專利名稱：一種離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離心鑄造領(lǐng)域，具體是一種離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏及其 制造方法。
背景技術(shù)：
氣門與氣門座是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件，也是發(fā)動(dòng)機(jī)的四大摩擦副之一。氣門座
的功能是控制燃?xì)獾倪M(jìn)入、廢氣的排出；承受高溫環(huán)境受氣門的沖擊、磨損；以 及進(jìn)、排氣流的沖蝕、氧化等作用，工作條件;汰其惡劣。氣門座是發(fā)動(dòng)機(jī)易損零 件之一，其正常失效形式為磨損嚴(yán)重時(shí)氣門下沉量過(guò)大、氣密性差，其質(zhì)量和性
能直接影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗、功率、效率、使用壽命。氣門座材料的選用主要與 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況、大小、冷卻方式、燃料等有關(guān)，常用的氣門座材料包括鑄造合金、 粉末冶金和鍛鋼制品三類，其中合金鑄鐵是傳統(tǒng)的氣門座材料。國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)氣 門座鑄件的生產(chǎn)工藝一般采用中頻爐熔煉、砂型單片鑄造、蠟?zāi)ｈT造或精密鑄造 等，但是都不同程度的存在著工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、廢品率高、成本高、力學(xué) 性能不均勻等缺點(diǎn)。
離心鑄造是將一定量的金屬溶液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使金屬液在離心力和重 力的共同作用下凝固成型的一種特種鑄造工藝方法，離心鑄造工藝獲得的鑄件具 有組織致密、晶粒細(xì)化、夾砂夾渣及氣孔等缺陷少、生產(chǎn)效率高、節(jié)約材料、降 低成本、力學(xué)性能高等優(yōu)點(diǎn)。離心鑄造在生產(chǎn)管狀、筒狀鑄件時(shí)可不用型芯，尤 其適宜制作薄壁筒狀鑄件，是鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承等鑄件主要的 生產(chǎn)方法之一。
發(fā)明專利申請(qǐng)l (公開(kāi)號(hào)CN 101358548A)公開(kāi)了一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座及 其工藝流程，其化學(xué)成份(質(zhì)量百分比，%)為:Cl. 0-1, 3, SiO, 8-1. 5,Mn0. 5-1. 0, Cr7. 0-7. 5, Mo1.8-2. 2， V2. 0-2. 3,余量為Fe。工藝制備路線是配料—造型— 熔煉—熱處理—機(jī)加工—檢驗(yàn)—入庫(kù)。該氣門座最佳金相組織是在回火索氏體的 基礎(chǔ)上，均勻分布著彌散細(xì)小的碳化物顆粒。熱穩(wěn)定性能好，工作溫度可達(dá)900 °C,適宜于升功率達(dá)到45kw/L以上的高速高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)；硬度達(dá)38-44HRC，單件產(chǎn)品石更度差小于3個(gè)HRC;與同類材料相比，合金元素總量最低，降低了生產(chǎn)成本； 抗拉強(qiáng)度提高15%，屈服強(qiáng)度提高10%;通過(guò)了 1200小時(shí)高速高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架 耐久試驗(yàn)，同時(shí)氣門座腐蝕磨損和機(jī)械磨損總和僅為O. 5mm。發(fā)明專利申請(qǐng)2(公 開(kāi)號(hào)CN 101225758A)公開(kāi)了一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座及其制造工藝，該氣門座的 成份(質(zhì)量百分比，％)包含Cr33-35 % , Mo2. 0-2. 5 % , Cl. 8-2.3%, Sil.8-2. 1 % , Ni < 0. 5 % , Mn < 1 % ，余量為Fe。制造工藝包括用失蠟鑄造工藝制作易熔模 及制備模殼，模殼700-950。C下焙燒0. 