一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于气缸套技术领域，具体涉及一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套 及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 目前小孔径气缸套材质多为普通灰铸铁或合金铸铁，该类气缸套主要依靠降低碳 当量和合金强化来满足强度及耐磨性的要求且其铸造工艺复杂、废品率较高。因此，普通灰 铸铁或合金铸铁已不能满足节能、环保气缸套的生产要求。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于提供一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套及其生产工艺，该 气缸套具有较高的延伸率、抗拉强度及良好的耐磨性。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套，以重量百分比计，气缸套化学组成为：碳 2. 7 ~3. 2%、硅 1. 8 ~2. 2%、0 <磷< 0· 1%、0· 03 <硫< 0· 06%、锰 0· 3 ~0· 8%、硼 0· 005 ~ 0· 01%、铜 L 5 ~L 7%、铋 0· 06 ~0· 08%、铈 0· 06 ~0· 08%、铝 0· 002 ~0· 004%，余量为铁。
[0005] 上述离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套的生产工艺，包括如下步骤： (1) 采用中频感应电炉熔炼，按比例称取除了铋、铺和铝以外的原料和熔炼原料总质量 0. 5~3%的碳化硅，熔炼温度为1470~1520°C;出铁液时采用顺流孕育方式加入占铁液重 量0. 3~0. 5%、由碳化硅和铈、铋组成的混合物； (2) 浇注：采用水冷金属型湿涂料离心铸造工艺生产气缸套铸件，浇铸温度1430~ 1460°C，浇注机转速1300~1600r/min，模具预热温度200°C~230°C，向湿涂料中加入铝 粉(原料中的铝以铝粉的形式加入，铝粉所起的作用为：高温的铁液进入模具中时，会和湿 涂料及铝粉接触，少量铝粉熔化后进入铁液可以促进石墨形核；所使用的铝粉为河南省远 洋铝业有限公司生产，型号FLQG2#，平均粒径15~20微米，纯度大于99. 5%)，使铝粉占湿 涂料和铝粉总质量的0. 5%，涂料厚度1~2mm，铸件重3 ±0. 2Kg，铸件壁厚6 ± 1mm，铸件内 孔35±1_，控制铸件出模温度850°C~950°C ; (3) 出模后将缸套铸件迅速转入900°C的真空炉中（型号为ZC2-65)保温1~2小时， 然后随炉冷却降温至750°C后再将缸套铸件出炉空冷即得。
[0006] 步骤（1)中第一次加入的碳化硅粒度为l~2mm ;第二次加入的碳化硅粒度为 0· 5~Imm0
[0007] 和现有普通可锻铸铁气缸套相比，本发明的有益效果是： 通过将水冷金属型离心铸造形成的高温铸件进行保温处理，从而形成金相为团状石墨 +95%以上珠光体+少量铁素体的铸态可锻铸铁气缸套，该气缸套抗拉强度达到500MPa以 上，硬度大于230HB，延伸率大于2. 0%，相对于传统可锻铸铁材质气缸套，本发明气缸套具 有生产周期短、成本低、延伸率及抗拉强度高、耐磨性好等优点。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明所述铸态可锻铸铁气缸套成品磨损面石墨放大100倍的照片，从图 1中可以看到该气缸套成品磨损面石墨类型基本为团状； 图2为本发明所述铸态可锻铸铁气缸套成品磨损面基体组织放大100倍的金相照片； 图3为本发明所述铸态可锻铸铁气缸套成品磨损面基体组织放大500倍的金相照片； 从图2、图3中可以看出该气缸套成品磨损面基体组织由95%以上珠光体+少量铁素体组 成。
【具体实施方式】
[0009] 以下通过优选实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限 于此。
[0010] 实施例1 一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套，以重量百分比计，其材料化学组成为：
上述离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套的生产方法，包括如下步骤： 1) 配料及熔炼：采用500kg中频感应电炉熔炼，按比例称取除了 Ce、Bi和Al以外的原 料和熔炼原料总质量〇. 5%的碳化硅(碳含量40%~45%，硅含量55%~60%，粒度1~2mm) 配制原料，然后在500kg中频感应电炉中熔炼成铁液，熔炼温度为1470°C ;出铁液时采用 顺流孕育方式加入占铁液重量0. 3%、由碳化硅、Ce和Bi组成的混合物(碳化硅粒度0. 5~ 1mm)； 2) 浇铸：采用水冷金属型湿涂料离心铸造工艺生产气缸套铸件，浇铸温度1430°C，浇 注机转速1500r/min，模具预热温度200°C，向湿涂料中加入铝粉(原料中的铝以铝粉的形 式加入，铝粉所起的作用为：高温的铁液进入模具中时，会和湿涂料及铝粉接触，少量铝粉 熔化后进入铁液可以促进石墨形核；所使用的铝粉为河南省远洋铝业有限公司生产，型号 FLQG2#，平均粒径15~20微米，纯度大于99. 5%)，使铝粉占湿涂料和铝粉总质量的0. 5%， 涂料厚度1~2mm，铸件重3 ± 0· 2Kg，铸件壁厚6 ± 1mm，铸件内孔35mm，控制铸件出模温度 850 0C ； 3) 出模后将缸套铸件迅速转入900°C的真空炉（型号为ZC2-65)中保温1小时，然后随 炉冷却降温至750°C后再将缸套铸件出炉空冷即得。
