专利名称：一种耐热蠕墨铸铁排气岐管的制造方法
技术领域：
本发明涉及新型铸造材料应用技术领域，尤其涉及一种耐热蠕墨铸铁排气岐管的制造方法。
1975年以前，大多数汽车发动机的排气岐管是在≤500℃温度下工作的，因此制造排气岐管的材质大多是低合金灰铁。近25年来，由于防止废气污染和提高发动机效率的需要，发动机排气温度不断提高，使对材料的抗氧化和抗高温疲劳的要求逐步提高。蠕墨铸铁及铁素体球墨铸铁开始应用于排气岐管，其工作温度可提高到650℃和760℃。但汽车发动机的发展意味着发动机燃烧温度更高，尤其是采用涡轮增压技术以后，如福特汽车公司要求排气岐管的温度超过760℃，克莱斯勒2.2升涡轮增压发动机排气岐管壁温在2400循环持久动力实验中超过了816℃。
1984年在美国克莱斯勒的Laser上出现了第一根硅(Si)钼(Mo)耐热球铁排气管，这种铸铁是为满足在高温下运行的高强度材质需要而开发的，九十年代以来大部分美国汽车的排气管都采用了硅钼球铁，欧州德国大众和奥迪公司则采用了硅钼蠕墨铸铁排气管。
硅钼蠕铁(球铁)由于含有4~5％的硅和0.5~0.1％的钼，保证了高温下的抗氧化性，提高了高温下的屈服强度和抗蠕变能力，蠕虫状石墨及铁素体基体保证了好的导热性和抗热冲击能力，因而能在870℃以下工作。但这种材料收缩倾向大，流动性差，铸造工艺性差，对薄壁且壁厚不均匀的排气管生产工艺和控制上难度很大。
目前，北美和欧州的汽车厂商生产的耐热球铁(蠕铁)排气管均采用传统的水平分型铸造生产线和倾转式浇包浇注方式，这种制造方法对材料的蠕化控制范围狭窄，对设备的精度及操作要求都很高，如果控制不好，容易导致生产不稳定、废品率高的情况发生。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、易于控制、废品率低的耐热蠕墨铸铁排气管的制造方法。
本发明的目的可以通过以下方式来实现一种耐热蠕墨铸铁排气岐管的制造方法，其特点是，包括以下工艺步骤1)将生铁、废钢、回炉料以及铁合金作为金属炉料按以下重量成份进行配料C 3.0～3.6％Si 3.9～4.3％Mn ≤0.3％P ≤0.07％S ≤0.02％Ti ≤0.20％Mo 0.4～0.7％Ni ≤0.60％Fe 其余并加入感应电炉熔化，出炉铁水温度1510°～1560℃，作为蠕化处理前的原铁水；2)将符合以上要求的原铁水定量倒入1.5吨铁水包，通过转动叉车运送到5吨容量的气压保温浇注炉处，经人工扒渣后，倒入该气压保温浇注炉内；3)迪砂(DISA)垂直挤压造型自动线以每小时230～280型的速度连续制造排气岐管砂型并将它们推送至气压浇注炉下；4)将气压保温浇注炉中的铁水通过自动气压控制压至浇注槽内并通过浇注槽末端的塞杆孔，浇入砂型；5)在铁水压入浇注槽后，将蠕化合金线通过喂线机以3～4米/分的速度送入浇注槽铁水中进行蠕化处理；6)浇注时按DISA造型线的生产节拍合理调整喂线速度，并定期扒渣，通过快速金相分析定期检测铁水蠕化情况；7)通过工业电视和计算机自动控制的塞杆系统，使通过合金线蠕化后的铁水浇入砂型，经冷却开箱后得到排气岐管铸件。
所述的蠕化合金线是由0.25×41.5mm钢带通过包线机将3#蠕化合金包成直径为9mm的合金包芯线，每米合金线中包含3#蠕化合金量为140～150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg5.5～6.5％Si44～48％Ca1～2％Al1～1.2％Re0.6～1.0％Fe其余粒度为0.5～1.5mm。
与现有的蠕墨铸铁制造技术相比，本发明采用DISA垂直造型铸造生产线和自动气压浇注炉大批量生产条件下采用“槽内喂线法”进行蠕化处理，从根本上解决了材料蠕化控制范围狭窄，难以组织稳定生产的问题，完全避免了蠕化衰退现象。本发明的蠕化剂采用以镁为主的低镁低稀土合金以及加入铁水中的钛共同作用，使它既能满足排气岐管薄壁处蠕化率≥50％的要求，又同时满足了厚壁处机械性能合格的要求。本发明操作简单，过程易于控制，产品合格率高。
