[發明專利]一種超低碳、低硅貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套及其制備方法

有效

• 申請號: 202010623039.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111719077B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉書勝;湯曉虎;吳福亮;王中營;行松濤;王海軍;宋勝利;聶治國
• 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;C22C33/08;B22D27/18;B22C3/00
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 楊東

本發明公開了一種超低碳、低硅貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套及其制備方法，氣缸套由以下原料制成：碳2.40～2.7％、硅1.1～1.4％、錳0.2～0.6％、硫0.03～0.10％、磷≤0.06％、鎳1.2～1.8％、鉬1.2～1.8％、孕育劑0.20～0.50％、余量為鐵；制備方法包括配料、熔料、孕育、鑄造、強制降溫、保溫出爐等步驟。本發明工藝簡單，操作方便；通過在澆注前對澆注模內圓表面使用復合涂層的方式，使得采用超低碳、低硅、超高強度、高剛度、高旋轉彎曲疲勞強度的貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套材質生產獲得的氣缸套，金相組織、機械性能、廢品率、制造成本滿足需求，能夠達到批量生產。

技術領域

本發明涉及氣缸套生產技術領域，特別是涉及一種超低碳、低硅貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套及其制備方法。

背景技術

目前，隨著發動機排放標準的逐步提高，需要更高爆發壓力的配合實施，對發動機核心零部件氣缸套產品的要求更加苛刻。傳統的氣缸套雖然鑄造難度相對低一些，但由于傳統氣缸套本身材質的原因，使其抗拉強度、剛度、旋轉彎曲疲勞強度低，無法滿足現有發動機新的排放標準的需求。

為了滿足新的排放標準，就需要一種超低碳、低硅，且具備超高強度、高剛度、高旋轉彎曲疲勞強度的貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套。但滿足上述要求的氣缸套材質，在鑄造成可以使用的氣缸套的難度很大，會導致該種氣缸套材質的金相組織、機械性能、廢品率、制造成本等不能滿足生產要求，導致滿足需求的氣缸套材質無法順利的生產出氣缸套。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述不足，提供一種超低碳、低硅貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套及其制備方法。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種超低碳、低硅貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套，所述氣缸套由以下重量百分比的原料制成：碳2.40～2.7％、硅1.1～1.4％、錳0.2～0.6％、硫0.03～0.10％、磷≤0.06％、鎳1.2～1.8％、鉬1.2～1.8％、孕育劑0.20～0.50％、余量為鐵。

優選的，所述孕育劑為硅鋇鈣孕育劑。

本發明還提供了一種超低碳、低硅貝氏體基體灰鑄鐵氣缸套的制備方法，包括以下步驟：

第一步：配料，按以下重量百分比：碳2.40～2.7％、硅1.1～1.4％、錳0.2～0.6％、硫0.03～0.10％、磷≤0.06％、鎳1.2～1.8％、鉬1.2～1.8％、孕育劑0.20～0.50％、余量為鐵，將碳、硅、錳、硫、磷、鎳、鉬、鐵進行配料；

第二步：熔料，將配好的原料放置到感應電爐內熔煉，當感應電爐內溫度為1500～1580℃時，將熔融狀態原料出爐；

第三步：孕育，熔融狀態原料出爐時隨流加入孕育劑進行處理，得到鐵水；

第四步：鑄造，向澆注模內圓表面噴涂復合涂層后，將鐵水注入離心鑄造設備中，向澆注模內進行澆注，生產氣缸套鑄件；

第五步：強制降溫，將鑄造成型的氣缸套鑄件出模后，強制降溫至350～550℃；

第六步：保溫出爐，將強制降溫后的氣缸套鑄件置入保溫爐內進行保溫，保溫時間為60～180分鐘，且氣缸套鑄件保溫到不超過300℃時出爐；出爐后放入鑄件框中，得到氣缸套。

優選的，所述復合涂層包括三層不同的涂層，分別為第一涂層、第二涂層、第三涂層；第一涂層為鋁硅酸鹽、水的混合物；第二涂層為硅藻土、膨潤土、水的混合物；第三涂層為鋯英粉、硅溶膠、水的混合物。

優選的，第一涂層的重量百分比組成為鋁硅酸鹽52％、水48％；第二涂層的重量百分比組成為硅藻土26％、膨潤土3％、水71％；第三涂層的重量百分比組成為鋯英粉60％、硅溶膠4％、水36％。