5-3小時(shí)；在中頻熔煉爐中熔煉合金并澆注 鑄件，其溶煉溫度為1400-180(TC,澆注溫度為1300-1700°C，加入量為小于O. 1 % (重量％)的鈦鐵和微量鋁粉作為變質(zhì)劑來(lái)細(xì)化晶粒；然后將鑄件在箱式電阻爐 中進(jìn)行正火處理，正火溫度900-IOO(TC，保溫時(shí)間100-200分鐘，冷卻方式為空 冷；經(jīng)過(guò)粗車平面、內(nèi)外圓，精磨平面，精車內(nèi)孔，精磨外圓金加工得到成品氣 門座。該氣門座疏松傾向小，鑄件合格率較高，大大降低了生產(chǎn)成本；致密性好， 硬度適中， 一般在37-45服C;氣門座金相組織為鐵素體基體上均勻分布的碳化鉻 質(zhì)點(diǎn)，具有耐熱、耐磨、耐蝕、線膨脹細(xì)數(shù)小等優(yōu)良性能，適用于中、大馬力汽 車發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)明專利申請(qǐng)3 (公開(kāi)號(hào)CN 1487175A)公開(kāi)了一種摩托車、助力車 用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用氣門座的制造方法，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比，。/。)為C1.4-2. 0， Sil. 5-2. 4, MnO. 5-0. 9， Crl6-23, Mo3. 0-4. 2， Nil. 2-1. 6， BO. 5-1. 4， VO. 5-0. 9， 余量為Fe。以常用的混砂、造型、熔煉、澆注、落砂等工序鑄造氣門座毛坯，熔 煉時(shí)主要原料為鑄造用生鐵、鉻鐵、鉬鐵、硼鐵、釩鐵、鎳塊、錳鐵。按氣門 座常用熱處理方法進(jìn)行，正火溫度950-1050°C，保溫5-7小時(shí)，空冷；回火溫度 300-350°C，保溫2-3小時(shí)，空冷。沖幾加工程序?yàn)槿ネ鈭A毛刺、平端面、磨端面、 精車外圓、粗磨外圓、倒外角、車內(nèi)孔、精磨外圓。該氣門座熱硬度和耐腐蝕能 力明顯提高，經(jīng)過(guò)2 0 0小時(shí)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)和16 0 0 OKm道路實(shí)驗(yàn)，使用液化石油氣為燃料， 驗(yàn)證無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，滿足了摩托車的使用要求。發(fā)明專利申請(qǐng)4 (公開(kāi)號(hào)CN 1064425A )公開(kāi)了 一種低合金鑄鐵氣缸套離心鑄造方法及設(shè)備，金屬離心鑄型預(yù) 熱溫度為250-30(TC,合金鑄鐵熔煉溫度為1520-154(TC;靜置3分鐘后出爐，澆 注溫度1400-1320。C,工作溫度120-25(TC，金屬離心鑄型轉(zhuǎn)速為630r/min,提高 了鑄件成品率，簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，凈化了作業(yè)環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。發(fā)明專利 申請(qǐng)5 (公開(kāi)號(hào)CN 1241644A)公開(kāi)了一種離心鑄造多元合金鑄鐵復(fù)合抗磨輥圏生產(chǎn)工藝，復(fù)合輥圏外層為含氮多元合金抗磨鑄鐵，內(nèi)層為高強(qiáng)度普通球墨鑄鐵。 采用離心鑄造工藝，開(kāi)澆時(shí)模溫為200-250。C,多元合金鑄鐵的開(kāi)澆溫度為 1500-143(TC,澆入約2/3后加入保護(hù)渣。澆完全部多元合金鑄鐵，并待其表面 溫度冷卻到850-100O'C后澆入普通球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的開(kāi)澆溫度為1300-1400 。C。所得復(fù)合輥圈具有抗磨性能好、內(nèi)應(yīng)力小、使用壽命高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。發(fā) 明專利申請(qǐng)6 (公開(kāi)號(hào)CN 1080666A)公開(kāi)了一種適用于矯直輥、軋輥等用低碳 高鉻鑄鐵材料，其具有良好的鑄造、機(jī)加工性能和焊接性能，使用壽命高于冷硬 鑄鐵材料和鍛鋼淬火材料，可采用整體鑄造，鑲嵌復(fù)合鑄造、離心鑄造等方法制 造。文獻(xiàn)l(內(nèi)燃機(jī)配件，2004， (2): 21)改進(jìn)了高鉻合金氣門座的單體砂型 鑄造工藝，適當(dāng)提高碳的含量，有效地提高了鐵水的流動(dòng)性，減少了鑄件縮孔 (松)，提高了鑄件的正品率。