一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄鐵材料，具體涉及一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是由缸體和缸蓋兩大部分組成，通過(guò)螺栓相互連接起來(lái)，其中缸體是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)乃至汽車(chē)中最重要的零件之一，是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件和骨架，同時(shí)又是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總裝配時(shí)的基礎(chǔ)零件。缸體的作用是支承和保證活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)部件工作時(shí)的準(zhǔn)確位置;保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣、冷卻和潤(rùn)滑;提供各種輔助系統(tǒng)、部件及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的加工質(zhì)量直接影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到汽車(chē)整體的質(zhì)量，因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的性能長(zhǎng)期以來(lái)一直受到國(guó)內(nèi)外汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的重視。缸體的工作條件決定了缸體必須具有高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、高耐磨性以及良好的散熱性和切削性，同時(shí)要有很好的密封性、防漏性、減振性等。近幾年隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的性能要求越來(lái)越高。而目前我國(guó)生產(chǎn)的灰鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料存在著綜合性能差的缺點(diǎn)，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種綜合性能優(yōu)異的低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料，其質(zhì)量百分比成分為:C3.3-3.7、Si 1.8-2.4,Mn 0.6-0.9、Cr 0.2-0.4^Sn 0.卜0.2、Pb 0.08-0.14、V 0.05-0.UBi 0.04_0.08、Co
0.03-0.05、Sc 0.04-0.06^Eu 0.02_0.04、Ρ 0.03_0.05、S 0.02-0.03、余量為Fe。
[0005]—種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)采用中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，首先在爐底加入廢鋼、生鐵和回爐料，爐料熔化后加入硅鐵、釩鐵、錳鐵和鉻鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1435-1460°C時(shí)加入木炭粉進(jìn)行增碳，然后加入其它鐵合金來(lái)調(diào)整鐵水化學(xué)成分，合金元素Sn和Pb以純錫和純鉛的方式置于澆包內(nèi)，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1490-1520°C時(shí)靜置保溫15-20min，然后出爐；
(2)選擇粒度為4-6mm的硅鋇鈣孕育劑加入到澆包內(nèi)鐵水的表面，在1450-1500°C下適當(dāng)攪拌進(jìn)行包內(nèi)孕育處理；
(3)在澆包內(nèi)加入粒度為3-5mm的稀土硅鐵孕育劑在1430-1470°C下進(jìn)行二次孕育處理；
(4)將孕育處理后的鐵水澆注到粘土砂型中，澆注溫度不低于1400°C;然后對(duì)成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至720-760°C，保溫3-5h，風(fēng)冷至270-310°C，保溫l_2h;然后加熱至580-640°C，保溫2-4h，再加熱至910_960°C，保溫4_7h，水冷至540_580°C，保溫2_4h，再空冷至300-350°C，保溫1.5-2.5h;最后加熱至630_670°C，保溫3_5h，油冷至340_380°C，保溫2-3h，再空冷至常溫。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明添加少量的Mn、Cr、Sn、Pb、V、B1、Co、Sc、Eu等合金元素進(jìn)行合金化處理，不僅可以提高鑄鐵的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，還可以改善鑄鐵的耐磨性和耐熱性。本發(fā)明制得的鑄鐵材料綜合性能優(yōu)異，合金增添少，生產(chǎn)成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]具體實(shí)施例方式實(shí)施例
一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料，其質(zhì)量百分比成分為:C 3.3-3.7,Si 1.8-2.4、Mn 0.6-0.9、Cr 0.2-0.4^Sn 0.卜0.2、Pb 0.08-0.14、V 0.05-0.UBi 0.04_0.08、Co0.03-0.05、Sc 0.04-0.06^Eu 0.02_0.04、Ρ 0.03_0.05、S 0.02-0.03、余量為Fe。