图1为本发明的工艺流程图。
下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细说明实施例1本实施例采用槽内喂线法在DISA造型线高速造型，并在气压浇注炉自动浇注铁水的条件下稳定地生产出高质量要求的轿车耐热蠕墨铸铁排气岐管产品。具体制造工艺步骤如下1)将生铁、废钢、回炉料以及铁合金作为金属炉料按以下重量成份进行配料C3.6％Si 4.3％Mn 0.3％P0.07％S0.02％Ti 0.20％
Mo 0.7％Ni 0.60％Fe 其余并加入感应电炉熔化，出炉铁水温度1560℃，作为蠕化处理前的原铁水。
2)将符合以上要求的原铁水定量倒入1.5吨铁水包，通过转动叉车运送到5吨容量的气压保温浇注炉处，经人工扒渣后，倒入该气压保温浇注炉内。
3)迪砂(DISA)垂直挤压造型自动线以每小时280型的速度将排气岐管砂型连续制造并推送至气压浇注炉下。
4)将气压保温浇注炉中的铁水通过自动气压控制压至浇注槽内并通过浇注槽末端的塞杆孔，浇入砂型。
5)在铁水压入浇注槽后，将蠕化合金线通过喂线机以4米/分的速度送入浇注槽铁水中进行蠕化处理。所述的蠕化合金线是由0.25×41.5mm钢带通过包线机将3#蠕化合金包成直径为9mm的合金包芯线，每米合金线中包含3#蠕化合金量为150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 6.5％Si 48％Ca 2％Al 1.2％Re 1.0％Fe 其余粒度为1.5mm。
6)浇注时按DISA造型线的生产节拍合理调整喂线速度，并定期扒渣，通过快速金相分析定期检测铁水蠕化情况。
7)通过工业电视和计算机自动控制的塞杆系统，使通过合金线蠕化后的铁水浇入砂型，经冷却开箱后得到排气岐管铸件。
实施例2本实施例采用槽内喂线法在DISA造型线高速造型，并在气压浇注炉自动浇注铁水的条件下稳定地生产出高质量要求的轿车耐热蠕墨铸铁排气岐管产品。具体制造工艺步骤如下
1)将生铁、废钢、回炉料以及铁合金作为金属炉料按以下重量成份进行配料C 3.0％Si 3.9％Mn 0.1％P 0.02％S 0.01％Ti 0.10％Mo 0.4％Ni 0.20％Fe 其余并加入感应电炉熔化，出炉铁水温度1510°℃，作为蠕化处理前的原铁水。
2)将符合以上要求的原铁水定量倒入1.5吨铁水包，通过转动叉车运送到5吨容量的气压保温浇注炉处，经人工扒渣后，倒入该气压保温浇注炉内。
3)迪砂(DISA)垂直挤压造型自动线以每小时230型的速度将排气岐管砂型连续制造并推送至气压浇注炉下。
4)将气压保温浇注炉中的铁水通过自动气压控制压至浇注槽内并通过浇注槽末端的塞杆孔，浇入砂型。
5)在铁水压入浇注槽后，将蠕化合金线通过喂线机以3米/分的速度送入浇注槽铁水中进行蠕化处理。所述的蠕化合金线是由0.25×41.5mm钢带通过包线机将3#蠕化合金包成直径为9mm的合金包芯线，每米合金线中包含3#蠕化合金量为140克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 5.5％Si 44％Ca 1％Al 1％Re 0.6％Fe 其余粒度为0.5mm。
6)浇注时按DISA造型线的生产节拍合理调整喂线速度，并定期扒渣，通过快速金相分析定期检测铁水蠕化情况。
7)通过工业电视和计算机自动控制的塞杆系统，使通过合金线蠕化后的铁水浇入砂型，经冷却开箱后得到排气岐管铸件。