同時(shí)提高了鑄件的硬度和耐磨性，降低了出鐵水 溫度和澆注溫度，減少了能耗。文獻(xiàn)2 (現(xiàn)代鑄鐵，2003, (4 ): 16 )選用高碳 當(dāng)量(CE)、高硅、錳及鉻銅合金鑄鐵，用金屬型離心鑄造生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)氣門座， 鐵液出爐溫度1400-1450 。C ，澆注溫度1400-1350。C ,金屬離心鑄型轉(zhuǎn)速為 900-1000r/min。組織為為珠光體或索氏體基體上均勻分布的細(xì)膩的B、 D型石墨， 以及合金碳化物。氣門座的的硬度為41-42HRC，每片硬度差小于3HRC。鑄造廢品 率穩(wěn)定在3-8%之內(nèi)，并具有加工性能好，成本低，使用壽命與QZ3高鉻合金鑄鐵 氣門座相當(dāng)。
發(fā)明專利申請(qǐng)1-3涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座或摩托車及助力車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī) 氣門座，但是其鑄造工藝是普通鋼模鑄造及蠟?zāi)ｈT造，而非離心鑄造。發(fā)明專利 申請(qǐng)4-6雖然使用了離心鑄造工藝，但是其產(chǎn)品皆非發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座，而是材質(zhì)、 制備工藝、工作環(huán)境等完全與之不同的氣缸套、復(fù)合輥圏或矯直輥與軋輥等。文 獻(xiàn)1生產(chǎn)的是高鉻合金氣門座，但使用的是單體砂型鑄造工藝，非離心鑄造工藝。 雖然文獻(xiàn)2是使用離心鑄造技術(shù)生產(chǎn)高鉻合金鑄鐵氣門座，但是其含碳量較高， 為石墨型的，金屬離心鑄型轉(zhuǎn)速較低，鑄件中會(huì)產(chǎn)生較多的夾雜物、組織致密性 差，甚至出現(xiàn)壁厚不均等現(xiàn)象，直接影響了高鉻合金鑄鐵氣門座的性能、質(zhì)量和 使用壽命，而且只適用于單一的QZ3高鉻合金鑄鐵氣門座。上述發(fā)明專利申請(qǐng)和 文獻(xiàn)里的氣門座及其它鑄件的化學(xué)組成里均不含稀土元素，無(wú)稀土改性的內(nèi)容。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了 一種離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏及其制造方法，所述的含 稀土高鉻合金鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圈可適應(yīng)不同服役條件、工作環(huán)境，具有均勻的 金相組織及硬度、高耐磨、高耐蝕、高抗氧化性等特征，制造方法是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣
門座所用QZ5材料添加稀土元素進(jìn)行改性；適于含稀土高鉻合金鑄鐵氣門座圏的
離心鑄造工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏，其特征在于其化學(xué)組成按質(zhì)量百分 比為鉻13. 5-15. 0%、鉬0. 35-0. 5°/"碳1. 5-2. 0%、錳1. 0-2. 0°/"硅1. 5—2. 0°/" 稀土 0.1-0.2%、硫<1.0%、磷<1. 0%,余量為鐵，其金相組織中不含任何形態(tài) 和級(jí)別的石墨。
所述的離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏，其特征在于所述的稀土是指Ce、 La或Y或者其中的多種，或者是指稀土氧化物Ce203、 La203、 YA或者其中的多 種。
所述的離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圈的制造方法，其特征在于包括以下 步驟
(1) 、按氣門座圈的化學(xué)組成要求，將設(shè)定配比的生鐵、鉻鐵、錳鐵、硅鐵 和稀土進(jìn)行混合，放入中頻感應(yīng)爐中熔煉得鐵水，熔煉溫度為1500-1550。C;
(2) 、將金屬離心鑄型進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300-400°C，時(shí)間為3-5小 時(shí)，然后在金屬離心鑄型內(nèi)表面噴刷涂料，涂料是由下列各原料組分按重量份比 混合而成石英砂55-65、硅藻土 20-30、膨潤(rùn)土 7-8、陶土 5-7、洗衣粉1-2;
