[發明專利]西部高耐磨抗沙塵氣缸套鑄造工藝

無效

• 申請號: 201210142485.9
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN103388102A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 王維濤
• 申請（專利權）人: 王維濤
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;B22D1/00;C21D1/18;C21D5/00
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技術領域

本發明涉及氣缸套鑄造工藝，具體涉及一種西部高耐磨抗沙塵氣缸套鑄造工藝。

背景技術

由于環境的日趨惡化，我國大部分地區特別北部、中西部地區，沙塵較大，堅硬微粒極易吸入發動機氣缸，產生磨料磨損，嚴重影響發動機的使用壽命。

氣缸是發動機核心零件，是氣體壓縮、燃燒膨脹的空間，是活塞運動導向的軌跡。燃燒過程中的最高瞬時溫度高達2200～2400℃，最高瞬時壓力高達12～14MPa，氣缸套的內壁直接受到高溫、高壓、熔粘的作用，如果氣缸再吸入微粒沙塵，使氣缸內壁在極端惡化的工作條件下又增加了磨料磨損，使發動機的使用壽命進一步的縮短。

氣缸套是發動機的重要摩擦副之一，其耐磨性直接影響到發動機的壽命、功率、燃油和機油的消耗。隨著發動機運動速度的不斷提高，其缸套、活塞、活塞環所承受的機械性能應力與熱應力愈來愈高，由此而造成的柴油機缸內摩擦副的磨損，特別是沙塵磨料磨損更為嚴重。

我國傳統的高磷鑄鐵、硼鑄鐵、低合金鑄鐵、釩鈦鑄鐵等材質氣缸套已適應不了目前高檔增壓發動機的需求了。其主要磨損形式有：磨粒磨損、熔著磨損、腐蝕磨損等。近年來隨著柴油機強化的不斷提高，其運動速度和爆發壓力均有了較大提高，所以，氣缸套的磨損問題也日益嚴重。因此，研制抗磨損型氣缸套是非常重要的。

發明內容

本發明提供一種西部高耐磨抗沙塵氣缸套鑄造工藝，采用該種氣缸套提高發動機使用性能，延長使用壽命，降低能源消耗，改善發動機尾氣排放質量，保護自然環境。

本發明的技術解決方案是該氣缸套中含有以下合金元素：C3.0～3.3％；Si2.1～2.4％；Mn0.8～1.1％；P0.1～0.2％；S0.02～0.08％；Ti0.35～0.45％；Sb0.2～0.4％；Cu0.8～1.1％；Cr0.25～0.35％；Fe90.62～92.38％。

本發明氣缸套制造工藝方法是：首先將Ti和Sb加工成合成顆粒為2-3mm備用；然后合金按比例配料熔煉，熔煉溫度達1550℃時按比例加入合成顆粒，顆粒加入后凈化6分鐘，然后進行兩次孕育，先將孕育劑在大包中孕育，再在澆注包中孕育；澆注溫度為1350℃～1320℃；澆注速度為2kg/s；冷卻強度為水冷120秒；毛坯出模后600℃左右時放入溶液中淬火，使缸套的金相組織轉變為下貝氏體。

本發明具有以下優點：①在鑄鐵溶液中加入Ti和Sb合成顆粒，顆粒彌散均勻，缸套的組織致密，熱穩定性好，具有良好的儲油能力和優異的耐磨性能以及抗腐蝕能力；②Ti和Sb合成顆粒的方法流程簡單，成本低，易于實現產業化生產；③Ti和Sb是強烈石墨化元素，具有細化石墨珠光體的作用，形成特別穩定的高強度的含Ti和Sb的化合物，彌散均勻分散在鑄鐵缸套的基體中，增強耐磨性。④通過兩次孕育進一步細化金相組織，增強機械性能；⑤利用出模毛坯的余熱淬火，使其轉變為下貝氏體組織，使發動機更進一部提高其耐磨性，適應中西部沙塵較多的惡劣環境工作。

具體實施方式

例1：首先將Ti和Sb加工成合成顆粒為2-3mm備用；然后合金按比例配料熔煉，其中C3.0％；Si2.1％；Mn0.8％；P0.1％；S0.02％；Cu0.8％；Cr0.25％；Fe92.38％，熔煉溫度達1550℃時按比例加入合成顆粒，其中Ti0.35％、Sb0.2％，顆粒加入后凈化6分鐘，然后進行兩次孕育，先將孕育劑在大包中孕育，再在澆注包中孕育；澆注溫度為1350℃～1320℃；澆注速度為2kg/s；冷卻強度為水冷120秒；毛坯出模后600℃左右時放入溶液中淬火，使缸套的金相組織轉變為下貝氏體。

例2：首先將Ti和Sb加工成合成顆粒為2-3mm備用；然后合金按比例配料熔煉，其中C3.3％；Si2.4％；Mn1.1％；P0.2％；S0.08％；Cu1.1％；Cr0.35％；Fe90.62％，熔煉溫度達1550℃時按比例加入合成顆粒，其中Ti0.45％、Sb0.4％，顆粒加入后凈化6分鐘，然后進行兩次孕育，先將孕育劑在大包中孕育，再在澆注包中孕育；澆注溫度為1350℃～1320℃；澆注速度為2kg/s；冷卻強度為水冷120秒；毛坯出模后600℃左右時放入溶液中淬火，使缸套的金相組織轉變為下貝氏體。