專利名稱：：合成鑄鐵的爐料配比及其制備氣缸蓋鑄件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鑄造工藝，尤其是一種合成鑄鐵的爐料配比及其制備氣缸蓋鑄件的方法
背景技術(shù)：
。氣缸蓋是發(fā)動機主要零件之一，它對發(fā)動機的許多技術(shù)參數(shù)有著重大影響，因而尺寸精度要求高，內(nèi)外表面質(zhì)量要求嚴(yán)；鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚相差懸殊，成形時砂芯多且復(fù)雜，水腔要求流水通暢，工作時溫度反復(fù)急劇變化，由于不斷產(chǎn)生的膨脹和收縮而產(chǎn)生交變熱應(yīng)力，容易導(dǎo)致疲勞失效，因此要求缸蓋鑄件結(jié)構(gòu)合理，材質(zhì)具有高的強度、硬度及良好的抗疲勞性能、鑄造性能和氣密性，鑄造工藝及技術(shù)難度大。目前國內(nèi)生產(chǎn)缸蓋的主流廠家大部分采用雙聯(lián)熔煉(沖天爐+電爐)鐵水，而這種方法必須大量使用優(yōu)質(zhì)生鐵，由于我國鋼鐵工業(yè)的大發(fā)展，生鐵資源日益緊缺，質(zhì)量好的生鐵價高，市場采購難，成為許多廠家穩(wěn)定生產(chǎn)高強度、薄壁復(fù)雜件控制質(zhì)量及成本的難點。而貴州省適用于生產(chǎn)缸蓋類鑄件的生鐵更少，大部分生鐵由于存在多種影響鑄造性能及鑄件力學(xué)性能的元素，據(jù)南方等柴油機廠在上世紀(jì)90年代使用貴陽市附近某廠生產(chǎn)的鑄造生鐵生產(chǎn)缸體、缸蓋鑄件，鑄件質(zhì)量顯著下降，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生大量的縮孔、縮松、滲漏等缺陷且力學(xué)性能很難達(dá)到技術(shù)要求，嚴(yán)重影響了鑄件的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種合成鑄鐵的爐料配比及其制備氣缸蓋鑄件的方法，它能有效減少鑄件中生鐵的使用量，既能降低生產(chǎn)成本，又可以提高鑄件質(zhì)量，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的SiC.Si+C;Si+0:^Si0i;C+0MCO個；siα+c-si+cot合成鑄鐵的爐料配比，按質(zhì)量份數(shù)來計算，它包括4555份廢鋼、2535份回爐料、1525份生鐵、23份增碳劑及0.250.35份孕育硅鐵。生鐵為貴州地方生鐵。增碳劑的含碳量大于90%的優(yōu)質(zhì)增碳劑。孕育硅鐵為75%硅鐵合金。采用本發(fā)明的爐料配比制備氣缸蓋鑄件的方法，將廢鋼、回爐料、生鐵、增碳劑及孕育硅鐵在1500°C以上的溫度下進(jìn)行熔煉，得到鐵水；將鐵水在13801450°C下進(jìn)行澆注，澆注時間為710s，澆注完成后進(jìn)行脫模清砂，再對落砂后的鑄件進(jìn)行拋丸處理。熔煉的CE值控制在3.9%4.05%。熔煉采用電爐進(jìn)行加熱。對根據(jù)本發(fā)明的方法所得到的產(chǎn)品進(jìn)行分析檢測，其化學(xué)成分、金相組織及機械性能表1、表2。表1缸蓋化學(xué)成分Wb(%)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2缸蓋金相組織及機械性能石墨基體組織(%)“0趣B.mWMm)珠光體鐵素體滲碳怵隣共晶250-230190-200|A|4-5|98|2|無|無由表1、表2可以看出缸蓋質(zhì)量得到很大提高，該工藝操作簡便，過程容易控制，可操作性強，它具有如下技術(shù)特點(1)生鐵中存在許多粗大的過共晶石墨，這種粗大石墨有遺傳性，特別是熔煉溫度低時粗大的石墨難以消除，這樣，粗大的石墨會遺傳到固態(tài)鑄鐵組織中，大比例的生鐵用量，一方面降低鑄鐵所能達(dá)到的強度，另一方面使凝固過程中本來應(yīng)該產(chǎn)生的石墨化作用削弱，導(dǎo)致鐵液凝固過程的收縮傾向增大，大比例的廢鋼加增碳劑能很好解決這一問題。(2)生鐵中普遍含有Ti、V、Cr等合金元素。這些元素多阻礙石墨化，Ti更是強阻礙石墨化元素。大比例使用生鐵，當(dāng)鐵液中Ti含量>0.05%時，鐵液凝固過程不僅收縮傾向，白口傾向增大，還惡化鑄鐵的加工性能。鑄造用廢鋼一般不含Ti、V、Cr等合金元素或含量極低，大比例使用廢鋼加增碳工藝，能消除這些元素的不利影響。(3)采用優(yōu)質(zhì)增碳劑具有極高的純度、極佳的顆粒形態(tài)和石墨化的晶體結(jié)構(gòu)，不僅起增碳作用，而且還能促進(jìn)鑄鐵的孕育形核，改善石墨細(xì)化，增加石墨球數(shù)，容易被鐵液吸收，碳的吸收率高(90%以上)。因此本發(fā)明具有以下特點1、爐料采用大量廢鋼，少量生鐵，既降低了成本，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時也證明了采用地方生鐵亦能生產(chǎn)出高強度、薄壁復(fù)雜缸蓋鑄件。2、可獲得含磷、硫低的鐵水。低的磷含量使缸蓋鑄件產(chǎn)生縮松和滲漏缺陷的傾向性減小。