[發明專利]蠕墨鑄鐵活塞環的制造方法

有效

• 申請號: 201310366867.4
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103451510A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王季明;劉津東;張彩霞;王煥平
• 申請（專利權）人: 石家莊金剛凱源動力科技有限公司
• 主分類號: C22C37/06
• 分類號: C22C37/06;C22C33/08;B22C9/22;B22D1/00;C21D5/00;F16J9/26
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明涉及一種內燃機零部件的制造方法，具體的說是一種鑄鐵活塞環的制造方法。

背景技術

內燃機是一種用途廣泛的動力機械設備，它是通過燃料在機器內部燃燒，將其釋放出的熱能直接轉換為動能的熱力發動機。活塞環是內燃機發動機中關鍵的零部件之一。隨著發動機向小體積、輕量化、高轉速、大功率、低排放、低油耗、低成本、耐磨、環保的方向發展，活塞環的設計要求也日益趨向于向輕量化、高強度、高彈性、低摩擦、低成本、耐磨、環保等方向發展。

活塞環在柴油發動機中起著密封燃燒室和曲軸箱、傳遞活塞熱量、控制油耗的作用，活塞環在工作過程中，既要承受高溫、高壓，又要承受劇烈的磨損和較大的沖擊負荷作用，尤其是第一、第二道環，需要承受很大的沖擊載荷，工作條件相當惡劣，因此活塞環必須要有良好的耐磨性、較高的強度及足夠的韌性。但是由于活塞環隨著發動機的發展高度開始變薄，特別是第一、第二道環的高度由原來的3mm變為1～1.5mm，這使傳統灰鑄鐵材料制造的活塞環在高度變薄以后加工變得困難，而且使用過程中容易折斷甚至碎裂。目前行業內的活塞環材料除使用灰鑄鐵生產外，也有采用球墨鑄鐵材料生產的，由于球墨鑄鐵的耐磨性差，為了提高球墨鑄鐵活塞環的機械性能，球墨鑄鐵材料生產的活塞環機加工完成后一般還需要進行鍍鉻處理，而鍍鉻工藝的工序復雜，并且廢品率高，這樣就增加了球墨鑄鐵活塞環的生產成本。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種蠕墨鑄鐵活塞環的制造方法，實現活塞環的薄片化，生產工序相對簡單，生產的活塞環具有高彈性、高強度、高韌性和高耐磨性。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種蠕墨鑄鐵活塞環的制造方法，所述蠕墨鑄鐵活塞環材質中的化學組分及重量百分含量為

C：3.4%～4.0%，Si：2.4%～3.2%，Mn≤0.3%，Cr：0.2%～0.4%，Mo：0.2%～0.6%，Cu：0.5%～1.0%，Ti：0.05%～0.15%，P≤0.1%，S≤0.05%，Mg：0.009%～0.02%，其余為Fe和不可避免雜質；

本發明的進一步改進在于：蠕墨鑄鐵活塞環的制造方法包括以下步驟：

A、疊箱制作砂型；

B、將制作蠕墨鑄鐵活塞環的原材料按重量百分含量配比放入電爐內熔煉，勻速升溫至過熱溫度進行過熱處理，然后靜置使電爐內的熔液溫度自然冷卻到1560℃～1600℃的出爐溫度；

在澆包包底凹坑中預埋占澆包容積0.3%～0.8%的稀土鎂蠕化劑，將電爐內達到出爐溫度的熔液分兩次倒入澆包，第一次倒入占澆包2/3容積的熔液，之后靜置1min～2min，第二次倒入占澆包1/3容積的熔液；其中在第二次倒入熔液的過程中用硅鍶孕育劑進行兩次隨流孕育處理，兩次隨流孕育處理的孕育劑的加入總量為澆包容積的0.4%～0.8%，待澆包內的澆注液的溫度降至1380℃～1440℃的澆注溫度后，澆注砂型制得毛坯；

C、毛坯冷卻到室溫后，落砂分離開砂型和毛坯，對毛坯進行拋丸處理；

D、粗車毛坯后進行調質處理，然后機械加工至設計尺寸，并進行表面氮化處理，檢驗合格后包裝入庫。

本發明的進一步改進在于：步驟A中采用專用模板制作砂型，所述專用模板包括底板、以及設置在底板上的澆注系統；所述澆注系統包括與底板平面垂直相交的直澆道，與直澆道相交并設置在底板中部的橫澆道，底板上沿橫澆道的兩側對稱設置四個活塞環模型，所述活塞環模型通過內澆道與橫澆道相連通。

本發明的進一步改進在于：所述直澆道垂直相交設置在橫澆道的中心。

本發明的進一步改進在于：步驟B中，進行過熱處理的溫度為1580℃～1620℃。

本發明的進一步改進在于：步驟B中在進行兩次隨流孕育處理時，第一次孕育處理時加入的孕育劑粒度為3mm～6mm，孕育劑的加入量為澆包容積的0.2%～0.4%；第二次孕育處理時加入的孕育劑粒度為1mm～3mm，孕育劑的加入量為澆包容積的0.2%～0.4%。

本發明的進一步改進在于：步驟B中澆注液在澆注砂型制得毛坯時，澆注液在3min之內澆注完畢。

本發明的進一步改進在于：步驟D的調質處理包括先淬火、后回火兩道工序，其中淬火溫度為900℃～940℃，保溫2h后油冷；回火溫度為520℃～560℃，保溫2h后出爐空冷至室溫。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：