發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄件的鑄造方法，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速，主要汽車企業(yè)(集團(tuán))2011年年底形成整車產(chǎn)能1841萬(wàn)輛，相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)能已達(dá)到年產(chǎn)1671萬(wàn)臺(tái)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，我國(guó)汽車國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷加快，汽車消費(fèi)需求旺盛，汽車保有量保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2006年至2010年，汽車產(chǎn)量年均增加951萬(wàn)輛；據(jù)分析，目前中國(guó)的汽車保有量為7000多萬(wàn)輛，到2020年將達(dá)到2億輛，也就是每年將凈增1300萬(wàn)輛，考慮到汽車報(bào)廢等因素，每年凈增量將在2000萬(wàn)輛左右。巨大的汽車市場(chǎng)保有量，必將促進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體市場(chǎng)的大發(fā)展。
[0003]缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)上最關(guān)鍵、最復(fù)雜的鑄件，其壁厚最薄處往往不到3mm，缸體鑄件生產(chǎn)應(yīng)用最廣的仍然是濕型粘土砂，具有成型性能好、能耗低、噪音小、污染少、效率高、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)的靜壓造型線及氣沖造型線使用較為廣泛。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外造型線制造廠家對(duì)造型機(jī)的不斷改進(jìn)，先后已出現(xiàn)氣沖加壓實(shí)、氣流增益氣沖加壓實(shí)、靜壓加壓實(shí)、主動(dòng)多觸頭壓實(shí)、成型擠壓等加砂方式，砂型硬度更加均勻化，成為缸體鑄件生產(chǎn)首選的造型設(shè)備。一些大中型柴油機(jī)缸體鑄造企業(yè)，采用pepset自硬砂工藝和三乙胺冷芯盒工藝,這也是節(jié)能低碳的最佳選擇。
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)、加工、裝配是一個(gè)復(fù)雜且龐大的工程，不僅能創(chuàng)造大量的就業(yè)，更能轉(zhuǎn)化為具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。掌握發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)技術(shù)，不僅可以促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，提高年產(chǎn)量；而且能夠?yàn)閷?lái)國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)更大型的系列發(fā)動(dòng)機(jī)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。因此，大力發(fā)展發(fā)動(dòng)機(jī)的工業(yè)化生產(chǎn)勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高鑄件的強(qiáng)度和韌性的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進(jìn)行澆注成型，最后對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理，
[0007]所述澆注成型采用以下步驟:
[0008]A、將原料放入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉；
[0009]B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預(yù)處理劑進(jìn)行處理；
[0010]C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?br>[0011]D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。
[0012]進(jìn)一步的是，在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復(fù)合孕育劑，所述復(fù)合孕育劑為含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。
[0013]進(jìn)一步的是，在澆注成型的C步驟中，按照重量比，復(fù)合孕育劑加入總量為0.4±0.10%，其中含鑭孕育劑加入量為0.25±0.06%，粒度為2?6mm ；75硅鐵孕育劑加入量為0.15±0.04%，粒度為2?6mm，孕育時(shí)間占出鐵量的70%以上。
[0014]進(jìn)一步的是，在澆注成型的B步驟中，鐵液的溫度為1455?1465°C，預(yù)處理劑的量按鐵液重量計(jì)為0.2?0.8%。
[0015]進(jìn)一步的是，在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料。
[0016]進(jìn)一步的是，所述的鐵液化學(xué)成分為:碳C3.1%?3.5%、硅Si2.0%?2.3%、錳Mn0.7%?0.9%、硫 S0%?0.15%、磷PO ?0.15%、鉻 Cr0.25%?0.40%、鑰 Mo0.25%?
