专利名称：拔管连铸薄壁气缸套及其铸造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄壁气缸套及其铸造工艺，具体涉及一种拔管连铸薄 壁气缸套及其铸造工艺，适用于汽车、轿车增压发动机的配套。
背景技术：
目前，气缸套的制造工艺均采用砂型铸造和离心铸造。砂型铸造 时，材料利用率只有五分之一，而且金相组织疏松，机械性能低，工
效低，废品率很高；金属离心铸造时，由于受模具出模结构的限制， 需有一定的出模斜度，同时因离心铸造离心力的作用，致使缸套毛坯 外圆硬度高，内表面硬度软，硬度差较大，内外壁的余量很大，材料 利用率低，仅为毛坯重量的三分之一。这两种铸造工艺已经不能适应 当今能源危机和高档发动机的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拔管连铸薄壁气缸套及其铸造工 艺，减少材料利用量，降低能源消耗，提高气缸套的机械性能和金相 组织，增强耐磨性，延长发动机使用寿命。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是该气缸套由以下组份 重量百分比组成C 2. 7 2.9%， Si 1.8 2.0%, Mn 0. 25 0.40 % ， Cu 0. 60 0. 90 % ， Ni 0. 20 0. 40 % ， Mo 0. 25 0. 45 % ， Cr 0. 20 0.35%， Re 0. 15 0. 25%, Sb 0. 10 0. 20%, Fe 92. 15 93. 75%。 该气缸套的铸造工艺包括以下具体步骤'l、按上述气缸套组份 要求选料，1560。C熔炼；2、熔炼后净化保温5分钟，加入钢水重量 的0.6%的硅钡粉孕育处理；3、孕育处理后拨管式连铸，浇注温度 1370-1420。C，浇注速度1.6kg/s，推进压力2. 5MPa/cm2; 4、浇注后 冷却、牵引、割断，牵引拉力2000kg/N，割断长度2m; 5、毛坯继续 割断成0.2m的单体；6、对单体时效处理4.5小时后依次粗车外圆、 精镗内孔、精车外圆及倒角、粗珩磨内孔、平台网纹珩磨、抛光、清 洗、检验、包装入库。
该薄壁气缸套的毛坯采用拔管冷却铸造，内外圆的余量为1. 5毫 米；气缸套为直筒型，外圆为镜面，在气缸套的上端面与下端面之间 的外圆上设上倒角、下倒角，在气缸套的上端面与下端面之间的内表 面设上倒角、下倒角，在气缸套内表面上分布平台网纹，平台网纹由 深沟槽和小平台组成。
所述的平台网纹的技术参数为粗糙度RzO. 55 0. 90 u m，核心 粗糙度RkO. 35 0. 65 u m，网纹顶峰高度RpkO. 3 u m，网纹沟槽深度 1.3 2.0线网纹沟槽与核心粗糙度的比值Rvk/Rk》2.5， lum以 上支承率Mrl小于7%,实际支承接触面积Mr2〉70Q^。
本发明具有以下优点1、采用拔管冷却铸造，内外圆的余量仅留 1.5毫米，其工效是离心铸造的20倍，材料利用率为70%; 2、由小
平台和深沟槽组成平台网纹，小平台主要起摩擦副的活塞环高速往复 运动作用和建立高强度均匀分布的油膜层，深沟槽起储存润滑油作用，增强润滑性能，减少摩擦，增强耐磨性，延长发动机配件使用寿
命，适用高档增压发动机的配套。
图l为本发明的结构示意图。
图中l.上端面，2.外圆上倒角，3.外圆，4.外圆下倒角， 5.下端面，6.内表面下倒角，7.内表面，8.平台网纹，9.小平台， IO.深沟槽，11.内表面上倒角。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是 实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范 围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容作出一些非本质的改 进和调整。