(3) 、將溫度為1420-1470。C的鐵水澆注入金屬離心鑄型中，在臥式離心 鑄造機(jī)中進(jìn)行鑄件，同時(shí)進(jìn)行循環(huán)水冷卻，當(dāng)鑄件溫度達(dá)到350-4O(TC時(shí)停機(jī)， 然后將金屬離心鑄型從臥式離心鑄造機(jī)取出，鑄件置于灰坑中冷卻；
(4) 、將冷卻后的鑄件進(jìn)行熱處理將鑄件置于井式爐中，加熱到730-750 。C,保溫1. 5-2. 5小時(shí)，然后冷卻至室溫，再加熱到750-770°C，保溫1. 5-2. 5 小時(shí)，冷卻至室溫，得產(chǎn)品。
所述的離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏的制造方法，其特征在于所述的涂 料的厚度為l-2ram;所述的臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為1800-1900r/rain。
與不含稀土的高鉻合金鑄鐵氣門座圏，傳統(tǒng)鋼模筒體鑄造、蠟?zāi)＞荑T造、砂型單片鑄造等鑄造工藝相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1、 稀土具有除氫、硫、雜質(zhì)的作用，凈化了高鉻鑄鐵金屬液，提高了致密
性，減少了氣孔和夾雜物；
2、 在稀土和較高錳含量的作用下，鑄件黑斑減少，提高了成品率；
3、 高轉(zhuǎn)速離心鑄造可使鑄件晶粒細(xì)化；使高鉻合金鑄鐵氣門座凝固時(shí)的雜 質(zhì)和夾雜物集中在內(nèi)表面，利用機(jī)加工去除，得到組織致密、無(wú)黑斑等缺陷的鑄 件，提高了高鉻合金鑄鐵氣門座的力學(xué)性能和成品率；
4、 離心鑄造制造發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座無(wú)需澆道口、輔料，且能耗降低明顯；
5、 .通過(guò)兩段式熱處理，獲得了單一的索氏體基體，組織均勻、穩(wěn)定，材料 的強(qiáng)韌性與耐磨性得到了提高；與高鉻合金鑄鐵氣門座的常規(guī)淬火+回火工藝相 比，兩段式熱處理工藝縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本；
6、 在氣門座耐磨試驗(yàn)機(jī)上通過(guò)工作溫度為75(TC時(shí)，氣門與氣門座連續(xù)沖 擊60萬(wàn)次表明，本發(fā)明所述的氣門座磨損帶寬小于1. 28mm;不含稀土的QZ5材 質(zhì)蠟?zāi)＞荑T造的氣門座和氣門的接觸面磨損帶寬為1. 44鵬；不含稀土的QZ5 材質(zhì)砂型單片鑄造的氣門座和氣門的接觸面磨損帶寬為1.47mm;因此，與無(wú)稀 土QZ5氣門座及其它鑄造工藝相比，本發(fā)明所述的氣門座具有優(yōu)異的高致密性、 高耐磨性和高溫力學(xué)性能。
高^(guò)^金鑄鐵氣門座圏的硬度
測(cè)試點(diǎn)12345
無(wú)稀土高4^金鑄鐵氣門座圏36. 042. 037. 839. 535. 7
本發(fā)明所述的含稀土高鉻合金鑄鐵氣門座圈39. 039. 540. 039. 541. 0
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏的化學(xué)組成按質(zhì)量百分比包括有鉻 13. 5-15. 0%、鉬0. 35—0. 5°/。、石灰1. 5—2. 0%、錳1. 0-2. 0°/。、硅1. 5-2. 0%、混合稀 土 (Ce+La) 0.1°/。、石危<1.0%、磷<1. 0°/。，余量為4失。
制造方法
(1)、按氣門座圈的化學(xué)組分要求，將計(jì)算好配比的生鐵、鉻鐵、錳鐵、硅 鐵和稀土進(jìn)行混合，放入中頻感應(yīng)爐中熔煉得鐵水，熔煉溫度為1500-1550°C;
7(2) 、將金屬離心鑄型進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300-400°C,時(shí)間為3-5小 時(shí)，然后在金屬離心鑄型內(nèi)表面噴刷涂料，涂料的厚度為l-2mm;涂料是由下列 各原料組分按重量份比混合而成石英砂55-65、硅藻土 20-30、膨潤(rùn)土 7-8、 陶土5-7、洗衣粉1-2;
(3) 、將溫度為1465'C的鐵水從金屬離心鑄型一側(cè)環(huán)形端蓋孔中澆注入金 屬離心鑄型中，在臥式離心鑄造機(jī)中進(jìn)行鑄件，臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1800-1900r/min，同時(shí)進(jìn)行循環(huán)水冷卻，當(dāng)鑄件溫度達(dá)到390。C時(shí)停機(jī)，然后將 金屬離心鑄型由臥式離心鑄造機(jī)的液壓裝置推出，鑄件置于灰坑中冷卻，得氣門 座坯料鑄件；