0.40%、銅 Cu0.45% ?0.65%及碳當(dāng)量為 3.77 ?4.29%。
[0017]進(jìn)一步的是，所述熱處理是采用以下方式:裝爐溫度為200°C以下，升溫速度(500C /h，，達(dá)到500?530°C后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為3?4小時(shí)，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至120°C，冷卻速度< 50°C /h。
[0018]進(jìn)一步的是，所述砂型包括鑄件腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)包括出氣口、上直澆道、下直澆道、彎形內(nèi)澆道、橫澆道和矩形內(nèi)澆道，矩形內(nèi)澆道設(shè)置在鑄件腔底側(cè)面，彎形內(nèi)澆道設(shè)置在鑄件中部，所述矩形內(nèi)澆道和彎形內(nèi)澆道均與橫澆道連通；所述下直澆道一端與上直澆道連通，另一端與橫澆道連通。
[0019]進(jìn)一步的是，所述澆注系統(tǒng)還包括過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置設(shè)置在下直澆道和上直澆道之間；所述上直澆道和下直澆道的截面積之和為Σ直，所述橫澆道的截面積為Σ橫，所述彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道的截面積之和為Σ內(nèi)，所述過(guò)濾裝置的截面積為Σ過(guò)，以Σ直為基準(zhǔn)，Σ直:Σ橫:Σ內(nèi):Σ過(guò)=1:1?2:1?2:8?9。
[0020]進(jìn)一步的是，出氣口的總的橫截面積 > 彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道總的橫截面積之和；所述冒口系統(tǒng)包括明頂冒口和溢流冒口，明頂冒口設(shè)置在鑄件腔頂部的厚大部位處，溢流冒口設(shè)置在鑄件腔側(cè)面并靠近鑄件腔頂部。
[0021 ] 本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1、鐵液在孕育處理前增加了一預(yù)處理工序。傳統(tǒng)鑄鐵件的生產(chǎn)工序是:鐵水熔煉一孕育一燒注，而本發(fā)明技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造法相比則是在鐵液的孕育處理之前增加了一預(yù)處理工序，即在孕育處理前向鐵液中加入foseco公司生產(chǎn)的Inoculin390作為預(yù)處理劑，該材質(zhì)最大的特點(diǎn)是其中所含元素Be能阻礙基體晶粒的長(zhǎng)大，可有效增加石墨數(shù)量，細(xì)化石墨，還能使鐵液中的0/S控制在較低和穩(wěn)定的水平，并形成穩(wěn)定的形核質(zhì)點(diǎn)，從而為提高鑄件的強(qiáng)度和韌性做好準(zhǔn)備。
[0023]2、區(qū)別以往傳統(tǒng)技術(shù)中孕育劑的單一使用，本發(fā)明使用了新式的復(fù)合孕育劑(含倆孕育劑+75 ??圭鐵孕育劑)，其中，含倆娃鐵能有效促進(jìn)等軸晶生成，抑制樹枝晶的生長(zhǎng)，改變鐵水的凝固方式，有效消除鑄件的顯微縮松；硅鐵孕育速效，1.5min內(nèi)達(dá)到峰值，8?1min后衰退到未孕育狀態(tài)，可減少過(guò)冷度和白口傾向，增加共晶團(tuán)數(shù)，形成A形石墨，改善斷面均勻性。含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的復(fù)合使用，可充分改變使用單一孕育劑的不足，加強(qiáng)孕育效果，避免產(chǎn)生石墨漂浮，達(dá)到細(xì)化石墨的的效果。
[0024]3、為增加鑄型的透氣效果，防止鑄件中形成氣孔，本發(fā)明在常規(guī)使用的涂料中專門添加了含有增加材料透氣性的麻纖維，大大提高了涂料的透氣性，使得鐵液在充型過(guò)程中的氣體可順利經(jīng)涂層及型砂而排除型外，從而減小型腔內(nèi)的氣壓，使鐵液流通順暢無(wú)阻，解決了傳統(tǒng)方法鑄造大型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件時(shí)由于透氣性差所帶來(lái)的鑄件缺陷問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0025]所述澆注成型采用以下步驟:
[0026]B、將原料放入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉；
[0027]B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預(yù)處理劑進(jìn)行處理；
[0028]C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?br>[0029]D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。
[0030]在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復(fù)合孕育劑，所述復(fù)合孕育劑為含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。
[0031]在澆注成型的C步驟中，按照重量比，復(fù)合孕育劑加入總量為0.4±0.10%,其中含鑭孕育劑加入量為0.25±0.06%，粒度為2?6mm ;75硅鐵孕育劑加入量為
0.15±0.04%，粒度為2?6mm，孕育時(shí)間占出鐵量的70%以上。
[0032]在澆注成型的B步驟中，鐵液的溫度為1455?1465°C，預(yù)處理劑的量按鐵液重量計(jì)為0.2?0.8%。
[0033]在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料。
[0034]所述的鐵液化學(xué)成分為:碳C3.1%?3.5%、硅3丨2.0%?2.3%、錳胞0.7%?
