron heat insulating mixture with a thickness of 5.0-6.5 mm and having the following composition, wt.%:
then conduct hot curing of the obtained layer at a temperature of 260-320 ° C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010120185/02A RU2427444C1 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Method of producing piston rings and cylinder sleeve billets |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010120185/02A RU2427444C1 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Method of producing piston rings and cylinder sleeve billets |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2427444C1 true RU2427444C1 (en) | 2011-08-27 |
Family
ID=44756684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010120185/02A RU2427444C1 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Method of producing piston rings and cylinder sleeve billets |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2427444C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104226912A (en) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 吴江市液铸液压件铸造有限公司 | Casting technology of pressure plate |
CN104226914A (en) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 吴江市液铸液压件铸造有限公司 | Foundry technology of flange |
-
2010
- 2010-05-20 RU RU2010120185/02A patent/RU2427444C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104226912A (en) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 吴江市液铸液压件铸造有限公司 | Casting technology of pressure plate |
CN104226914A (en) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 吴江市液铸液压件铸造有限公司 | Foundry technology of flange |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103212672B (en) | Method for casting low speed diesel engine cylinder cap for large cylinder diameter boat | |
CN101722288B (en) | Method for preparing local particle reinforced aluminum alloy cylinder sleeve by semi-solid casting technology | |
CN106914587A (en) | A kind of processing technology of precision-investment casting housing | |
CN104588572B (en) | A kind of centrifugal casting coating and preparation method thereof | |
CN107619990B (en) | A kind of preparation method of the Cast iron liner based on coating on inner surface | |
CN106591715A (en) | Wear-resisting alloy hammer head and preparation method thereof | |
CN1597180A (en) | Integral easting method of cast steel supporting roller | |
CN104174819B (en) | The climb casting technique of machine third-level planetary frame of a kind of ocean platform | |
RU2427444C1 (en) | Method of producing piston rings and cylinder sleeve billets | |
CN107639223B (en) | A kind of preparation process of Cast iron liner | |
CN102773404B (en) | Anti-whiting coating for cast iron and methods for preparing and using anti-whiting coating for cast iron | |
RU2314891C1 (en) | Mold making method for casting with use of investment patterns | |
KR102228467B1 (en) | Green sand for casting of steel castings, method for producing same, and method for producing metal castings using said green sand | |
CN1333104A (en) | Method for producing cast iron cylinder jacket of diesel engine | |
RU2660446C2 (en) | Method for surface alloying of castings from metallic alloys to set depths | |
SE506408C2 (en) | Process and mold for the manufacture of cylinder liners of cast iron | |
KR100893960B1 (en) | Method for producing a light-alloy bearing bush with a rough external surface | |
RU2010669C1 (en) | Method of making castings of refractory chemically active alloys | |
RU2824077C1 (en) | Method of making cast-iron roll for rolling mill | |
RU2824082C1 (en) | Method of making cast-iron roll for rolling mill | |
RU2824367C1 (en) | Method of making cast-iron roll for rolling mill | |
JP2005271006A (en) | Metallic mold for casting and producing method therefor | |
SU900953A1 (en) | Method and composition for lining centrifugal-casting ingot moulds | |
CN108311654A (en) | The production method of thick-walled metal mold is prepared using centrifugal method | |
Landage et al. | Lost Foam Casting technology–Review Paper |