___硼鑄鐵汽缸套A型石墨生成及白口消除

1、離心鑄造特種鑄造及有色合金 2002年第$期維晉資訊 4949硼鑄鐵汽缸套A型石墨生成及白口消除淮陰工學(xué)院楊大春楊大舂，男,1965出生，講蛹*淮陰工學(xué)咲機(jī)蘇淮安（鶯300L）.電話：05門(mén)眇知051收稿日期.2002-03-08摘要采用離心鑄造工藝生產(chǎn)基體組織呈直型石墨均勻分布的硼鑄鐵汽缸套存在一宦的固難且容易產(chǎn)生白口.介紹 應(yīng)用一些特殊的垢遺工藝方法可叫生成A型石墨并能有效地消除汽缸套的白口絹織*蕓鍵詞：硼鑄鐵汽缸套 離心鑄造A型石墨 孕育 冷卻速度中圈分類號(hào):TG249.4文itt標(biāo)識(shí)碼皿 文章編號(hào)；1001 - 2449（2002）05 - 0049-0249汽缸套是內(nèi)燃機(jī)的重要零件之

2、一，它的質(zhì)量影響內(nèi) 燃機(jī)的使用壽命。由于汽缸套的工作性質(zhì)要求，它應(yīng)具 有較高的耐酸性和力學(xué)性能。為此.在通常情況下汽 缸套大多采用硼鑄鐵材料、離心鑄造工藝方法制成，幷 要求基休上片狀石墨分布形態(tài)為魂型石墨以提高其力 學(xué)性能和耐曆性：；在離心鑄造工藝條件下，如果不采取 適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?要想獲得具有A型石墨均勻分布的 甚休組織還存在一定的困難。針對(duì)上述間題，在經(jīng)過(guò)必 要試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)工藝研究出1 A型石墨的生成條件A型石墨是在石墨的咸核能力較強(qiáng)、冷卻速度較 慢、共晶轉(zhuǎn)變很小的過(guò)冷度下形成的石墨分枝很不發(fā) 達(dá)，片狀石墨分布較為均勻力。A型石墨是灰鑄鐵在普 通砂型條件下最經(jīng)常出現(xiàn)的、種石墨分布

3、狀態(tài),但在金 屬別離匕鑄造生產(chǎn)鑄鐵件時(shí)由于生成A型石堪的條 件不足一般情況下不太容易得到均勻分布狀態(tài)A型 石墨2 A型石墨生成及白口消除的改進(jìn)措施21熔煉條件熔煉設(shè)備采取沖天爐一中頻爐雙聯(lián)熔煉措施可 以改善熔煉條件每爐（中頻爐）鐵液1 -沖天爐基本只 起到熔化鉄水的作用，冶煉過(guò)程在中頻爐中進(jìn)行。出爐 鐵水基本解決了化學(xué)成分不均勻和出爐溫度較低的原 冇問(wèn)越從而為得到石墨呈A型均勻分布的硼鑄鐵汽 缸奩創(chuàng)造條件化學(xué)成分見(jiàn)表X表1鐵水岀爐化學(xué)成分C StMrsp3.3-3.52,0-2.30 500650.100 20 *0.252.2鐵水的處理措施2,2.1 硼的加人采用硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)釣為15%的硼鐵

4、，經(jīng)烘烤后，按 比例將硼鐵放人鍥水包中，由于澆包較小，所以硼鐵的 粒度選擇在24mm之間，采用沖包法使髙溫鐵水在包 內(nèi)熔化硼鐵井?dāng)嚢?。取樣化?yàn)控制鐵水的硼含重（質(zhì) 量分?jǐn)?shù)）在0,045% 0,06%范圍內(nèi)乂在試驗(yàn)基礎(chǔ)上.經(jīng) 計(jì)算硼鐵的有效收得率約為60%.2.2.2鐵水的孕育處理對(duì)于硼鐵來(lái)說(shuō)通過(guò)孕育處理町以使不正常的組織 轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w基體井得到呈細(xì)小均勻分布的A型石 橇*弘Q合金是一種孕育效果良好的孕育劑也叭加 起到脫領(lǐng)、脫硫去氣等作用，加強(qiáng)了孕育效果。據(jù)右關(guān) 資料介紹Si-Ca合金的孕育效果比斤ST75提島12倍， 白口降低50% -90% . 阪-Ca合金的加人量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 以下同）0.

