專利名稱：一種凸輪軸專用孕育劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄鐵孕育劑領(lǐng)域，具體涉及一種凸輪軸專用孕育劑。
背景技術(shù)：
凸輪軸是發(fā)動機(jī)的重要組成零件之一，其工作環(huán)境復(fù)雜，對性能要求極高，需要在高溫下不斷負(fù)重轉(zhuǎn)動，因此需要所用材料既有較好的韌性又有足夠的硬度和強(qiáng)度。長期以來，國內(nèi)許多凸輪軸鑄造企業(yè)，在凸輪軸鑄造生產(chǎn)過程中，一般采用普通75#硅鐵作為孕育齊U，生產(chǎn)出來的凸輪軸產(chǎn)品在金相組織、硬度、耐磨性、加工性能等方面有很多不足之處，造成該產(chǎn)品長期不穩(wěn)定；為了改善這些不足，一些廠家開始嘗試復(fù)合孕育劑，但采用復(fù)合孕育劑的問題是不能同時提高凸輪軸綜合性能，如改善凸輪軸白口傾向的同時導(dǎo)致其硬度下降，改善石墨形態(tài)的同時增加其加工難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能同時改善凸輪軸白口傾向、金相組織等結(jié)構(gòu)形體進(jìn)而同步提高凸輪軸韌性、硬度、強(qiáng)度和加工性的凸輪軸專用孕育劑。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種凸輪軸專用孕育劑，其配方為:鋇合金:5%、鍶合金:4.5%、稀土硅鐵:6.5%、硅鐵:81.5%、硅鋯:3.5%，所·述百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。進(jìn)一步地，所述鋇合金中鋇含量為3-5%、硅含量為65-70%、鈣含量為1-2%、鋁含量為0.8-1.8%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鋇合金可以延長孕育衰退時間，改善基體組織，提高凸輪軸機(jī)械性能。進(jìn)一步地，所述鍶合金中鍶含量為7-9%、硅含量為55-65%、鈣含量為1_2%、鋁含量為0.8-1.8%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鍶合金的作用在于改善凸輪軸金相組織中的石墨形態(tài)，提高斷面均勻性，有效消除白口傾向，防止鑄件的滲漏。進(jìn)一步地,所述稀土娃鐵中稀土元素含量為21-24%、娃含量為40-44%、猛含量小于2.5%、鈣含量小于5%、鈦含量小于2%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。稀土硅鐵能夠凈化鐵水，改善鑄鐵的鑄造性能，提高凸輪軸強(qiáng)度并增加耐磨性。進(jìn)一步地，所述硅鋯中鋯含量為18-21%、硅含量為48-55%、鋁含量小于1.5%、鈣含量小于1%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。硅鋯的抗衰退能力強(qiáng)，可以改善石墨組織形態(tài)，增加金相組織中均勻細(xì)小的A型石墨。進(jìn)一步地，所述的硅鐵中硅含量為72-78%、鋁含量小于1.5%、鈣含量小于1%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。硅鐵石墨化能力強(qiáng)，抗衰性好，端面敏感性小，能細(xì)化晶粒改善石墨形態(tài)。本發(fā)明通過在傳統(tǒng)孕育劑中添加和調(diào)整鍶、鋇、鋯、稀土等元素的含量，提高了所得凸輪軸的綜合性能，具體表現(xiàn)在以下幾方面:白口傾向:本發(fā)明的加入不同程度的減少鑄鐵的白口形成，在激冷部位，形成致密、均勻、清晰的白口組織且白口深度均勻，過渡層分界非常明顯；非激冷部位則整個斷面組織均勻，基本消除了薄壁部位的白口或麻口組織；石墨形態(tài):本發(fā)明的加入使所制備的凸輪軸的結(jié)構(gòu)中形成均勻細(xì)小的A型石墨，在非激冷部位消除了 D、E型石墨組織，消除了原材料遺傳性對石墨形態(tài)的影響；金相組織:白口層萊氏體組織均勻致密，基體組織珠光體和石墨很好的得以細(xì)化，珠光體數(shù)量高，反白口、塊狀、網(wǎng)狀碳化物消失，獲得良好激冷組織的同時獲得理想的基體組織；孕育時間:傳統(tǒng)孕育劑在孕育8-10分鐘即衰退至未孕育狀態(tài)，本發(fā)明的孕育效果可持續(xù)18分鐘左右?？估瓘?qiáng)度及硬度:由于激冷組織被細(xì)化，所得凸輪軸結(jié)構(gòu)致密均勻，具有更高的硬度和耐磨性?；w組織中珠光體數(shù)量高、石墨細(xì)小均勻、碳化物級別較高，因而基體硬度分布均勻，所得凸輪軸具有良好的抗拉強(qiáng)度。加工性能:本發(fā) 明的使用使得凸輪軸基體組織中消除了白口或麻口組織，整個斷面組織均勻，因而具有良好的切削性能。除此以外，本發(fā)明還可以改善凸輪軸鑄鐵對合金元素的適應(yīng)性。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一種凸輪軸專用孕育劑，其配方為:鋇合金:5%、鍶合金:4.5%、稀土硅鐵:6.5%、硅鐵:81.5%、硅鋯:3.5%，所述百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。