一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种铸铁材料，具体涉及一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]柴油发动机是由缸体和缸盖两大部分组成，通过螺栓相互连接起来，其中缸体是柴油发动机乃至汽车中最重要的零件之一，是柴油发动机的基础零件和骨架，同时又是柴油发动机总装配时的基础零件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置;保证柴油发动机的换气、冷却和润滑;提供各种辅助系统、部件及柴油发动机的安装。柴油发动机缸体材料的加工质量直接影响柴油发动机的质量，进而影响到汽车整体的质量，因此柴油发动机缸体的性能长期以来一直受到国内外汽车生产企业的重视。铸铁材料由于具有很好的强韧性、耐热性、铸造性能和阻尼减震性能，一直是柴油发动机缸体的理想材料。
[0003]但随着现代柴油发动机功率密度的不断提高，柴油发动机缸体承受的机械负荷不断提高，这就要求缸体材料具有很好的强韧性。而目前我国生产的蠕墨铸铁柴油发动机缸体材料的强度和韧性已无法满足不了使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料，其质量百分比成分为:C3.7-4.l、Si1.9-2.3、Μο 0.5-0.8、Cu 0.4_0.7、Μη 0.3_0.45、Ni 0.2_0.4、Zr 0.15_0.25、Ta 0.1-0.2、La 0.05-0.UDy 0.04_0.08、Tm 0.03_0.05、P 0.03-0.044 0.01-0.02、余量为Fe。
[0006]—种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照上述设计的基本化学成分称取生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、镍铁、电解铜等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1540_1570°C;待炉料全部熔化后检测铁液化学成分，成分检测合格后于1490-1520°C出炉；
(2)铁液出炉前，应将浇注处理包烘烤，烘烤温度为380-440°C，再将稀土镁硅铁蠕化剂、稀土硅钙孕育剂的2/3和铁肩依次置于包底捣实，然后采用冲入法将铁液倒入浇注处理包内进行蠕化处理和孕育处理:先将炉内铁液的2/3倒入浇注处理包，充分搅拌均匀后将剩余的铁液倒入浇注处理包，同时将剩余的1/3稀土硅钙孕育剂随流加入，然后加入草木灰于铁液表面;蠕化孕育完成后静置2-4min，然后取样分析，检测合格后进行浇注，浇注温度控制在 1450-1470°C;
(3)对浇注成型的铸件进行热处理:先加热至720-760°C，保温4-5h，风冷至280-340°C，保温2-3h;然后加热至570-610°C，保温3-4h，再加热至810-840°C，保温5-7h，油冷至320-360°C，保温1.5-2.5h ；最后加热至470-520°C，保温3_5h，再加热至700_750°C，保温4_6h，再加热至940-990°C，保温6-8h，雾冷至560_620°C，保温3_4h，再水冷至290_340°C，保温1_2h，再空冷至常温。
[0007]本发明的有益效果:
本发明生产的高强韧性蠕墨铸铁，蠕化率高达85%以上，综合机械性能优异，不仅具有较高的机械强度，还具有较好的冲击韧性，其抗拉强度2 370Mpa，屈服强度2 310Mpa，伸长率2 3.5%，冲击韧性之14 J/cm2'，满足高功率柴油发动机缸体材料的使用要求，且使用效果好，使用寿命长。
[0008]具体实施例方式实施例
一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料，其质量百分比成分为:C3.7-4.1、Si 1.9-2.3、Mo 0.5-0.8、Cu 0.4_0.7、Μη 0.3_0.45、Ni 0.2_0.4、Zr 0.15_0.25、Ta 0.卜0.2、La0.05-0.UDy 0.04-0.08、Tm 0.03_0.05、P 0.03-0.044 0.01-0.02、余量为Fe。
[0009]一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照上述设计的基本化学成分称取生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、镍铁、电解铜等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1550°c ；待炉料全部熔化后检测铁液化学成分，成分检测合格后于1500°C出炉；