(4) 、將氣門座圈坯料鑄件置于井式爐中，加熱到740°C,保溫2小時(shí)， 然后冷卻至室溫，再加熱到760。C，保溫2小時(shí)，冷卻至室溫，得產(chǎn)品。
經(jīng)機(jī)械加工成成品氣門座圏的金相組織符合內(nèi)燃機(jī)氣門座圏標(biāo)準(zhǔn) (JB/T8893-1999 )要求，硬度在38-41HRC之間，在工作溫度為750。C下，氣門 和氣門座連續(xù)沖擊60萬(wàn)次，強(qiáng)化耐磨試驗(yàn)結(jié)果為高耐磨含稀土高#^金鑄鐵離 心鑄造氣門座和氣門的接觸面磨損帶寬為1. 27mm。
實(shí)施例2:
離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圍的化學(xué)組成按質(zhì)量百分比包括有鉻 13. 5-15. 0°/"相0. 35-0. 5°/"碳1. 5-2. 0%、錳1. 0-2. 0%、硅1. 5-2. 0%、稀土金 屬YO. 15°/。、硫《1. 0%、磷《1. 0%,余量為鐵。
制造方法
(1) 、按氣門座圈的化學(xué)組分要求，將生鐵、鉻鐵、錳鐵、硅鐵和稀土進(jìn)行 混合，放入中頻感應(yīng)爐中熔煉得鐵水，熔煉溫度為1500-155(TC;
(2) 、將金屬離心鑄型進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300-400°C,時(shí)間為3-5小 時(shí)，然后在金屬離心鑄型內(nèi)表面噴刷涂料，涂料的厚度為1-2mm;涂料是由下列 各原料組分按重量份比混合而成石英砂55-65、硅藻土 20-30、膨潤(rùn)土 7-8、 陶土 5-7、洗衣粉l-2;
(3) 、將溫度為1465。C的鐵水從金屬離心鑄型一側(cè)環(huán)形端蓋孔中澆注入金 屬離心鑄型中，在臥式離心鑄造機(jī)中進(jìn)行鑄件，臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1800-1900r/min,同時(shí)進(jìn)行循環(huán)水冷卻，當(dāng)鑄件溫度達(dá)到390°C時(shí)停;f幾，然后將金屬離心鑄型由臥式離心鑄造機(jī)的液壓裝置推出，鑄件置于灰坑中冷卻，得氣門 座坯料鑄件；
(4)、將氣門座圏坯料鑄件置于井式爐中，加熱到740°C，保溫2小時(shí)， 然后冷卻至室溫，再加熱到76(TC,保溫2小時(shí)，冷卻至室溫，得產(chǎn)品。
經(jīng)機(jī)械加工成成品氣門座圈的金相組織符合內(nèi)燃機(jī)氣門座圈標(biāo)準(zhǔn) (JB/T8893-1999 )要求，硬度在38-41HRC之間，在工作溫度為750。C下，氣門 與氣門座連續(xù)沖擊60萬(wàn)次耐磨試驗(yàn)結(jié)果為高耐磨含稀土高鉻合金鑄鐵離心鑄造 氣門座和氣門的接觸面磨損帶寬為1. 28mm。 實(shí)施例3:
離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏的化學(xué)組成按質(zhì)量百分比包括有鉻 13. 5-15, 0%、鉬0. 35-0. 5°/"碳1. 5-2. 0°/"錳1, 0-2. 0%、硅1. 5-2, 0%、稀土氧 化物L(fēng)a2O30. 2°/"硫".0%、磷< 1. 0°/。，余量為鐵。
制造方法
(1) 、按氣門座圈的化學(xué)組分要求，將生鐵、鉻鐵、錳鐵、硅鐵和稀土進(jìn)行 混合，放入中頻感應(yīng)爐中熔煉得鐵水，熔煉溫度為1500-1550°C;
(2) 、將金屬離心鑄型進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300-400°C,時(shí)間為3-5小 時(shí)，然后在金屬離心鑄型內(nèi)表面噴刷涂料，涂料的厚度為1-2mm;涂料是由下列 各原料組分按重量份比混合而成石英砂55-65、硅藻土 20-30、膨潤(rùn)土 7-8、 陶土 5-7、洗衣粉1-2;
(3 )、將溫度為1470。C的鐵水從金屬離心鑄型一側(cè)環(huán)形端蓋孔中澆注入金 屬離心鑄型中，在臥式離心鑄造機(jī)中進(jìn)行鑄件，臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1800-1900r/min,同時(shí)進(jìn)行循環(huán)水冷卻，當(dāng)鑄件溫度達(dá)到39(TC時(shí)停片幾，然后將 金屬離心鑄型由臥式離心鑄造機(jī)的液壓裝置推出，鑄件置于灰坑中冷卻，得氣門 座坯料鑄件；