0.9%、硫 S0%?0.15%、磷 PO ?0.15%、鉻 Cr0.25%?0.40%、鑰 Mo0.25%?0.40%、銅Cu0.45% ?0.65%及碳當(dāng)量為 3.77 ?4.29%。
[0035]所述熱處理是采用以下方式:裝爐溫度為200°C以下，升溫速度彡500C /h，，達(dá)到500?530°C后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為3?4小時(shí)，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至120°C，冷卻速度(50 0C /h。
[0036]所述砂型包括鑄件腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)包括出氣口、上直澆道、下直澆道、彎形內(nèi)澆道、橫澆道和矩形內(nèi)澆道，矩形內(nèi)澆道設(shè)置在鑄件腔底側(cè)面，彎形內(nèi)澆道設(shè)置在鑄件中部，所述矩形內(nèi)澆道和彎形內(nèi)澆道均與橫澆道連通；所述下直澆道一端與上直澆道連通，另一端與橫澆道連通。
[0037]所述澆注系統(tǒng)還包括過(guò)濾裝置，所述過(guò)濾裝置設(shè)置在下直澆道和上直澆道之間；所述上直澆道和下直澆道的截面積之和為Σ直，所述橫澆道的截面積為Σ橫，所述彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道的截面積之和為Σ內(nèi)，所述過(guò)濾裝置的截面積為Σ過(guò)，以Σ直為基準(zhǔn)，Σ直:Σ橫:Σ內(nèi):Σ過(guò)=1:1?2:1?2:8?9。
[0038]出氣口的總的橫截面積>彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道總的橫截面積之和；所述冒口系統(tǒng)包括明頂冒口和溢流冒口，明頂冒口設(shè)置在鑄件腔頂部的厚大部位處，溢流冒口設(shè)置在鑄件腔側(cè)面并靠近鑄件腔頂部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進(jìn)行澆注成型，最后對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理，其特征在于，所述澆注成型采用以下步驟:A、將原料放入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉；B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預(yù)處理劑進(jìn)行處理；C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，其特征在于，在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復(fù)合孕育劑，所述復(fù)合孕育劑為含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，其特征在于，在澆注成型的C步驟中，按照重量比，復(fù)合孕育劑加入總量為0.4±0.10%，其中含鑭孕育劑加入量為0.25 ± 0.06 %，粒度為2?6_ ;75硅鐵孕育劑加入量為0.15 ± 0.04 %，粒度為2?6_，孕育時(shí)間占出鐵量的70%以上。4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，其特征在于，在澆注成型的B步驟中，鐵液的溫度為1455?1465°C，noculin390預(yù)處理劑的量按鐵液重量計(jì)為0.2?0.8%。5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，其特征在于，在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鑄造方法，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法。本發(fā)明提供了一種提高鑄件的強(qiáng)度和韌性的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進(jìn)行澆注成型，最后對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理，所述澆注成型采用以下步驟：A、將原料放入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉；B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預(yù)處理劑進(jìn)行處理；C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。與傳統(tǒng)鑄造法相比則是在鐵液的孕育處理之前增加了一預(yù)處理工序，預(yù)處理劑最大的特點(diǎn)是其中所含元素Be能阻礙基體晶粒的長(zhǎng)大，可有效增加石墨數(shù)量，細(xì)化石墨，并形成穩(wěn)定的形核質(zhì)點(diǎn)，從而為提高鑄件的強(qiáng)度和韌性做好準(zhǔn)備。
【IPC分類】B22C3/00, C22C33/08, B22C9/08, B22C9/02
【公開號(hào)】CN105710291
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410737563
【發(fā)明人】秦海鵬
【申請(qǐng)人】青島泰威機(jī)床有限公司