专利名称：一种凸轮轴专用孕育剂的制作方法
技术领域：
本发明属于铸铁孕育剂领域，具体涉及一种凸轮轴专用孕育剂。
背景技术：
凸轮轴是发动机的重要组成零件之一，其工作环境复杂，对性能要求极高，需要在高温下不断负重转动，因此需要所用材料既有较好的韧性又有足够的硬度和强度。长期以来，国内许多凸轮轴铸造企业，在凸轮轴铸造生产过程中，一般采用普通75#硅铁作为孕育齐U，生产出来的凸轮轴产品在金相组织、硬度、耐磨性、加工性能等方面有很多不足之处，造成该产品长期不稳定；为了改善这些不足，一些厂家开始尝试复合孕育剂，但采用复合孕育剂的问题是不能同时提高凸轮轴综合性能，如改善凸轮轴白口倾向的同时导致其硬度下降，改善石墨形态的同时增加其加工难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能同时改善凸轮轴白口倾向、金相组织等结构形体进而同步提高凸轮轴韧性、硬度、强度和加工性的凸轮轴专用孕育剂。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:一种凸轮轴专用孕育剂，其配方为:钡合金:5%、锶合金:4.5%、稀土硅铁:6.5%、硅铁:81.5%、硅锆:3.5%，所·述百分数均为质量百分数。进一步地，所述钡合金中钡含量为3-5%、硅含量为65-70%、钙含量为1-2%、铝含量为0.8-1.8%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。钡合金可以延长孕育衰退时间，改善基体组织，提高凸轮轴机械性能。进一步地，所述锶合金中锶含量为7-9%、硅含量为55-65%、钙含量为1_2%、铝含量为0.8-1.8%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。锶合金的作用在于改善凸轮轴金相组织中的石墨形态，提高断面均匀性，有效消除白口倾向，防止铸件的渗漏。进一步地,所述稀土娃铁中稀土元素含量为21-24%、娃含量为40-44%、猛含量小于2.5%、钙含量小于5%、钛含量小于2%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。稀土硅铁能够净化铁水，改善铸铁的铸造性能，提高凸轮轴强度并增加耐磨性。进一步地，所述硅锆中锆含量为18-21%、硅含量为48-55%、铝含量小于1.5%、钙含量小于1%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。硅锆的抗衰退能力强，可以改善石墨组织形态，增加金相组织中均匀细小的A型石墨。进一步地，所述的硅铁中硅含量为72-78%、铝含量小于1.5%、钙含量小于1%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。硅铁石墨化能力强，抗衰性好，端面敏感性小，能细化晶粒改善石墨形态。本发明通过在传统孕育剂中添加和调整锶、钡、锆、稀土等元素的含量，提高了所得凸轮轴的综合性能，具体表现在以下几方面:白口倾向:本发明的加入不同程度的减少铸铁的白口形成，在激冷部位，形成致密、均匀、清晰的白口组织且白口深度均匀，过渡层分界非常明显；非激冷部位则整个断面组织均匀，基本消除了薄壁部位的白口或麻口组织；石墨形态:本发明的加入使所制备的凸轮轴的结构中形成均匀细小的A型石墨，在非激冷部位消除了 D、E型石墨组织，消除了原材料遗传性对石墨形态的影响；金相组织:白口层莱氏体组织均匀致密，基体组织珠光体和石墨很好的得以细化，珠光体数量高，反白口、块状、网状碳化物消失，获得良好激冷组织的同时获得理想的基体组织；孕育时间:传统孕育剂在孕育8-10分钟即衰退至未孕育状态，本发明的孕育效果可持续18分钟左右。抗拉强度及硬度:由于激冷组织被细化，所得凸轮轴结构致密均匀，具有更高的硬度和耐磨性。基体组织中珠光体数量高、石墨细小均匀、碳化物级别较高，因而基体硬度分布均匀，所得凸轮轴具有良好的抗拉强度。加工性能:本发 明的使用使得凸轮轴基体组织中消除了白口或麻口组织，整个断面组织均匀，因而具有良好的切削性能。除此以外，本发明还可以改善凸轮轴铸铁对合金元素的适应性。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。一种凸轮轴专用孕育剂，其配方为:钡合金:5%、锶合金:4.5%、稀土硅铁:6.5%、硅铁:81.5%、硅锆:3.5%，所述百分数均为质量百分数。