(2)铁液出炉前，应将浇注处理包烘烤，烘烤温度为420°C，再将稀土镁硅铁蠕化剂、稀土硅钙孕育剂的2/3和铁肩依次置于包底捣实，然后采用冲入法将铁液倒入浇注处理包内进行蠕化处理和孕育处理:先将炉内铁液的2/3倒入浇注处理包，充分搅拌均匀后将剩余的铁液倒入浇注处理包，同时将剩余的1/3稀土硅钙孕育剂随流加入，然后加入草木灰于铁液表面；蠕化孕育完成后静置3min，然后取样分析，检测合格后进行浇注，浇注温度控制在1460。。；
(3)对浇注成型的铸件进行热处理:先加热至750°C，保温5h，风冷至310°C，保温3h;然后加热至580°C，保温3.5h，再加热至820°C，保温6h，油冷至330°C，保温2h;最后加热至5050C，保温4h，再加热至730°C，保温5h，再加热至960°C，保温7h，雾冷至590°C，保温3h，再水冷至310°C，保温1.5h，再空冷至常温。
[0010]经检验，成品化学成分为:C3.92%、Si 2.04%、Μο 0.69%^Cu 0.54%、Μη 0.37%、Ni0.31%、Zr 0.22%、Ta 0.16%、La 0.082%、Dy 0.065%^Tm 0.046%^P 0.034%、S 0.012%、余量为卩6。其力学性能为:抗拉强度3831^&，屈服强度3381^&，伸长率3.9%，冲击韧性16.6 J/cm2o
【主权项】
1.一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料，其特征在于，其质量百分比成分为:C3.7-4.USi 1.9-2.3、Μο 0.5_0.8、Cu 0.4_0.7、Μη 0.3_0.45、Ni 0.2_0.4、Zr 0.15-0.25、Ta 0.卜0.2、La 0.05-0.UDy 0.04_0.08、Tm 0.03_0.05、P 0.03-0.04、S 0.01-0.02、余量为Fe。2.根据权利要求1所述的柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)按照上述设计的基本化学成分称取生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、镍铁、电解铜等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1540-1570°C;待炉料全部熔化后检测铁液化学成分，成分检测合格后于1490-1520°C出炉； (2)铁液出炉前，应将浇注处理包烘烤，烘烤温度为380-440°C，再将稀土镁硅铁蠕化剂、稀土硅钙孕育剂的2/3和铁肩依次置于包底捣实，然后采用冲入法将铁液倒入浇注处理包内进行蠕化处理和孕育处理:先将炉内铁液的2/3倒入浇注处理包，充分搅拌均匀后将剩余的铁液倒入浇注处理包，同时将剩余的1/3稀土硅钙孕育剂随流加入，然后加入草木灰于铁液表面;蠕化孕育完成后静置2-4min，然后取样分析，检测合格后进行浇注，浇注温度控制在 1450-1470°C; (3)对浇注成型的铸件进行热处理:先加热至720-760°C，保温4-5h，风冷至280-340°C，保温2-3h;然后加热至570-610°C，保温3-4h，再加热至810-840°C，保温5-7h，油冷至320-360°C，保温1.5-2.5h ；最后加热至470-520°C，保温3_5h，再加热至700_750°C，保温4_6h，再加热至940-990°C，保温6-8h，雾冷至560_620°C，保温3_4h，再水冷至290_340°C，保温1_2h，再空冷至常温。
【专利摘要】本发明公开了一种柴油发动机缸体用高强韧蠕墨铸铁材料及其制备方法，该蠕墨铸铁柴油发动机缸体材料的质量百分比成分为：C？3.7-4.1、Si？1.9-2.3、Mo？0.5-0.8、Cu？0.4-0.7、Mn？0.3-0.45、Ni？0.2-0.4、Zr？0.15-0.25、Ta？0.1-0.2、La？0.05-0.1、Dy？0.04-0.08、Tm？0.03-0.05、P？0.03-0.04、S？0.01-0.02、余量为Fe。本发明生产的高强韧性蠕墨铸铁,综合机械性能优异，不仅具有较高的机械强度，还具有较好的冲击韧性，满足高功率柴油发动机缸体材料的使用要求，且使用效果好，使用寿命长。
【IPC分类】C22C33/08, C22C37/10
【公开号】CN105543637
【申请号】CN201510892240
【发明人】周道虎
【申请人】繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月8日