实施例3本实施例采用槽内喂线法在DISA造型线高速造型，并在气压浇注炉自动浇注铁水的条件下稳定地生产出高质量要求的轿车耐热蠕墨铸铁排气岐管产品。具体制造工艺步骤如下1)将生铁、废钢、回炉料以及铁合金作为金属炉料按以下重量成份进行配料C 3.3％Si 4.1％Mn 0.2％P 0.05％S 0.02％Ti 0.15％Mo 0.6％Ni 0.40％Fe 其余并加入感应电炉熔化，出炉铁水温度1530°℃，作为蠕化处理前的原铁水。
2)将符合以上要求的原铁水定量倒入1.5吨铁水包，通过转动叉车运送到5吨容量的气压保温浇注炉处，经人工扒渣后，倒入该气压保温浇注炉内。
3)迪砂(DISA)垂直挤压造型自动线以每小时250型的速度将排气岐管砂型连续制造并推送至气压浇注炉下。
4)将气压保温浇注炉中的铁水通过自动气压控制压至浇注槽内并通过浇注槽末端的塞杆孔，浇入砂型。
5)在铁水压入浇注槽后，将蠕化合金线通过喂线机以3～4米/分的速度送入浇注槽铁水中进行蠕化处理。所述的蠕化合金线是由0.25×41.5mm钢带通过包线机将3#蠕化合金包成直径为9mm的合金包芯线，每米合金线中包含3#蠕化合金量为145克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 6.0％Si 46％Ca 1.5％Al 1.1％Re 0.8％Fe 其余粒度为1mm。
6)浇注时按DISA造型线的生产节拍合理调整喂线速度，并定期扒渣，通过快速金相分析定期检测铁水蠕化情况。
7)通过工业电视和计算机自动控制的塞杆系统，使通过合金线蠕化后的铁水浇入砂型，经冷却开箱后得到排气岐管铸件。
权利要求
1.一种耐热蠕墨铸铁排气岐管的制造方法，其特征在于，包括以下工艺步骤1)将生铁、废钢、回炉料以及铁合金作为金属炉料按以下重量成份进行配料C 3.0～3.6％Si 3.9～4.3％Mn ≤0.3％P ≤0.07％S ≤0.02％Ti ≤0.20％Mo 0.4～0.7％Ni ≤0.60％Fe 其余并加入感应电炉熔化，出炉铁水温度1510°～1560℃，作为蠕化处理前的原铁水；2)将符合以上要求的原铁水定量倒入1.5吨铁水包，通过转动叉车运送到5吨容量的气压保温浇注炉处，经人工扒渣后，倒入该气压保温浇注炉内；3)迪砂(DISA)垂直挤压造型自动线以每小时230～280型的速度连续制造排气岐管砂型并将它们推送至气压浇注炉下；4)将气压保温浇注炉中的铁水通过自动气压控制压至浇注槽内并通过浇注槽末端的塞杆孔，浇入砂型；5)在铁水压入浇注槽后，将蠕化合金线通过喂线机以3～4米/分的速度送入浇注槽铁水中进行蠕化处理；6)浇注时按DISA造型线的生产节拍合理调整喂线速度，并定期扒渣，通过快速金相分析定期检测铁水蠕化情况；7)通过工业电视和计算机自动控制的塞杆系统，使通过合金线蠕化后的铁水浇入砂型，经冷却开箱后得到排气岐管铸件。
2.根据权利要求1所述的耐热蠕墨铸铁排气岐管的制造方法，其特征在于，所述的蠕化合金线是由0.25×41.5mm钢带通过包线机将3#蠕化合金包成直径为9mm的合金包芯线，每米合金线中包含3#蠕化合金量为140～150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 5.5～6.5％Si 44～48％Ca 1～2％Al 1～1.2％Re 0.6～1.0％Fe 其余粒度为0.5～1.5mm。
全文摘要
本发明涉及一种耐热蠕墨铸铁排气岐管的制造方法,包括配料、熔炼、浇铸、落砂等工艺步骤,其特点是采用了槽内喂线法蠕化处理工艺。与现有技术相比,本发明具有操作简单、过程易于控制、产品合格率高等优点。
文档编号C22C37/00GK1350068SQ00125760
公开日2002年5月22日 申请日期2000年10月24日 优先权日2000年10月24日
发明者潘振华, 金永锡, 林宗仕, 朱振华 申请人:上海圣德曼铸造有限公司