实施例l:气缸套由以下组份重量百分比组成C2.7%， Si 1.8 %， Mn 0.25% ， Cu 0.60%， Ni 0.20%， Mo 0.25%, Cr 0.20%， Re 0.15%, Sb 0.10%, Fe 93.75%。
依以下步骤铸造气缸套1、按上述气缸套组份要求选料，1560 'C熔炼；2、熔炼后净化保温5分钟，加入钢水重量的0. 6%的硅钡粉 孕育处理；3、孕育处理后拨管式连铸，浇注温度1370'C,浇注速度 1.6kg/s，推进压力2. 5MPa/cmz; 4、浇注后冷却、牵引、割断，牵引 拉力2000kg/N，割断长度2m; 5、毛坯继续割断成0. 2m的单体；6、 对单体时效处理4.5小时后依次粗车外圆、精镗内孔、精车外圆及倒 角、粗珩磨内孔、平台网纹珩磨、抛光、清洗、检验、包装入库。采用拔管冷却铸造薄壁气缸套的毛坯，内外圆余量为1.5mm，切 断即成单件毛坯；气缸套为直筒型，外圆为镜面，气缸套的上端面l 与下端面5之间的外圆3上设外圆上倒角2和外圆下倒角4,在气缸 套的上端面1与下端面5之间的缸套内表面7上设内表面下倒角6和 内表面上倒角11，在气缸套内表面7上均匀分布平台网纹8，平台网 纹8由小平台9和深沟槽10组成。
所述的平台网纹的技术参数为粗糙度RzO. 55 u m，核心粗糙度 RkO. 35um，网纹顶峰高度RpkO. 3 u m，网纹沟槽深度1.3um，网纹 沟槽与核心粗糙度的比值Rvk/Rk2.5， lum以上支承率Mrl 7%，实 际支承接触面积Mr270% 。
实施例2:气缸套材质由以下组份重量百分比组成C 2.8%， Sil.9%， Mn 0.325%, CuO. 75%, NiO. 3%， MoO. 35%, Cr 0. 275 %， Re 0.175%， Sb 0.3%, Fe 92.825%。
依以下步骤铸造气缸套1、按上述气缸套组份要求选料，1560 'C熔炼；2、熔炼后净化保温5分钟，加入钢水重量的0.6%的硅钡粉 孕育处理；3、孕育处理后拨管式连铸，浇注温度1395i:，浇注速度 L6kg/s，推进压力2. 5MPa/cm2; 4、浇注后冷却、牵引、割断，牵引 拉力2000kg/N，割断长度2m; 5、毛坯继续割断成0. 2m的单体；6、 对单体时效处理4.5小时后依次粗车外圆、精镗内孔、精车外圆及倒 角、粗珩磨内孔、平台网纹珩磨、抛光、清洗、检验、包装入库。
采用拔管冷却铸造薄壁气缸套的毛坯，内外圆余量为1.5mm，气 缸套为直筒型，外圆为镜面，气缸套的上端面1与下端面5之间的外圆3上设外圆上倒角2和外圆下倒角4，在气缸套的上端面1与下端 面5之间的缸套内表面7上设内表面下倒角6和内表面上倒角11， 在气缸套内表面7上均匀分布平台网纹8，平台网纹8由小平台9和 深沟槽IO组成。
所述的平台网纹的技术参数为粗糙度RzO. 70 u m，核心粗糙度 Rk0.50um，网纹顶峰高度RpkO. 3 u m，网纹沟槽深度1. 60 u m，网纹 沟槽与核心粗糙度的比值Rvk/Rk》2.6， lum以上支承率Mrl6X， 实际支承接触面积Mr272 % 。
实施例3:气缸套材质由以下组份重量百分比组成C 2.9。％， Si2.0%， Mn0.40%， CuO. 90%， NiO. 40%， Mo 0.45%, Cr 0. 35 %， Re 0.25%, Sb 0.20%, Fe 92.15%。
依以下步骤铸造气缸套1、按上述气缸套组份要求选料，1560 T:熔炼；2、熔炼后净化保温5分钟，加入钢水重量的0. 6%的硅钡粉 孕育处理；3、孕育处理后拨管式连铸，浇注温度142(TC,浇注速度 1.6kg/s，推进压力2. 5MPa/cm2; 4、浇注后冷却、牵引、割断，牵引 拉力2000kg/N，割断后度2m; 5、毛坯继续割断成0. 2m的单体；6、 对单体时效处理4.5小时后依次粗车外圆、精镗内孔、精车外圆及倒 角、粗珩磨内孔、平台网纹珩磨、抛光、清洗、检验、包装入库。
