[發(fā)明專利]適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的材料的生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610111025.8
• 申請(qǐng)日: 2016-02-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105755359B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)鈞;劉星舟;宋國(guó)富;陳云龍;張躍輝;陶鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明云內(nèi)動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C33/08
• 分類號(hào): C22C33/08;C22C37/10;B22D1/00;F02F1/00;F02F1/24
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司53100
• 代理人: 陳左,于洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本、高效率、材料性能優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋材料及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

目前柴油機(jī)缸體、缸蓋的材料主要是HT300，鐵水化學(xué)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(jìn)行合金化處理，碳當(dāng)量CE3.8-3.85之間，共晶度Sc較低，鑄造工藝性能不好。現(xiàn)有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋材料鐵水的電爐熔煉生產(chǎn)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(cè)得的抗拉強(qiáng)度同由共晶度算出的抗拉強(qiáng)度之比稱為成熟度RG。目前感應(yīng)電爐熔煉柴油機(jī)缸體、缸蓋材料的成熟度RG92.7%。灰鑄鐵在Ф30mm試捧上測(cè)得的硬度與從抗拉強(qiáng)度計(jì)算出正常硬度之比稱為相對(duì)硬度RH。目前感應(yīng)電爐熔煉柴油機(jī)缸體、缸蓋材料的相對(duì)硬度RH為0.94。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：

1、柴油機(jī)缸體、缸蓋材料的共晶度Sc和碳當(dāng)量CE不高，鑄造工藝性能不好。

2、柴油機(jī)缸體、缸蓋材料的成熟度RG較低，孕育效果不好，生產(chǎn)技術(shù)水平低，材料本身的潛力沒(méi)有充分發(fā)揮。

3、柴油機(jī)缸體、缸蓋材料的相對(duì)硬度RH較高，灰鑄鐵強(qiáng)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(dǎo)致缸體、缸蓋鑄件生產(chǎn)成本高，生鐵的遺傳性和廢鋼不一致性影響柴油機(jī)缸體、缸蓋鑄件質(zhì)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(xué)成分中沒(méi)有對(duì)各元素之間的比例進(jìn)行調(diào)控，部分元素含量高但對(duì)材質(zhì)性能沒(méi)有貢獻(xiàn)；廢鋼中的合金元素沒(méi)有被充分利用。

因此如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足是目前鑄造技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的材料的生產(chǎn)工藝，采用該工藝生產(chǎn)的鐵水CE高，鑄造工藝性好、成本低的優(yōu)點(diǎn)，采用該工藝生產(chǎn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋材料具有材質(zhì)均勻、強(qiáng)度高、硬度低和切削性能好的優(yōu)點(diǎn)。

為了降低公司生產(chǎn)成本，改善柴油機(jī)缸體和缸蓋材料機(jī)械性能，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，打造低碳、環(huán)保綠色鑄造工藝，經(jīng)過(guò)若干次的研發(fā)、試驗(yàn)、調(diào)整，總結(jié)、發(fā)明出了如下的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋材料及其生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明除非另有說(shuō)明，否則百分號(hào)所代表的是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

一種適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的材料的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

步驟（1），設(shè)備準(zhǔn)備：設(shè)備采用中頻感應(yīng)電爐；

步驟（2），配料：按照重量份數(shù)計(jì)，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(yīng)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(shí)采用滿功率、不間斷熔化，電爐熔煉溫度要控制在1530℃以上，達(dá)到該溫度后關(guān)閉功率并讓鐵水靜置時(shí)間5-15分鐘后再進(jìn)行扒渣處理；

步驟（5），調(diào)整鐵水化學(xué)成分：鐵水靜置時(shí)間到5-15分鐘后立即取樣進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)加硅鐵和/或錳鐵；調(diào)整后的鐵水化學(xué)成分達(dá)到以下要求時(shí)再進(jìn)行孕育，鐵水化學(xué)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(nèi)進(jìn)行，鐵水從電爐內(nèi)出到澆包的過(guò)程中加入孕育劑，孕育劑隨鐵水流一起沖入澆包內(nèi)，鐵水量出79-87%時(shí)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(shí)加入量是鐵水重量的0.3%～0.5%，孕育劑采用含鍶硅鐵時(shí)加入量是鐵水重量0.25%～0.4%；孕育后澆包內(nèi)的鐵水溫度：1410-1440℃；步驟（7），澆注：采用澆注機(jī)進(jìn)行澆注，澆注過(guò)程中隨鐵水流進(jìn)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(jìn)一步，優(yōu)選的是所述的鑄鐵增碳劑為ZT-2鑄鐵增碳劑。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是所述的中頻感應(yīng)電爐為美國(guó)應(yīng)達(dá)公司的10噸/小時(shí)中頻感應(yīng)熔化電爐。