进一步地，所述钡合金中钡含量为3-5%、硅含量为65-70%、钙含量为1_2%、铝含量为0.8-1.8%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。钡合金可以延长孕育衰退时间，改善基体组织，提高凸轮轴机械性能。进一步地，所述锶合金中锶含量为7-9%、硅含量为55-65%、钙含量为1_2%、铝含量为0.8-1.8%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。锶合金的作用在于改善凸轮轴金相组织中的石墨形态，提高断面均匀性，有效消除白口倾向，防止逐渐的渗漏。进一步地,所述稀土娃铁中稀土元素含量为21-24%、娃含量为40-44%、猛含量小于2.5%、钙含量小于5%、钛含量小于2%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。稀土硅铁能够净化铁水，改善铸铁的铸造性能，提高凸轮轴强度并增加耐磨性。进一步地，所述硅锆中锆含量为18-21%、硅含量为48-55%、铝含量小于1.5%、钙含量小于1%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。硅锆的抗衰退能力强，可以改善石墨组织形态，增加金相组织中均匀细小的A型石墨。进一步地，所述的硅铁中硅含量为72-78%、铝含量小于1.5%、钙含量小于1%，其余成分为铁，各元素含量均为质量分数。硅铁石墨化能力强，抗衰性好，端面敏感性小，能细化晶粒改善石墨形态。进一步地，所述凸轮轴专用孕育剂的制备方法包括以下步骤:步骤1:按配方要求准备原料；
步骤2:将各种原料在机械搅拌作用下混合均匀，即得凸轮轴专用孕育剂。进一步地，所述的凸轮轴专用孕育剂的使用方法如下:在凸轮轴生产过程中，冷激铸铁或球铁通过电炉熔化成铁水并冲入铁水包的过程中加入所述凸轮轴专用孕育剂进行孕育，孕育好的铁水浇入凸轮轴铸件模型，经冷却后成为凸轮轴铸件毛坯。尽管这里参照本发明的最佳实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范 围和精神之内。
权利要求
1.一种凸轮轴专用孕育剂，其特征在于其配方为钡合金5%、锶合金4. 5%、稀土硅铁6. 5%、硅铁81. 5%、硅锆3. 5%，所述百分数均为质量百分数。
2.根据权利要求I所述的凸轮轴专用孕育剂，其特征在于所述钡合金中钡含量为3-5%、硅含量为65-70%、钙含量为1-2%、铝含量为O. 8-1. 8%，其余成分为铁，所述各元素的含量均为质量分数。
3.根据权利要求I所述的凸轮轴专用孕育剂，其特征在于所述的锶合金中锶含量为7-9%、硅含量为55-65%、钙含量为1-2%、铝含量为O. 8-1. 8%，其余成分为铁，所述各元素的含量均为质量分数。
4.根据权利要求I所述的凸轮轴专用孕育剂，其特征在于所述的稀土硅铁中稀土元素含量为21-24%、硅含量为40-44%、锰含量小于2. 5%、钙含量小于5%、钛含量小于2%，其余成分为铁，所述各元素的含量均为质量分数。
5.根据权利要求I所述的凸轮轴专用孕育剂，其特征在于所述的硅锆中锆含量为18-21%、硅含量为48-55%、铝含量小于I. 5%、钙含量小于1%，其余成分为铁，所述各元素的含量均为质量分数，所述各元素的含量均为质量分数。
6.根据权利要求I所述的凸轮轴专用孕育剂，其特征在于所述的硅铁中硅含量为72-78%、铝含量小于1.5%、钙含量小于1%，其余成分为铁，所述各元素的含量均为质量分数。
全文摘要
本发明公开了一种凸轮轴专用孕育剂，该孕育剂的配方为钡合金5%、锶合金4.5%、稀土硅铁6.5%、硅铁81.5%、硅锆3.5%，所述百分数均为质量百分数。本发明通过在传统孕育剂中添加和调整锶、钡、锆、稀土等元素的含量，解决了现有技术中凸轮轴产品白口倾向、石墨形态、金相组织、硬度、耐磨性、加工性等方面的问题，经过长期使用和验证，本发明所述孕育剂能明显细化凸轮轴的金相组织，改善石墨形态，使凸轮轴硬度均匀、耐磨性增加且减少由加工造成的质量问题，在业内具有广阔的应用前景。
文档编号C21C1/08GK103255334SQ20131008397
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者韩岗, 马营平, 马营强 申请人:成都宏源铸造材料有限公司