本发明涉及一种制造活塞环椭圆筒体(毛坯)的合金材料。
背景技术：
本技术：
的申请人以前申请了《由筒形椭圆毛坯制造活塞环的工艺》发明专利，它涉及的是毛坯形状、铸造工艺和割片。
由于制造活塞环用毛坯原来为单片，现在为筒体再割片，形状发生重大变化，它的材料也要有相应的变化，随之而来的化学成分也要有大的变更，以保证其材料的机械性能满足要求。
具体来说，接触过活塞环的都知道，它存在的最大的致命的质量问题是：断环，即还在使用安装时，容易出现活塞环的断裂问题，直接导致活塞环报废，严重影响产品声誉，也给用户带来很大的麻烦，对此各个活塞环制造厂家非常头疼，但是有难以解决。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于，提供一种活塞环铸铁合金及其制造方法，以得出一个最佳的、适合椭圆筒体毛坯的材料配方，克服断环问题。
为实现上述目的，本发明提供一种活塞环铸铁合金，其特征在于，其化学成分重量比为：
碳：3.0～3.4％；
硅：2.0～2.4％；
锰：0.7～1.0％；
磷：0.25～0.35％；
硫：0.04～0.07％；
铬：0.30～0.50％；
铜：0.40～0.60％；
锑：0.015～0.025％；
其余为铁和杂质。
所述的活塞环铸铁合金属于亚共晶铸铁。
所述的活塞环铸铁合金中，所述活塞环的筒体壁厚为5±0.5mm，则合金中的碳、硅、锰、铬、铜的重量百分比为3.3～3.4％、2.3～2.4％、0.8～1.0％、0.30～0.45％、0.40～0.50％。
所述的活塞环铸铁合金中，所述活塞环的筒体壁厚为6±0.5mm，则合金中的碳、硅、锰、铬、铜的重量百分比为3.2～3.3％、2.2～2.3％、0.7～0.9％、0.40～0.50％、0.45～0.55％。
所述的活塞环铸铁合金中，所述活塞环的筒体壁厚为7±0.5mm，则合金中的碳、硅、锰、铬、铜的重量百分比为3.0～3.2％、2.0～2.2％、0.7～0.8％、0.45～0.50％、0.50～0.60％。
本发明还提供一种制造上述活塞环铸铁合金的方法，包括如下步骤：
1.准备铸模；
2.准备材料；
3.将上述材料的铁水熔炼完毕，然后浇铸到铸模；
其特征在于：在铁水熔炼完毕之后、浇注以前，在铁水中加入锑元素。
所述的制造活塞环铸铁合金的方法中，铁水熔炼完毕时温度达到1520～1580℃之间。
上述活塞环铸铁合金或者活塞环椭圆筒体的化学成分中，主要特点是加入了“梯”元素，以稳定增加金相当中的铁素体，提高材料的机械性能，减少铁素体的出现，使材料性能更加完美，其弹性模量可达11000kg/mm2。
具体实施方式
本发明提供一种活塞环椭圆筒体毛坯的制造方法(主实施例)，其制备过程如下：
1.首先使用型砂，借助椭圆筒体的铸模制造出铸模；
2.准备材料：主料：铸造生铁、废钢、回炉料(前几炉熔炼的铁水形成的不合格毛坯或废料)；补充合金：增碳剂、硅铁、锰铁、磷铁、硫铁、电解铜、梯铁；
3.将上述材料的铁水熔炼完毕(温度达到1520～1580℃之间，以1550℃为最佳)，然后浇铸到铸模，形成毛坯；其中，在铁水熔炼完毕之后、浇注以前，在铁水中加入锑元素(锑元素是以锑铁的形式，在铁水熔炼完毕倒入铁水包的时候加入铁水，也可以称为孕育加入)。
得到的活塞环铸铁合金的化学成分重量比如下：
碳：3.0～3.4％；
硅：2.0～2.4％；
锰：0.7～1.0％；
磷：0.25～0.35％；
硫：0.04～0.07％；
铬：0.30～0.50％；
铜：0.40～0.60％；
锑：0.015～0.025％；
其余为铁和杂质。
上述活塞环铸铁合金的化学成分中，主要特点是加入了“梯”元素，以稳定增加金相当中的铁素体，提高材料的机械性能，减少铁素体的出现，使材料性能更加完美，其弹性模量可达11000kg/mm2。
现有的铸铁活塞环使用的材料都是过共晶化学成分的铸铁，其弹性模量一般在9500kg/mm2左右；而采用本发明材料制造的活塞环铸铁合金，由于加入了“梯”元素，使得碳硅含量相应降低，并属于亚共晶铸铁(即“碳+1/3硅”小于4.3％)，因此其弹性模量得到显著提升。
另外，通过实验检测发现，采用本发明方法生产的活塞环铸铁合金具有金相级别高、硬度均匀的优异性能，其硬度在hrb99—103，分布均匀的、细片状的a型石墨，少量的b型石墨不会大于10％，基体主要是细片状的珠光体组织，铁素体和渗碳体分布不会超过3％。磷共晶全部为分布均匀的断续网状的组织。
申请人还发现，应当随着活塞环(椭圆)筒体的壁厚(t)的不同，而相应变化其化学成分的不同配比，可以获得最佳的机械性能，具体重量比如下表：
上表中：硫、磷、锑的重量比不变，与主实施例中的重量比相同。
从上表可知：筒体壁厚越大的时候，碳、硅的重量比应当越接近下限，锰、铬、铜的重量比应当越接近上限；筒体壁厚越小的时候，碳、硅的重量比应当越接近上限，锰、铬、铜的重量比应当越接近下限。
注：
关于亚共晶铸铁的标志碳硅当量：碳当量算式分别是ce％＝c％+1/3(si+p)％或ce％＝c％+1/3si％。ce％值高于4.26％为过共晶成分；ce％低于4.26％为亚共晶成分；ce％＝4.26％则为共晶成分。(c-代表碳元素。si-代表硅元素。p-代表磷元素，因为含量很少一般忽略不计。ce-代表碳当量)。