一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種鑄鐵材料，具體涉及一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是由缸體和缸蓋兩大部分組成，通過螺栓相互連接起來，其中缸體是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)乃至汽車中最重要的零件之一，是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件和骨架，同時(shí)又是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總裝配時(shí)的基礎(chǔ)零件。缸體的作用是支承和保證活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)部件工作時(shí)的準(zhǔn)確位置;保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣、冷卻和潤滑;提供各種輔助系統(tǒng)、部件及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的加工質(zhì)量直接影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到汽車整體的質(zhì)量，因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的性能長期以來一直受到國內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)的重視。缸體的工作條件決定了缸體必須具有高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、高耐磨性以及良好的散熱性和切削性，同時(shí)要有很好的密封性、防漏性、減振性等。近幾年隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及高速切削技術(shù)的快速推廣，對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料的切削加工性能提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料，其質(zhì)量百分比成分為:C 3.0-3.5、Si 1.7-2.1、Μη 0.5-0.8、Cu 0.4_0.6、Cr 0.2_0.4、Ga 0.3_0.6、Ti 0.25_0.45、Cd 0.卜0.3、Bi
0.05-0.15、Sr 0.06_0.08、Y 0.04-0.07、Nd 0.03_0.06、P 0.04_0.08、S 0.03-0.05、余量為Fe。
[0005]—種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)采用中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，首先在爐底加入廢鋼、生鐵、回爐料和硅鐵，爐料熔化后加入錳鐵、鈦鐵、鉻鐵和鉍鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1450-1480°C時(shí)加入焦炭粉進(jìn)行增碳，然后加入其它鐵合金來調(diào)整鐵水化學(xué)成分，合金元素Cu以電解銅的方式在出爐前3-6min加入，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1480-1510°C時(shí)靜置保溫15-20min，然后出爐；
(2)選擇粒度為3-5mm的硅鍶孕育劑加入到澆包內(nèi)鐵水的表面，在1465-1485°C下適當(dāng)攪拌進(jìn)行包內(nèi)孕育處理；
(3)在澆包內(nèi)加入粒度為2-4mm的稀土硅鐵孕育劑在1440-1460°C下進(jìn)行二次孕育處理；
(4)將孕育處理后的鐵水澆注到粘土砂型中，澆注溫度不低于1370°C;然后對(duì)成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至380-440°C，保溫2-3h，再加熱至870_930°C，保溫4_6h，水冷至560-610°C，保溫2-4h，再霧冷至270-330°C，保溫l_2h ；然后加熱至550_600°C，保溫2_3h，再加熱至920-970°C，保溫5-7h，風(fēng)冷至620_660°C，保溫3_4h，再油冷至240_280°C，保溫l_2h ；最后加熱至460-490°C，保溫2-3h，風(fēng)冷至240-280°C，保溫l_2h，再空冷至常溫。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明添加的Cd、B1、Ti等合金元素，顯著改善了灰鑄鐵的的切削性能，主切削力降低了 15%-20%，同時(shí)添加的Ga、Y、Nd等合金語速，可以提高灰鑄鐵的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，實(shí)現(xiàn)了保持較好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)上改善灰鑄鐵的切削加工性能的目的。本發(fā)明制得的灰鑄鐵材料強(qiáng)度高，韌性好，易切削，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，市場前景廣闊。
[0007]具體實(shí)施例方式實(shí)施例
一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料，其質(zhì)量百分比成分為:C 3.0-3.5、Si 1.7-2.1、Μη 0.5-0.8、Cu 0.4_0.6、Cr 0.2_0.4、Ga 0.3_0.6、Ti 0.25_0.45、Cd 0.卜0.3、Bi
0.05-0.15、Sr 0.06_0.08、Y 0.04-0.07、Nd 0.03_0.06、P 0.04_0.08、S 0.03-0.05、余量為Fe。