進(jìn)一步地，所述鋇合金中鋇含量為3-5%、硅含量為65-70%、鈣含量為1_2%、鋁含量為0.8-1.8%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鋇合金可以延長孕育衰退時間，改善基體組織，提高凸輪軸機(jī)械性能。進(jìn)一步地，所述鍶合金中鍶含量為7-9%、硅含量為55-65%、鈣含量為1_2%、鋁含量為0.8-1.8%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鍶合金的作用在于改善凸輪軸金相組織中的石墨形態(tài)，提高斷面均勻性，有效消除白口傾向，防止逐漸的滲漏。進(jìn)一步地,所述稀土娃鐵中稀土元素含量為21-24%、娃含量為40-44%、猛含量小于2.5%、鈣含量小于5%、鈦含量小于2%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。稀土硅鐵能夠凈化鐵水，改善鑄鐵的鑄造性能，提高凸輪軸強(qiáng)度并增加耐磨性。進(jìn)一步地，所述硅鋯中鋯含量為18-21%、硅含量為48-55%、鋁含量小于1.5%、鈣含量小于1%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。硅鋯的抗衰退能力強(qiáng)，可以改善石墨組織形態(tài)，增加金相組織中均勻細(xì)小的A型石墨。進(jìn)一步地，所述的硅鐵中硅含量為72-78%、鋁含量小于1.5%、鈣含量小于1%，其余成分為鐵，各元素含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。硅鐵石墨化能力強(qiáng)，抗衰性好，端面敏感性小，能細(xì)化晶粒改善石墨形態(tài)。進(jìn)一步地，所述凸輪軸專用孕育劑的制備方法包括以下步驟:步驟1:按配方要求準(zhǔn)備原料；
步驟2:將各種原料在機(jī)械攪拌作用下混合均勻，即得凸輪軸專用孕育劑。進(jìn)一步地，所述的凸輪軸專用孕育劑的使用方法如下:在凸輪軸生產(chǎn)過程中，冷激鑄鐵或球鐵通過電爐熔化成鐵水并沖入鐵水包的過程中加入所述凸輪軸專用孕育劑進(jìn)行孕育，孕育好的鐵水澆入凸輪軸鑄件模型，經(jīng)冷卻后成為凸輪軸鑄件毛坯。盡管這里參照本發(fā)明的最佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范 圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種凸輪軸專用孕育劑，其特征在于其配方為鋇合金5%、鍶合金4. 5%、稀土硅鐵6. 5%、硅鐵81. 5%、硅鋯3. 5%，所述百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪軸專用孕育劑，其特征在于所述鋇合金中鋇含量為3-5%、硅含量為65-70%、鈣含量為1-2%、鋁含量為O. 8-1. 8%，其余成分為鐵，所述各元素的含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪軸專用孕育劑，其特征在于所述的鍶合金中鍶含量為7-9%、硅含量為55-65%、鈣含量為1-2%、鋁含量為O. 8-1. 8%，其余成分為鐵，所述各元素的含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪軸專用孕育劑，其特征在于所述的稀土硅鐵中稀土元素含量為21-24%、硅含量為40-44%、錳含量小于2. 5%、鈣含量小于5%、鈦含量小于2%，其余成分為鐵，所述各元素的含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪軸專用孕育劑，其特征在于所述的硅鋯中鋯含量為18-21%、硅含量為48-55%、鋁含量小于I. 5%、鈣含量小于1%，其余成分為鐵，所述各元素的含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所述各元素的含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪軸專用孕育劑，其特征在于所述的硅鐵中硅含量為72-78%、鋁含量小于1.5%、鈣含量小于1%，其余成分為鐵，所述各元素的含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凸輪軸專用孕育劑，該孕育劑的配方為鋇合金5%、鍶合金4.5%、稀土硅鐵6.5%、硅鐵81.5%、硅鋯3.5%，所述百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明通過在傳統(tǒng)孕育劑中添加和調(diào)整鍶、鋇、鋯、稀土等元素的含量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中凸輪軸產(chǎn)品白口傾向、石墨形態(tài)、金相組織、硬度、耐磨性、加工性等方面的問題，經(jīng)過長期使用和驗證，本發(fā)明所述孕育劑能明顯細(xì)化凸輪軸的金相組織，改善石墨形態(tài)，使凸輪軸硬度均勻、耐磨性增加且減少由加工造成的質(zhì)量問題，在業(yè)內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C21C1/08GK103255334SQ20131008397
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者韓崗, 馬營平, 馬營強(qiáng) 申請人:成都宏源鑄造材料有限公司