[發明專利]發動機缸蓋及其制備方法

在審

• 申請號: 202110602254.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113322372A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 樊曉光;余金科;吳永強;牛恩來;趙俊平;魯福來
• 申請（專利權）人: 東風商用車有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/20;C21D1/26;C21D5/00;F02F1/24
• 代理公司: 湖北竟弘律師事務所 42230
• 代理人: 張雯俐

本申請涉及一種發動機缸蓋及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：(1)奧氏體化：將蠕墨鑄鐵澆鑄而成的發動機缸蓋毛坯加熱至880℃～960℃，并保溫1h～2.5h；(2)等溫淬火：將完全奧氏體化的發動機缸蓋毛坯快速放入鹽浴爐中進行等溫淬火，等溫淬火溫度為290℃～360℃，等溫淬火時間為1h～2h，之后從鹽浴中取出，清洗后空冷至室溫；(3)加工：對發動機缸蓋毛坯進行機加工，得到發動機缸蓋。本申請可以提高蠕墨鑄鐵澆鑄而成的發動機缸蓋的強度和熱疲勞壽命。

技術領域

本申請涉及汽車制造行業內發動機關鍵零部件技術領域，特別涉及發動機缸蓋及其制備方法。

背景技術

隨著對節能減排的要求越來越高，汽車輕量化設計的需求越來越大，柴油機缸蓋作為發動機中的一個關鍵零部件，其重量較大，是產品設計師輕量化設計的重點對象。現如今柴油機缸蓋輕量化設計方向主要有兩個：1.結構優化，在滿足性能需求的前提下，對缸蓋的某些部位進行減重減薄設計；2.材料優化，采用更高強度的材料，進而對缸蓋整體進行減薄減重設計。蠕墨鑄鐵中含有較多的合金元素Cr、Mo、Sn等，像RuT350的基體強度可達350MPa，RuT450的基體強度高達450MPa，是現今大馬力發動機缸蓋的首選材料，輕量化效果較好。

但是由于蠕鐵中添加了較多的合金元素，導致蠕鐵的導熱性變差，此外由于蠕墨鑄鐵缸蓋輕量化設計比較突出，缸蓋鼻梁區厚度較薄，實際生產中發現蠕墨鑄鐵缸蓋的熱疲勞壽命較低，RuT350材質的僅為200次，RuT450材質的僅為400次，限制了蠕墨鑄鐵缸蓋的輕量化設計空間。

缸蓋的熱疲勞壽命與以下兩個因素有關：熱導率、材料強度。缸蓋熱疲勞壽命與熱導率和材料強度正相關。因此，如何提高蠕墨鑄鐵發動機缸蓋的強度，進而提高熱疲勞壽命，成為了現階段亟需解決的問題。

發明內容

本申請實施例提供一種發動機缸蓋及其制備方法，可以提高蠕墨鑄鐵澆鑄而成的發動機缸蓋的強度和熱疲勞壽命。

第一方面，提供了發動機缸蓋的制備方法，其包括如下步驟：

奧氏體化：將蠕墨鑄鐵澆鑄而成的發動機缸蓋毛坯加熱至880℃～960℃，并保溫1h～2.5h；

等溫淬火：將完全奧氏體化的發動機缸蓋毛坯快速放入鹽浴爐中進行等溫淬火，等溫淬火溫度為290℃～360℃，等溫淬火時間為1h～2h，之后從鹽浴中取出，清洗后空冷至室溫；

加工：對發動機缸蓋毛坯進行機加工，得到發動機缸蓋。

作為上述技術方案的優選，在奧氏體化步驟中，加熱速度為280℃/h～350℃/h。

作為上述技術方案的優選，在奧氏體化步驟中，保溫溫度為920℃。

作為上述技術方案的優選，所述蠕墨鑄鐵采用RuT350或RuT450。

作為上述技術方案的優選，在等溫淬火步驟中，等溫淬火所使用的鹽浴為NaNO2和KNO3，且NaNO2和KNO3的質量百分數各為50％。

作為上述技術方案的優選，在等溫淬火步驟中，等溫淬火溫度為290℃。

作為上述技術方案的優選，在等溫淬火步驟之后，且在加工步驟之前，所述制備方法還包括如下退火步驟：

退火：將等溫淬火后的發動機缸蓋毛坯放入退火爐中升溫至520℃～560℃，保溫1h～1.5h，隨爐冷卻至不高于250℃，然后出爐空冷至室溫。

作為上述技術方案的優選，在退火步驟中，加熱速度為100℃/h～200℃/h。

作為上述技術方案的優選，在退火步驟中，退火溫度為540℃。

第二方面，提供了一種發動機缸蓋，采用上述任一所述的發動機缸蓋的制備方法制備得到。