(4)、將氣門座圏坯料鑄件置于井式爐中，加熱到74(TC,保溫2小時(shí)， 然后冷卻至室溫，再加熱到760。C,保溫2小時(shí)，冷卻至室溫，得產(chǎn)品。
經(jīng)機(jī)械加工成成品氣門座圈的金相組織符合內(nèi)燃機(jī)氣門座圏標(biāo)準(zhǔn) (JB/T8893-1999 )要求，硬度在38-41HRC之間，在工作溫度為750。C下，氣門 與氣門座連續(xù)沖擊60萬(wàn)次耐磨試驗(yàn)結(jié)果為高耐磨含稀土高鉻合金鑄鐵離心鑄造氣門座和氣門的接觸面磨損帶寬為1.28mm。
權(quán)利要求
1、一種離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圈，其特征在于其化學(xué)組成按質(zhì)量百分比為鉻13.5-15.0％、鉬0.35-0.5％、碳1.5-2.0％、錳1.0-2.0％、硅1.5-2.0％、稀土0.1-0.2％、硫≤1.0％、磷≤1.0％，余量為鐵，其金相組織中不含任何形態(tài)和級(jí)別的石墨。
2 、才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圈，其特征在于所 述的稀土是指Ce、 La或Y或者其中的多種，或者是指稀土氧化物Ce203、 La203、 丫203或者其中的多種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏的制造方法，其 特征在于包括以下步驟(1) 、按氣門座圏的化學(xué)組成要求，將設(shè)定配比的生鐵、鉻鐵、錳鐵、硅鐵 和稀土進(jìn)行混合，放入中頻感應(yīng)爐中熔煉得鐵水，熔煉溫度為1500-1550°C;(2) 、將金屬離心鑄型進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300-400°C，時(shí)間為3-5小 時(shí)，然后在金屬離心鑄型內(nèi)表面噴刷涂料，涂料是由下列各原料組分按重量份比 混合而成石英砂55-65、硅藻土 20-30、膨潤(rùn)土 7-8、陶土5-7、洗衣粉1-2;(3) 、將溫度為1420-1470。C的鐵水澆注入金屬離心鑄型中，在臥式離心 鑄造機(jī)中進(jìn)行鑄件，同時(shí)進(jìn)行循環(huán)水冷卻，當(dāng)鑄件溫度達(dá)到350-400。C時(shí)停機(jī)， 然后將金屬離心鑄型從臥式離心鑄造機(jī)取出，鑄件置于灰坑中冷卻；(4) 、將冷卻后的鑄件進(jìn)行熱處理將鑄件置于井式爐中，加熱到730-750 。C,保溫1. 5-2. 5小時(shí)，然后冷卻至室溫，再加熱到750-77(TC,保溫1. 5-2. 5 小時(shí)，冷卻至室溫，得產(chǎn)品。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圏的制造方法，其 特征在于所述的涂料的厚度為l-2mm;所述的臥式離心鑄造機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1800—1900r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種離心鑄造含稀土發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座圈及其制造方法，氣門座的化學(xué)組成按質(zhì)量百分比包括有鉻13.5-15.0％、鉬0.35-0.5％、碳1.5-2.0％、錳1.0-2.0％、硅1.5-2.0％、稀土0.1-0.2％、硫≤1.0％、磷≤1.0％，余量為鐵，其金相組織中不含任何形態(tài)和級(jí)別的石墨。稀土選用稀土Ce、La、Y，或其中兩種或兩中以上的混合物或稀土氧化物Ce₂O₃、La₂O₃、Y₂O₃。制造方法采用中頻感應(yīng)電爐熔煉、高速臥式離心鑄造方法成型、兩段式熱處理。所得的氣門座圈組織均勻、致密、穩(wěn)定，無(wú)黑斑等缺陷，提高了氣門座的成品率，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本，其氣門座圈成品硬度為38-41HRC，氣門座和氣門的接觸面在750℃下氣門與氣門座連續(xù)沖擊60萬(wàn)次，強(qiáng)化磨損帶寬小于1.28mm。
文檔編號(hào)F01L3/02GK101639003SQ20091014474
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者戴平安, 戴澤玉, 春 袁 申請(qǐng)人:桐城市汽車部件有限公司