[發明專利]適用于柴油發動機缸體、缸蓋的材料的生產工藝

有效

• 申請號: 201610111025.8
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105755359B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李國鈞;劉星舟;宋國富;陳云龍;張躍輝;陶鋒
• 申請（專利權）人: 昆明云內動力股份有限公司
• 主分類號: C22C33/08
• 分類號: C22C33/08;C22C37/10;B22D1/00;F02F1/00;F02F1/24
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司53100
• 代理人: 陳左,于洪

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，具體涉及一種低成本、高效率、材料性能優質、穩定的柴油發動機缸體、缸蓋材料及其生產工藝。

背景技術

目前柴油機缸體、缸蓋的材料主要是HT300，鐵水化學成分含量如下：C：（2.9-3.3）%；Si：（1.4-1.7）%；Mn：（0.8-1.0）%；P<0.15%；S<0.12%，采用銅、錫、鉻進行合金化處理，碳當量CE3.8-3.85之間，共晶度Sc較低，鑄造工藝性能不好。現有的柴油發動機缸體、缸蓋材料鐵水的電爐熔煉生產工藝熔煉配料主要采用生鐵、廢鋼、回爐料三大主要金屬材料，輔料主要有錳鐵、硅鐵、低硫增碳劑，合金化元素主要采用銅、錫、鉻。

灰鑄鐵在Ф30mm試捧上測得的抗拉強度同由共晶度算出的抗拉強度之比稱為成熟度RG。目前感應電爐熔煉柴油機缸體、缸蓋材料的成熟度RG92.7%。灰鑄鐵在Ф30mm試捧上測得的硬度與從抗拉強度計算出正常硬度之比稱為相對硬度RH。目前感應電爐熔煉柴油機缸體、缸蓋材料的相對硬度RH為0.94。

現有技術存在以下缺陷：

1、柴油機缸體、缸蓋材料的共晶度Sc和碳當量CE不高，鑄造工藝性能不好。

2、柴油機缸體、缸蓋材料的成熟度RG較低，孕育效果不好，生產技術水平低，材料本身的潛力沒有充分發揮。

3、柴油機缸體、缸蓋材料的相對硬度RH較高，灰鑄鐵強度低硬度高，切削性能不好。

4、三大主要金屬材料中生鐵和廢鋼配比較高，導致缸體、缸蓋鑄件生產成本高，生鐵的遺傳性和廢鋼不一致性影響柴油機缸體、缸蓋鑄件質量，低硫增碳劑和合金化的噸成本較高，鑄件成本難以控制。

5、化學成分中沒有對各元素之間的比例進行調控，部分元素含量高但對材質性能沒有貢獻；廢鋼中的合金元素沒有被充分利用。

因此如何克服現有技術的不足是目前鑄造技術領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種適用于柴油發動機缸體、缸蓋的材料的生產工藝，采用該工藝生產的鐵水CE高，鑄造工藝性好、成本低的優點，采用該工藝生產的柴油發動機缸體和缸蓋材料具有材質均勻、強度高、硬度低和切削性能好的優點。

為了降低公司生產成本，改善柴油機缸體和缸蓋材料機械性能，提高產品競爭力，打造低碳、環保綠色鑄造工藝，經過若干次的研發、試驗、調整，總結、發明出了如下的柴油發動機缸體、缸蓋材料及其生產工藝。

本發明采用的技術方案如下：

本發明除非另有說明，否則百分號所代表的是質量百分數。

一種適用于柴油發動機缸體、缸蓋的材料的生產工藝，包括如下步驟：

步驟（1），設備準備：設備采用中頻感應電爐；

步驟（2），配料：按照重量份數計，廢鋼37-40份、回爐料20-24份、鐵屑餅38-41份、鑄鐵增碳劑1.5-1.8份；

步驟（3），加料：先將所述鑄鐵增碳劑中的28-32%加在電爐底部，再依次加入鐵削餅、廢鋼和回爐料，剩余的增碳劑應隨回爐料一起加入并在回爐料剩余9-11%前加完，要求始終有回爐料壓住增碳劑；

步驟（4），熔化：回爐料加完后立即送電熔化，熔化時采用滿功率、不間斷熔化，電爐熔煉溫度要控制在1530℃以上，達到該溫度后關閉功率并讓鐵水靜置時間5-15分鐘后再進行扒渣處理；

步驟（5），調整鐵水化學成分：鐵水靜置時間到5-15分鐘后立即取樣進行化學成分檢驗，根據檢驗結果補加硅鐵和/或錳鐵；調整后的鐵水化學成分達到以下要求時再進行孕育，鐵水化學成分要求：C 3.4-3.47%、Si 1.72-1.85%、Mn 0.65-0.75%、P≤0.08%、S 0.05-0.1%、N 0.0065%-0.011%，余量為Fe；

孕育：孕育處理澆包內進行，鐵水從電爐內出到澆包的過程中加入孕育劑，孕育劑隨鐵水流一起沖入澆包內，鐵水量出79-87%時加完孕育劑，孕育劑采用FeSi75Al2.0-C或含鍶硅鐵；孕育劑采用FeSi75Al2.0-C時加入量是鐵水重量的0.3%～0.5%，孕育劑采用含鍶硅鐵時加入量是鐵水重量0.25%～0.4%；孕育后澆包內的鐵水溫度：1410-1440℃；步驟（7），澆注：采用澆注機進行澆注，澆注過程中隨鐵水流進行二次孕育，二次孕育劑采用含鍶硅鐵，加入量是澆注鐵水重量的0.03%~0.08%。

進一步，優選的是所述的鑄鐵增碳劑為ZT-2鑄鐵增碳劑。

進一步，優選的是所述的中頻感應電爐為美國應達公司的10噸/小時中頻感應熔化電爐。