[0011] 该气缸套成品金相为团絮状石墨+95%以上珠光体+少量铁素体，抗拉强度达到 550MPa，硬度达到260HB，延伸率为2. 2%。
[0012] 实施例2 一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套，以重量百分比计，其材料化学组成为：
上述离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套的生产方法，其包括如下步骤： 1) 配料及熔炼：采用500kg中频感应电炉熔炼，按比例称取除了 Ce、Bi和Al以外的原 料和熔炼原料总质量3%的碳化硅(碳含量40%~45%，硅含量55%~60%，粒度1~2mm)配 制原料，然后在500kg中频感应电炉中熔炼成铁液，熔炼温度为1520°C ;出铁水时采用顺流 孕育方式加入占铁液重量〇. 5%、由碳化硅、Ce和Bi组成的混合物(碳化硅粒度0. 5~Imm); 2) 浇铸：采用水冷金属型湿涂料离心铸造工艺生产气缸套铸件，浇铸温度1460°C，浇 注机转速1600r/min，模具预热温度230°C，向湿涂料中加入铝粉(原料中的铝以铝粉的形 式加入，铝粉所起的作用为：高温的铁液进入模具中时，会和湿涂料及铝粉接触，少量铝粉 熔化后进入铁液可以促进石墨形核；所使用的铝粉为河南省远洋铝业有限公司生产，型号 FLQG2#，平均粒径15~20微米，纯度大于99. 5%)，使铝粉占湿涂料和铝粉总质量的0. 5%， 涂料厚度1~2mm，铸件重3 ± 0· 2Kg，铸件壁厚6 ± 1mm，铸件内孔34臟，控制铸件出模温度 950 0C ； 3) 出模后将缸套铸件迅速转入900°C的真空炉（型号为ZC2-65)中保温1. 5小时，然后 随炉冷却降温至750°C后再将缸套铸件出炉空冷即得。
[0013] 该气缸套成品金相为团状石墨+95%以上珠光体+少量铁素体，抗拉强度达到 540MPa，硬度达到280HB，延伸率为2. 1%。
【主权项】
1. 一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套，其特征在于，以重量百分比计，气缸套化 学组成为：碳 2. 7 ~3. 2%、硅 1. 8 ~2. 2%、0 <磷< 0· 1%、0· 03 <硫< 0· 06%、锰 0· 3 ~0· 8%、 硼 0· 005 ~0· 01%、铜 1. 5 ~1. 7%、铋 0· 06 ~0· 08%、铈 0· 06 ~0· 08%、铝 0· 002 ~0· 004%， 余量为铁。2. 权利要求1所述的离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套的生产工艺，其特征在于， 包括如下步骤： ⑴采用中频感应电炉熔炼，按比例称取除了铋、铺和铝以外的原料、以及占熔炼原料 总质量〇. 5~3%的碳化硅，熔炼温度为1470~1520°C;出铁液时采用顺流孕育方式加入 占铁液重量0. 3~0. 5%、由碳化硅和铈、铋组成的混合物； (2) 浇注：采用水冷金属型湿涂料离心铸造工艺生产气缸套铸件，浇铸温度1430~ 1460°C，浇注机转速1300~1600r/min，模具预热温度200°C~230°C，向湿涂料中加入铝 粉，使铝粉占湿涂料和铝粉总质量的〇. 5%，涂料厚度1~2mm，铸件重3±0. 2Kg，铸件壁厚 6±1_，铸件内孔35±1_，控制铸件出模温度850°C~950°C; (3) 出模后将缸套铸件转入900°C的真空炉中保温1~2小时，然后随炉冷却降温至 750 °C后再将缸套铸件出炉空冷即得。3. 根据权利要求2所述的离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套的生产工艺，其特征在 于，步骤（1)中第一次加入的碳化娃粒度为l~2mm;第二次加入的碳化娃粒度为0· 5~lmm〇
【专利摘要】本发明涉及一种离心铸造生产的铸态可锻铸铁气缸套及其生产工艺，以重量百分比计，其材料化学组成为：碳2.7～3.2%、硅1.8～2.2%、0＜磷＜0.1%、0.03＜硫＜0.06%、锰0.3～0.8%、硼0.005～0.01%、铜1.5～1.7%、铋0.06～0.08%、稀土0.06～0.08%、铝0.002～0.004%，余量为Fe。本发明的气缸套金相为团状石墨+95%以上珠光体+少量铁素体的铸态可锻铸铁气缸套，该气缸套抗拉强度达到500MPa以上，硬度大于230HB，延伸率大于2.0%，具有生产周期短成本低、延伸率及抗拉强度高、耐磨性好等优点。
【IPC分类】C21D9/00, C22C33/08, C22C37/10, B22D13/04
【公开号】CN105401063
【申请号】CN201510831366
【发明人】张亮亮, 刘栋, 赵广华, 王勇
【申请人】中原内配集团股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月25日