[發明專利]一種低碳低硅氣缸套及其制備方法

無效

• 申請號: 201210172013.8
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102676912A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 楊國敏;黃洪嶺;劉書勝;楊厥榮;權文輝
• 申請（專利權）人: 河南中原吉凱恩氣缸套有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;楊海霞

技術領域

本發明屬于氣缸套技術領域，具體涉及一種低碳低硅氣缸套及其制備方法。

背景技術

目前，市場上常見的幾種低碳低硅的合金鑄鐵氣缸套有：中磷合金鑄鐵、硼鑄鐵、高磷合金鑄鐵、磷鉬合金鑄鐵等材質氣缸套。同為中支撐氣缸套，它們的材料成本都較高，主要通過其它合金來強化珠光體基體的強度。如高磷鑄鐵中Cr含量較高，磷鉬合金鑄鐵需要添加貴重金屬鉬來增加缸套的強度。

????上述材質氣缸套雖然能滿足發動機強度方面的要求，但是這些材質都無法避免中支撐氣缸套與發動機接觸處的震動。另外這些缸套的疲勞強度也不高，一般在150Mpa左右。震動原因在于氣缸套的彈性模量(與化學成份關系密切)較低，一般在120－150Gpa之間。彈性模量低，缸套的剛度就小，在發動機工作過程中就易產生變形，從而在配合面處就易產生震動。

發明內容

本發明目的在于提供一種低碳低硅氣缸套及其制備方法，該氣缸套具有較好的抗拉強度、硬度和彈性模量。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種低碳低硅氣缸套，其材料化學組成按如下重量百分比計：

碳（C）2.5～2.7%、硅（Si）1.3～1.7%、錳（Mn）0.5～0.9%、0＜硫（S）≤0.1%、0＜磷（P）≤0.1%、0＜鎳（Ni）≤0.1%、0＜鉻（Cr）≤0.2%、0＜鉬（Mo）≤0.1%、銅（Cu）0.4～1.0%，余量為Fe。

所述低碳低硅氣缸套的制備方法，其包括如下步驟：

①按比例進行配料，用工頻感應電爐熔煉配料，控制鐵液出爐溫度為1530～1550℃；

②出爐前加入鐵液重量0.2～0.5%的孕育劑處理，所述孕育劑為硅鋇鈣孕育劑或硅鍶孕育劑；

③采用金屬型濕涂料離心鑄造工藝（該工藝為常規工藝，故不贅述）生產氣缸套鑄件（模具溫度以控制在400～600℃為宜）；

④鑄件出模后風冷至550～650℃，然后放入鑄件框中即可。

本發明所述氣缸套降低了“碳、硅、錳、硫、磷”五大普通元素中的碳、硅含量，另外加入銅合金化，這三種元素的主要作用如下：1）銅的作用：銅屬于石墨化元素，能降低奧氏體臨界轉變溫度和強化鐵素體基體，并可細化珠光體和石墨片。在薄壁處即在珠光體區銅起固溶強化作用，使珠光體硬度增加；在厚斷面處，其主要作用是抑制鐵素體轉變，從而改善斷面敏感性。2）碳和硅的作用：硅和碳都是強烈促進石墨化的元素。石墨來源于碳。隨著碳含量的提高，鐵水中的碳濃度和未溶解的石墨微粒增多，有利于石墨形核，從而促進了石墨化。硅與鐵原子的結合力大于碳與鐵原子之間的結合力。硅溶于鐵水和鐵的固溶體中，由于削弱了鐵和碳原子之間的結合力，而促使石墨化。硅還降低鑄鐵共晶成分的碳濃度，鑄鐵中加入硅可代替一部分碳，硅促進石墨化的作用約相當于碳的三分之一。?

本發明所述氣缸套性能指標如下：1）彈性模量：E≥160Gpa。高的彈性模量可以保證高的剛度，缸套在工作中產生的變形減少，從而可以減少中支撐氣缸套與發動機缸體接觸面的移動、震動，避免氣缸套對缸體的磨損。2）硬度250～300HBW；抗拉強度≥330Mpa；疲勞強度165Mpa。該氣缸套在保證高的硬度與抗拉強度外，還有較高的疲勞強度。

相對于現有技術，本發明具有以下優點：

本發明氣缸套材料成本低，只在氣缸套五大常規元素中加入一定量的Cu，在滿足低成本的前提下，又能滿足氣缸套較高的機械性能要求（包括硬度、抗拉強度），性價比高，具有巨大的潛在市場。

附圖說明

圖1為本發明所述氣缸套放大500倍的基體金相圖。

具體實施方式

以下通過優選實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不局限于此。

實施例1