5、12% -0. 15%為宜（考慮人為浪費(fèi)因素人過(guò) 大的加入量不但起不到孕育作用，反而降低孕育效果丫 經(jīng)試驗(yàn)選擇Si-Ca金的總加入量在0.12% -0. 16%o鐵水的孕育分兩次進(jìn)行。將高溫鐵水在澆包內(nèi)進(jìn) 行第一次孕育處理（預(yù)處理人處理方法為在澆包中放 人0.08%的孕育劑（和硼鐵同時(shí)加人，粒度為2-3 mm）,采用沖包的方法，將鐵水沖人澆包中吏孕育劑得 到充分?jǐn)嚢琛ｈF水經(jīng)預(yù)處理后溫度有所下降,在澆注前保證澆注 溫度不低于1 400 將0.06%的、粒度A I -2 mm的 孕育劑放入澆注權(quán)中再進(jìn)行第二次孕育處理（再處理人 鐵水流過(guò)澆注槽時(shí)將孕育劑沖人鑄型中口在操作中應(yīng) 注意將孕骨刑放在澆注槽

6、中間，如果操作不當(dāng)，対A型 石墨杓生成會(huì)產(chǎn)生一定的影響。對(duì)于鐵水進(jìn)人鑄型的 溫度應(yīng)加以控制，保證經(jīng)過(guò)兩次孕育處理后進(jìn)人鑄型的 鐵水溫度不低于1 300弋2.3金屬鑄型的控制措施2.3.1金爆鑄型涂料金屬鑄型涂料采用水基涂料，其基本組成（質(zhì)量分 數(shù)）為：石英砂住、陶土 12%、石墨粉20%.試驗(yàn)表 明，當(dāng)涂層厚度增至mm時(shí)，對(duì)于A型石墨的形成 有一定的效果，但效果并不叨顯，且過(guò)分增加涂層厚度， 還容易適成許麥負(fù)面影響，如涂料龜裂、漂浮等。所以，4949維晉資訊 特種鑄造及有色合金 2002年第5期5050在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的墓礎(chǔ)上，涂料厘的厚度按照有關(guān)資料推薦 使用的1 .5-2 較為合理為了提高鑄型涂

7、料質(zhì) 量通過(guò)限制涂料中石英紛雜質(zhì)含量，釆用懸浮性好用 量少的懸浮劑及加人o .5%a衣粉等描施，來(lái)提高涂料 的懸浮性、穩(wěn)定性，涂覆性、附著強(qiáng)度和F燥速度t減少 因涂料脫落和涂層不干而帶人的涂料渣和氣體， 2 3.2鑄型溫度及冷卻條件離心鑄造過(guò)程中，鑄型的溫度保持徭300-400弋 離心鑄造時(shí)，金屬型轉(zhuǎn)速過(guò)低會(huì)出現(xiàn)金屬液南淋現(xiàn)象， 還會(huì)使鑄件內(nèi)出現(xiàn)疏松、夾渣、鑄件內(nèi)表血凹凸不平等 缺陷金履型轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)出現(xiàn)裂紋，偏析等缺陥，太高的 轉(zhuǎn)速還會(huì)引起振動(dòng)、磨損、功率消耗過(guò)犬等問(wèn)題，金屬 型轉(zhuǎn)速根據(jù)康斯坦丁諾夫公式來(lái)計(jì)算匸 根據(jù)毛坯尺 寸，結(jié)合該公式最終確定金屬鑄型轉(zhuǎn)數(shù)為 1 3Q6 r/mirv澆注時(shí)間

