[發明專利]合成鑄鐵的爐料配比及其制備氣缸蓋鑄件的方法

無效

• 申請號: 201010172550.3
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101818226A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 蔣勤南;韓守智;江若星;徐軍;彭和宜
• 申請（專利權）人: 貴州英吉爾機械制造有限公司
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;C21C7/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 程新敏

技術領域

本發明涉及一種鑄造工藝，尤其是一種合成鑄鐵的爐料配比及其制備氣缸蓋鑄件的方法背景技術。

氣缸蓋是發動機主要零件之一，它對發動機的許多技術參數有著重大影響，因而尺寸精度要求高，內外表面質量要求嚴；鑄件結構復雜，壁厚相差懸殊，成形時砂芯多且復雜，水腔要求流水通暢，工作時溫度反復急劇變化，由于不斷產生的膨脹和收縮而產生交變熱應力，容易導致疲勞失效，因此要求缸蓋鑄件結構合理，材質具有高的強度、硬度及良好的抗疲勞性能、鑄造性能和氣密性，鑄造工藝及技術難度大。目前國內生產缸蓋的主流廠家大部分采用雙聯熔煉（沖天爐+電爐）鐵水，而這種方法必須大量使用優質生鐵，由于我國鋼鐵工業的大發展，生鐵資源日益緊缺，質量好的生鐵價高，市場采購難，成為許多廠家穩定生產高強度、薄壁復雜件控制質量及成本的難點。而貴州省適用于生產缸蓋類鑄件的生鐵更少，大部分生鐵由于存在多種影響鑄造性能及鑄件力學性能的元素，據南方等柴油機廠在上世紀90年代使用貴陽市附近某廠生產的鑄造生鐵生產缸體、缸蓋鑄件，鑄件質量顯著下降，主要表現為產生大量的縮孔、縮松、滲漏等缺陷且力學性能很難達到技術要求，嚴重影響了鑄件的可靠性。

發明內容

本發明的目的是：提供一種合成鑄鐵的爐料配比及其制備氣缸蓋鑄件的方法，它能有效減少鑄件中生鐵的使用量，既能降低生產成本，又可以提高鑄件質量，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：

合成鑄鐵的爐料配比，按質量份數來計算，它包括45～55份廢鋼、25～35份回爐料、15～25份生鐵、2～3份增碳劑及0.25～0.35份孕育硅鐵。

生鐵為貴州地方生鐵。

增碳劑的含碳量大于90%的優質增碳劑。

孕育硅鐵為75%硅鐵合金。

采用本發明的爐料配比制備氣缸蓋鑄件的方法，將廢鋼、回爐料、生鐵、增碳劑及孕育硅鐵在1500℃以上的溫度下進行熔煉，得到鐵水；將鐵水在1380～1450℃下進行澆注，澆注時間為7～10s，澆注完成后進行脫模清砂，再對落砂后的鑄件進行拋丸處理。

熔煉的CE值控制在3.9%～4.05%。

熔煉采用電爐進行加熱。

對根據本發明的方法所得到的產品進行分析檢測，其化學成分、金相組織及機械性能表1、表2。

表1?缸蓋化學成分W_B（%）

表2?缸蓋金相組織及機械性能

由表1、表2可以看出缸蓋質量得到很大提高，該工藝操作簡便，過程容易控制，可操作性強，它具有如下技術特點：

（1）生鐵中存在許多粗大的過共晶石墨，這種粗大石墨有遺傳性，特別是熔煉溫度低時粗大的石墨難以消除，這樣，粗大的石墨會遺傳到固態鑄鐵組織中，大比例的生鐵用量，一方面降低鑄鐵所能達到的強度，另一方面使凝固過程中本來應該產生的石墨化作用削弱，導致鐵液凝固過程的收縮傾向增大，大比例的廢鋼加增碳劑能很好解決這一問題。

（2）生鐵中普遍含有Ti、V、Cr等合金元素。這些元素多阻礙石墨化，Ti更是強阻礙石墨化元素。大比例使用生鐵，當鐵液中Ti含量>0.05%時，鐵液凝固過程不僅收縮傾向，白口傾向增大，還惡化鑄鐵的加工性能。鑄造用廢鋼一般不含Ti、V、Cr等合金元素或含量極低，大比例使用廢鋼加增碳工藝，能消除這些元素的不利影響。

（3）采用優質增碳劑：具有極高的純度、極佳的顆粒形態和石墨化的晶體結構，不僅起增碳作用，而且還能促進鑄鐵的孕育形核，改善石墨細化，增加石墨球數，容易被鐵液吸收，碳的吸收率高（90%以上）。

因此本發明具有以下特點：

1、爐料采用大量廢鋼，少量生鐵，既降低了成本，又提高了產品質量，同時也證明了采用地方生鐵亦能生產出高強度、薄壁復雜缸蓋鑄件。

2、可獲得含磷、硫低的鐵水。低的磷含量使缸蓋鑄件產生縮松和滲漏缺陷的傾向性減小。

3、少用生鐵可避免生鐵遺傳性影響，鑄鐵石墨形態好、球光體含量高、機械性能好，在同等碳當量情況下，合成鑄鐵比傳統的沖天爐或電爐熔煉的鑄鐵提高一個牌號以上。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明采用大量廢鋼及少量生鐵來制作薄壁復雜缸蓋鑄件，所得到的產品強度好、廢品率低，既能有效降低生產成本，還能顯著提高鑄件質量。而且熔煉采用電爐加熱，避免了使用傳統的沖天爐，環保效果好。由于貴州本地生鐵中含硫量較高，因此采用貴州本地生鐵還可免去增硫工序，簡化了生產過程，降低了制作成本。本發明所采用方法簡單，容易實施，生產成本低廉，使用效果好。

具體實施方式