3、少用生鐵可避免生鐵遺傳性影響，鑄鐵石墨形態(tài)好、球光體含量高、機械性能好，在同等碳當(dāng)量情況下，合成鑄鐵比傳統(tǒng)的沖天爐或電爐熔煉的鑄鐵提高一個牌號以上。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用大量廢鋼及少量生鐵來制作薄壁復(fù)雜缸蓋鑄件，所得到的產(chǎn)品強度好、廢品率低，既能有效降低生產(chǎn)成本，還能顯著提高鑄件質(zhì)量。而且熔煉采用電爐加熱，避免了使用傳統(tǒng)的沖天爐，環(huán)保效果好。由于貴州本地生鐵中含硫量較高，因此采用貴州本地生鐵還可免去增硫工序，簡化了生產(chǎn)過程，降低了制作成本。本發(fā)明所采用方法簡單，容易實施，生產(chǎn)成本低廉，使用效果好。具體實施例方式具體實施例方式合成鑄鐵的爐料配比，按質(zhì)量份數(shù)來計算，它包括50份廢鋼、30份回爐料、20份貴州本地生鐵、2份含碳量大于90%的優(yōu)質(zhì)增碳劑及0.3份75%硅鐵合金。制備氣缸蓋鑄件的方法，將50份廢鋼、30份回爐料、20份貴州本地生鐵、2份優(yōu)質(zhì)增碳劑及0.3份孕育硅鐵采用電爐進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1600°C，熔煉的CE值控制在3.9%4.05%，得到鐵水；將鐵水在13801450°C下進(jìn)行澆注，澆注時間為710s，澆注完成后進(jìn)行脫模清砂，再對落砂后的鑄件進(jìn)行拋丸處理。由于生鐵中存在許多粗大的過共晶石墨，這種粗大石墨有遺傳性，特別是熔煉溫度低時粗大的石墨難以消除，這樣，粗大的石墨會遺傳到固態(tài)鑄鐵組織中，大比例的生鐵用量，一方面降低鑄鐵所能達(dá)到的強度，另一方面使凝固過程中本來應(yīng)該產(chǎn)生的石墨化作用削弱，導(dǎo)致鐵液凝固過程的收縮傾向增大，因此本發(fā)明通過加入大比例的廢鋼加增碳劑來解決這一問題。同時，由于生鐵中普遍含有Ti、V、Cr等合金元素。這些元素多阻礙石墨化，Ti更是強阻礙石墨化元素，若大比例使用生鐵，當(dāng)鐵液中Ti含量>0.05%時，鐵液凝固過程不僅收縮傾向，白口傾向增大，還惡化鑄鐵的加工性能。但是鑄造用廢鋼一般不含Ti、V、Cr等合金元素或含量極低，因此大比例使用廢鋼加增碳工藝，能有效消除這些元素的不利影響。采用優(yōu)質(zhì)增碳劑(具有極高的純度、極佳的顆粒形態(tài)和石墨化的晶體結(jié)構(gòu))不僅起增碳作用，而且還能促進(jìn)鑄鐵的孕育形核，改善石墨細(xì)化，增加石墨球數(shù)，容易被鐵液吸收，碳的吸收率高(90%以上)。權(quán)利要求一種合成鑄鐵的爐料配比，其特征在于按質(zhì)量份數(shù)來計算，它包括45～55份廢鋼、25～35份回爐料、15～25份生鐵、2～3份增碳劑及0.25～0.35份孕育硅鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成鑄鐵的爐料配比，其特征在于生鐵為貴州地方生鐵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成鑄鐵的爐料配比，其特征在于增碳劑的含碳量大于90%的優(yōu)質(zhì)增碳劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成鑄鐵的爐料配比，其特征在于孕育硅鐵為75%硅鐵合金。5.一種按權(quán)利要求1所述的合成鑄鐵的爐料配比制備氣缸蓋鑄件的方法，其特征在于將廢鋼、回爐料、生鐵、增碳劑及孕育硅鐵在1500°C以上的溫度下進(jìn)行熔煉，得到鐵水；將鐵水在13801450°C下進(jìn)行澆注，澆注時間為710s，澆注完成后進(jìn)行脫模清砂，再對落砂后的鑄件進(jìn)行拋丸處理。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備氣缸蓋鑄件的方法，其特征在于熔煉的CE值控制在3.9%4.05%。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備氣缸蓋鑄件的方法，其特征在于熔煉采用電爐進(jìn)行加熱。全文摘要本發(fā)明公開了一種合成鑄鐵的爐料配比，按質(zhì)量份數(shù)來計算，它包括45～55份廢鋼、25～35份回爐料、15～25份生鐵、2～3份增碳劑及0.25～0.35份孕育硅鐵。本發(fā)明采用大量廢鋼及少量生鐵來制作薄壁復(fù)雜缸蓋鑄件，所得到的產(chǎn)品強度好、廢品率低，既能有效降低生產(chǎn)成本，還能顯著提高鑄件質(zhì)量。而且熔煉采用電爐加熱，避免了使用傳統(tǒng)的沖天爐，環(huán)保效果好。由于貴州本地生鐵中含硫量較高，因此采用貴州本地生鐵還可免去增硫工序，簡化了生產(chǎn)過程，降低了制作成本。本發(fā)明所采用方法簡單，容易實施，生產(chǎn)成本低廉，使用效果好。文檔編號C21C7/00GK101818226SQ201010172550公開日2010年9月1日申請日期2010年5月14日優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日發(fā)明者彭和宜,徐軍,江若星,蔣勤南,韓守智申請人:貴州英吉爾機械制造有限公司