8、控制在8 s W下汽缸套的冷卻條件對(duì)于金相組織有較大的影響，要 想獲得珠光體基體上分布著斷續(xù)網(wǎng)狀的含朋碳化物和 磷共晶的宣合組織、則必須合理設(shè)計(jì)激冷水管、控制激 冷水址以及選擇合適的凝固時(shí)間，控制激冷時(shí)機(jī)s激進(jìn) 延續(xù)時(shí)間激冷速度零參數(shù)。為此在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)基礎(chǔ)匕確 定激冷時(shí)機(jī)為i0“激冷延續(xù)時(shí)間在15-205.激妙連嗖 1.1 L/mmo考慮到鑄件出型后溫度較高，與地面及對(duì) 流空氣的作用時(shí)容易產(chǎn)生局部白口現(xiàn)象.所以將祐件出 型溫度控制在7oo800 r.鑄件在出型箱不直接戲在 空氣中冷卻，而將其置于具有適當(dāng)保溫性能的盛料斗中 （可在盛料斗中放入草木灰等保溫材料）成防止鑄件尖 角處由于車(chē)間內(nèi)空氣的對(duì)流

9、強(qiáng)冷而出現(xiàn)白口現(xiàn)象（即利 用余熱退火消除料硬現(xiàn)象人3 結(jié)語(yǔ)生產(chǎn)試驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)加硼及孕育處理后基體呈細(xì)片 狀珠光休.石墨呈A型均勻分布，達(dá)到預(yù)期要求。鑄鉄 汽缸套在采用離心鑄造工藝方法時(shí).如果工藝方法得 當(dāng),即在鉄水化學(xué)成分合格溫度條件滿足要求并通過(guò) 加硼及孕育處理后，在澆注溫度.鑄型溫度、涂料層厚 度、激冷時(shí)機(jī)、激冷延續(xù)時(shí)間、激冷速度、鑄件出型溫度 等因數(shù)控制合理的悄況下，可以得到基體上片狀石墨分 布形態(tài)為A型石墨亂無(wú)白口產(chǎn)生的合格鑄件，從而提 高硼鑄鐵汽缸套的力學(xué)性能耐磨性能并提高鑄件可加 工性能及成品率。會(huì)老文抵L陸文華，李陳蠱，黃良余一鑄造含金踐熔煉.北京；機(jī)械工業(yè)岀覩社， J99C.2

10、 SE廿劉亞民.睥心鑄適贋鐵缸套組織和性能的研究”恃種鑄造反沁 0.200）（1）:26-303壬存祺.鑄帙孕樣理論耳實(shí)踐.天瘵：天律丸學(xué)出版杜991.4官克強(qiáng)，特種鑄造，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，囚82一（編輯：劉衛(wèi)）5050定涮市IE元化工有眼金司精鑄專用模組清洗劑一產(chǎn)品簡(jiǎn)介zI本產(chǎn)品選用多種陰離子和*離子衣面活性利和少量有機(jī)溶劑配制成的水包油型乳液；利用表面活性劑 的雙極性達(dá)到清洗和降低表面張力的目的，同時(shí)利用有機(jī)溶利的刻蝕功能強(qiáng)化蠟?zāi)５那逑葱Ч?。本產(chǎn)品是5 水分散型清洗劑+有機(jī)溶劑的揮發(fā)ft大大降低*絕對(duì)不含三氯乙烷，改莠了勞動(dòng)環(huán)境，安全、可靠。|二技術(shù)指標(biāo)：有效物含量 產(chǎn)品儲(chǔ)存期50% 2%（常溫”年外規(guī)乳內(nèi)色液體pH 值6.9三、使用操作說(shuō)明：k本產(chǎn)品有W .W2兩種規(guī)格。WI為濃縮型，用自來(lái)水沖稀J倍即可使用，W2為直搖應(yīng)用型每次使 用前進(jìn)行攪樣、2. 將蠟橈組完全浚入清洗謹(jǐn)中連續(xù)往顯提拉3次，其約