采用拔管冷却铸造薄壁气缸套的毛坯，内外圆余量为1.5mm，气 缸套为直筒型，外圆为镜面，气缸套的上端面1与下端面5之间的外 圆3上设外圆上倒角2和外圆下倒角4,在气缸套的上端面1与下端 面5之间的缸套内表面7上设内表面下倒角6和内表面上倒角11，在气缸套内表面7上均匀分布平台网纹8，平台网纹8由小平台9和 深沟槽10组成。
所述的平台网纹的技术参数为粗糙度Rz0.90um，核心粗糙度 RkO. 65 u m，网纹顶峰高度RpkO. m，网纹沟槽深度2. 0 u m，网纹 沟槽与核心粗糙度的比值Rvk/Rk2.7， lum以上支承率Mrl 5%，实 际支承接触面积Mr2 75。％。
权利要求
1. 拔管连铸薄壁气缸套，其特征在于该气缸套由以下组份重量百分比组成C 2.7～2.9％，Si 1.8～2.0％，Mn 0.25～0.40％，Cu0.60～0.90％，Ni 0.20～0.40％，Mo 0.25～0.45％，Cr 0.20～0.35％，Re 0.15～0.25％，Sb 0.10～0.20％，Fe 92.15～93.75％。
2. 根据权利要求1所述的拔管连铸薄壁气缸套的铸造工艺，其 特征在于该气缸套的铸造工艺包括以下具体步骤1、按上述气缸套 组份要求选料，156(TC熔炼；2、熔炼后净化保温5分钟，加入钢水 重量的0.6%的硅钡粉孕育处理；3、孕育处理后拨管式连铸，浇注温 度1370-1420。C，浇注速度1.6kg/s，推进压力2. 5MPa/cm2; 4、浇注 后冷却、牵弓|、割断，牵引拉力2000kg/N，割断长度2m; 5、毛坯继 续割断成0. 2m的单体；6、对单体时效处理4. 5小时后依次粗车外圆、 精镗内孔、精车外圆及倒角、粗珩磨内孔、平台网纹珩磨、抛光、清 洗、检验、包装入库。
3. 根据权利要求2所述的拔管连铸薄壁气缸套的铸造工艺，其 特征在于该薄壁气缸套的毛坯采用拔管冷却铸造，内外圆的余量为 L5毫米，气缸套为直筒型，外圆(3)为镜面，在气缸套的上端面l 与下端面(5)之间的外圆(3)上设上倒角(2)、下倒角(4)，在气 缸套的上端面与下端面之间的内表面(7)设上倒角(11)、下倒角(6)， 在气缸套内表面(7)上分布平台网纹(8)，平台网纹(8)由深沟槽(10)和小平台(9)组成。
4.根据权利要求2所述的拔管连铸薄壁气缸套的铸造工艺，其 特征在于所述的平台网纹参数为粗糙度RzO. 55 0. 90 u m，核心粗 糙度RkO. 35 0. 65 " m，网纹顶峰高度RpkO. 3 u m，网纹沟槽深度 1.3 2.0线网纹沟槽与核心粗糙度的比值Rvk/Rk》2.5, 1 ix m以 上支承率Mrl小于7%，实际支承接触面积Mr2〉70Q/^。
全文摘要
本发明公开了拔管连铸薄壁气缸套及其铸造工艺，由以下组份组成C 2.7～2.9％，Si 1.8～2.0％，Mn 0.25～0.40％，Cu 0.60～0.90％，Ni 0.20～0.40％，Mo 0.25～0.45％，Cr 0.20～0.35％，Re 0.15～0.25％，Sb 0.10～0.20％，Fe 92.15～93.75％；按上述组份要求选料，1560℃熔炼；熔炼后净化保温5分钟，加入的0.6％的硅钡粉孕育处理；孕育处理后拨管式连铸，浇注温度1370-1420℃，浇注速度1.6kg/s，推进压力2.5MPa/cm<sup>2</sup>；浇注后冷却、牵引、割断，牵引拉力2000kg/N，割断长度2m；毛坯继续割断成0.2m的单体；对单体时效处理4.5小时后依次粗车外圆、精镗内孔、平台网纹珩磨、抛光、清洗、检验、包装入库。本发明减少材料利用量提高气缸套的机械性能和金相组织。
文档编号C22C38/60GK101476091SQ20091002918
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者海 严, 张顺先, 王明泉, 贤 贝, 斌 韦 申请人:江苏爱吉斯海珠机械有限公司