[0008]一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)采用中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，首先在爐底加入廢鋼、生鐵、回爐料和硅鐵，爐料熔化后加入錳鐵、鈦鐵、鉻鐵和鉍鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1465°c時(shí)加入焦炭粉進(jìn)行增碳，然后加入其它鐵合金來調(diào)整鐵水化學(xué)成分，合金元素Cu以電解銅的方式在出爐前5min加入，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1495°C時(shí)靜置保溫15min，然后出爐；
(2)選擇粒度為4mm的硅鍶孕育劑加入到澆包內(nèi)鐵水的表面，在1480°C下適當(dāng)攪拌進(jìn)行包內(nèi)孕育處理；
(3)在澆包內(nèi)加入粒度為3mm的稀土硅鐵孕育劑在1450°C下進(jìn)行二次孕育處理；
(4)將孕育處理后的鐵水澆注到粘土砂型中，澆注溫度不低于1370°C;然后對(duì)成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至420°C，保溫2.5h，再加熱至910°C，保溫5h，水冷至590°C，保溫3h，再霧冷至320°C，保溫2h ；然后加熱至570°C，保溫2.5h，再加熱至950°C，保溫6h，風(fēng)冷至640°C，保溫3.5h，再油冷至250°C，保溫lh ；最后加熱至470°C，保溫2.5h，風(fēng)冷至250°C，保溫lh，再空冷至常溫。
[0009]經(jīng)檢驗(yàn)，成品化學(xué)成分為:C3.26%、Si 1.98%、Μη 0.79%、Cu 0.52%、Cr 0.34%、Ga
0.48%、Ti 0.39%、Cd 0.22%、Bi 0.091%、Sr 0.074%、Y 0.058%、Nd 0.044%、P 0.062%、S0.048%、余量為Fe。其力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度358Mpa，硬度192HB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料，其特征在于，其質(zhì)量百分比成分為:c3.0-3.5、Si 1.7-2.UMn 0.5_0.8、Cu 0.4_0.6、Cr 0.2_0.4、Ga 0.3_0.6、Ti 0.25-0.45、Cd 0.1-0.3、Bi 0.05-0.15、Sr 0.06_0.08、Y 0.04_0.07、Nd 0.03_0.06、P 0.04_0.08、S0.03-0.05、余量為 Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)采用中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，首先在爐底加入廢鋼、生鐵、回爐料和硅鐵，爐料熔化后加入錳鐵、鈦鐵、鉻鐵和鉍鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1450-1480°C時(shí)加入焦炭粉進(jìn)行增碳，然后加入其它鐵合金來調(diào)整鐵水化學(xué)成分，合金元素Cu以電解銅的方式在出爐前3-6min加入，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1480-1510°C時(shí)靜置保溫15-20min，然后出爐； (2)選擇粒度為3-5mm的硅鍶孕育劑加入到澆包內(nèi)鐵水的表面，在1465-1485°C下適當(dāng)攪拌進(jìn)行包內(nèi)孕育處理； (3)在澆包內(nèi)加入粒度為2-4mm的稀土硅鐵孕育劑在1440-1460°C下進(jìn)行二次孕育處理； (4)將孕育處理后的鐵水澆注到粘土砂型中，澆注溫度不低于1370°C;然后對(duì)成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先加熱至380-440°C，保溫2-3h，再加熱至870_930°C，保溫4_6h，水冷至560-610°C，保溫2-4h，再霧冷至270-330°C，保溫l_2h ；然后加熱至550_600°C，保溫2_3h，再加熱至920-970°C，保溫5-7h，風(fēng)冷至620_660°C，保溫3_4h，再油冷至240_280°C，保溫l_2h ；最后加熱至460-490°C，保溫2-3h，風(fēng)冷至240-280°C，保溫l_2h，再空冷至常溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種易切削柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用灰鑄鐵材料及其制備方法，該灰鑄鐵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料的質(zhì)量百分比成分為：C？3.0-3.5、Si？1.7-2.1、Mn？0.5-0.8、Cu？0.4-0.6、Cr？0.2-0.4、Ga？0.3-0.6、Ti？0.25-0.45、Cd？0.1-0.3、Bi？0.05-0.15、Sr？0.06-0.08、Y？0.04-0.07、Nd？0.03-0.06、P？0.04-0.08、S？0.03-0.05、余量為Fe。本發(fā)明制得的灰鑄鐵材料強(qiáng)度高，韌性好，易切削，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，市場前景廣闊。
【IPC分類】C21D5/00, C22C37/10, F02F1/00
【公開號(hào)】CN105463305
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510891685
【發(fā)明人】周道虎
【申請(qǐng)人】繁昌縣恒鑫汽車零部件有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日