[發(fā)明專利]一種鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110437811.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102517490A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯起飛;鄒悟會(huì);高廣東;喬宇鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南省中原內(nèi)配股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C37/10
• 分類號(hào): C22C37/10;C22C37/04;C22C33/08;B22D13/04
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時(shí)立新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣缸套技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套。

背景技術(shù)

目前，高端的大功率中、重型發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的缸套多為合金貝氏體灰鑄鐵氣缸套，其強(qiáng)度及耐磨性可以滿足現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求和設(shè)計(jì)壽命；但由于灰鑄鐵固有的特性，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到400MPa以上后，已很難再有所提高。然而隨著發(fā)動(dòng)機(jī)升功率的進(jìn)一步提高，爆發(fā)壓力進(jìn)一步增大，合金貝氏體已很難滿足以后高端發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求和設(shè)計(jì)壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套，該氣缸套布氏硬度好，抗拉強(qiáng)度高、耐磨性能好。

本發(fā)明還公開(kāi)了所述鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套，該鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵的化學(xué)組成按如下重量百分比計(jì)：碳（C）：3.4～3.9%、硅（Si）：2.2～2.8%、0＜錳（Mn）≤0.6%、0＜磷（P）≤0.4%、0＜硫（S）≤0.03%、銅（Cu）：0.8～1.2%、鉬（Mo）：0.5～1.2%、鈦（Ti）：0.08～0.2%、稀土元素：0.04～0.13%、鎂（Mg）：0.005～0.011%，余量為Fe。

本發(fā)明所述鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵，其石墨蠕化率在80%以上，其基體為貝氏體和少量的回火馬氏體，形態(tài)以羽毛狀、針狀，其碳化物含量不大于5%。所得鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套的布氏硬度為280～340HB，抗拉強(qiáng)度在700MPa以上，更適合在將來(lái)的大功率、高爆發(fā)壓力、高升功率、低排放、長(zhǎng)壽命的高端發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。

上述鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套的制備方法，包括如下步驟：

①用生鐵、廢鋼、回爐料及合金料將化學(xué)成分的重量百分比配制如下：

C：3.4～3.9%，Si：1.2～1.6%，0＜Mn≤0.6%，0＜P≤0.4%，0＜S≤0.03%，Cu：0.8～1.2%，Mo：0.5～1.2%，Ti：0.08～0.2%，余量為Fe。

②用中頻感應(yīng)電爐熔煉配料，控制鐵液出爐溫度為1540～1580℃；然后將鐵液轉(zhuǎn)運(yùn)至溫度為1500～1520℃澆注爐內(nèi)。

③依據(jù)毛坯重量，向澆注杯中加入蠕化劑和SiFe75孕育劑，然后加入鐵液（蠕化劑和SiFe75孕育劑的添加量均為鐵液重量的0.8～1.0%）使鐵液發(fā)生蠕化。

此處加入蠕化劑和SiFe75孕育劑用以補(bǔ)充步驟①中硅含量的不足及缺少的稀土和鎂元素，使氣缸套鑄件中的各化學(xué)成分在要求的范圍之內(nèi)。本發(fā)明所用的蠕化劑是：稀土硅鐵（FeSiRE30）和稀土硅鐵鎂（FeSiMg4RE12）按質(zhì)量1：1進(jìn)行摻配，目的在于保證摻配后的蠕化劑中稀土和鎂的質(zhì)量比在9～11：1。

④將蠕化后的鐵液澆入離心鑄造的模具中，采用金屬型濕涂料離心鑄造常規(guī)工藝生產(chǎn)氣缸套鑄件；控制鑄件出模溫度為750～950℃，然后迅速冷卻鑄件1～2min，使鑄件溫度降至400～500℃。

⑤將鑄件轉(zhuǎn)移至保溫箱或隧道爐中緩冷1～2h；然后在450～550℃保溫2～3h進(jìn)行回火處理得氣缸套成品。

本發(fā)明在普通蠕墨鑄鐵、碳、硅、錳、磷、硫、稀土、鎂普通元素化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，加入銅、鉬、鈦三種合金元素，主要可以起到以下作用：

1、銅的作用：銅在鐵液一次結(jié)晶時(shí)有促進(jìn)石墨化的作用，降低白口傾向。銅元素和鉬元素搭配使用，可以減少鉬元素在晶核中的偏析。銅可固溶于奧氏體，穩(wěn)定奧氏體，使C曲線右移，在快速冷卻時(shí)，利于鑄態(tài)貝氏體的形成，而且可以強(qiáng)化貝氏體，提高材料強(qiáng)度和韌性。

2、鉬的作用：鉬是反石墨化元素，鉬可固溶于奧氏體中，穩(wěn)定奧氏體，使C曲線顯著右移，在鑄鐵冷卻過(guò)程中避免形成珠光體，強(qiáng)烈促進(jìn)貝氏體的形成，從而提高鑄鐵的強(qiáng)度和硬度。

3、鈦的作用：鈦主要作用是使蠕墨鑄鐵的蠕化工藝范圍變寬，降低鑄造的難度。其次，在鑄鐵中形成鈦的碳化物，因其硬度極高且又彌散分布在鑄鐵的基體中，極大的提高了鑄鐵的耐磨性。

鎂的作用是不光參與鐵液蠕化，且在蠕化過(guò)程中起到翻攪鐵液，促進(jìn)稀土和鐵液的蠕化反應(yīng)。稀土元素的作用在于促進(jìn)蠕化。

本發(fā)明所述鑄態(tài)貝氏體蠕墨鑄鐵氣缸套具有以下優(yōu)點(diǎn)：