[0007]一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)采用中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，首先在爐底加入廢鋼、生鐵和回爐料，爐料熔化后加入硅鐵、釩鐵、錳鐵和鉻鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1450°C時(shí)加入木炭粉進(jìn)行增碳，然后加入其它鐵合金來(lái)調(diào)整鐵水化學(xué)成分，合金元素Sn和Pb以純錫和純鉛的方式置于澆包內(nèi)，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1505°C時(shí)靜置保溫20min，然后出爐；
(2)選擇粒度為5mm的硅鋇鈣孕育劑加入到澆包內(nèi)鐵水的表面，在1480°C下適當(dāng)攪拌進(jìn)行包內(nèi)孕育處理；
(3)在澆包內(nèi)加入粒度為4mm的稀土硅鐵孕育劑在1460°C下進(jìn)行二次孕育處理；
(4)將孕育處理后的鐵水澆注到粘土砂型中，澆注溫度不低于1400°C;然后對(duì)成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至740°C，保溫4h，風(fēng)冷至285°C，保溫1.5h;然后加熱至620°C，保溫3h，再加熱至930°C，保溫5h，水冷至560°C，保溫3h，再空冷至330°C，保溫2h;最后加熱至6400C，保溫4h，油冷至360°C，保溫2.5h，再空冷至常溫。
[0008]經(jīng)檢驗(yàn)，成品化學(xué)成分為:C3.53%、Si 2.15%、Μη 0.78%、Cr 0.31%、Sn 0.16%、Pb0.094%^V 0.088%、Bi 0.064%、Co 0.045%、Sc 0.057%、Eu 0.033%、P 0.048%^S 0.026%、余量為Fe o其力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度361Mpa，硬度237HB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料，其特征在于，其質(zhì)量百分比成分為:C 3.3-3.7、Si 1.8-2.4、Μη 0.6_0.9、Cr 0.2-0.4、Sn 0.卜0.2、Pb 0.08_0.14、V 0.05-0.UBi0.04-0.08、Co 0.03-0.05、Sc 0.04-0.06^Eu 0.02_0.04、Ρ 0.03_0.05、S 0.02-0.03、余量為Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)采用中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，首先在爐底加入廢鋼、生鐵和回爐料，爐料熔化后加入硅鐵、釩鐵、錳鐵和鉻鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1435-1460°C時(shí)加入木炭粉進(jìn)行增碳，然后加入其它鐵合金來(lái)調(diào)整鐵水化學(xué)成分，合金元素Sn和Pb以純錫和純鉛的方式置于澆包內(nèi)，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1490-1520°C時(shí)靜置保溫15-20min，然后出爐； (2)選擇粒度為4-6mm的硅鋇鈣孕育劑加入到澆包內(nèi)鐵水的表面，在1450-1500°C下適當(dāng)攪拌進(jìn)行包內(nèi)孕育處理； (3)在澆包內(nèi)加入粒度為3-5mm的稀土硅鐵孕育劑在1430-1470°C下進(jìn)行二次孕育處理； (4)將孕育處理后的鐵水澆注到粘土砂型中，澆注溫度不低于1400°C;然后對(duì)成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至720-760°C，保溫3-5h，風(fēng)冷至270-310°C，保溫l_2h;然后加熱至580-640°C，保溫2-4h，再加熱至910_960°C，保溫4_7h，水冷至540_580°C，保溫2_4h，再空冷至300-350°C，保溫1.5-2.5h;最后加熱至630_670°C，保溫3_5h，油冷至340_380°C，保溫2-3h，再空冷至常溫。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低合金鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料及其制備方法，該灰鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的質(zhì)量百分比成分為：C？3.3-3.7、Si？1.8-2.4、Mn？0.6-0.9、Cr？0.2-0.4、Sn？0.1-0.2、Pb？0.08-0.14、V？0.05-0.1、Bi？0.04-0.08、Co？0.03-0.05、Sc？0.04-0.06、Eu？0.02-0.04、P？0.03-0.05、S？0.02-0.03、余量為Fe。本發(fā)明制得的鑄鐵材料綜合性能優(yōu)異，合金增添少，生產(chǎn)成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】B22D1/00, C22C33/08, C22C37/10, C21D5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105543636
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510892020
【發(fā)明人】周道虎
【申請(qǐng)人】繁昌縣恒鑫汽車(chē)零部件有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日