發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄件的鑄造方法，具體涉及一種發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法。
【背景技術】
[0002]我國汽車產業(yè)近年來發(fā)展迅速，主要汽車企業(yè)(集團)2011年年底形成整車產能1841萬輛，相應發(fā)動機產能已達到年產1671萬臺。隨著社會經濟快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，我國汽車國產化進程不斷加快，汽車消費需求旺盛，汽車保有量保持快速增長趨勢。2006年至2010年，汽車產量年均增加951萬輛；據分析，目前中國的汽車保有量為7000多萬輛，到2020年將達到2億輛，也就是每年將凈增1300萬輛，考慮到汽車報廢等因素，每年凈增量將在2000萬輛左右。巨大的汽車市場保有量，必將促進汽車發(fā)動機缸體市場的大發(fā)展。
[0003]缸體是發(fā)動機上最關鍵、最復雜的鑄件，其壁厚最薄處往往不到3mm，缸體鑄件生產應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、運行可靠等優(yōu)點的靜壓造型線及氣沖造型線使用較為廣泛。近年來，國內外造型線制造廠家對造型機的不斷改進，先后已出現氣沖加壓實、氣流增益氣沖加壓實、靜壓加壓實、主動多觸頭壓實、成型擠壓等加砂方式，砂型硬度更加均勻化，成為缸體鑄件生產首選的造型設備。一些大中型柴油機缸體鑄造企業(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)動機的生產、加工、裝配是一個復雜且龐大的工程，不僅能創(chuàng)造大量的就業(yè)，更能轉化為具有我國自主知識產權的技術成果。掌握發(fā)動機缸體的生產技術，不僅可以促進發(fā)動機的國產化，提高年產量；而且能夠為將來國產化生產更大型的系列發(fā)動機打下堅實的基礎和提供寶貴的經驗。因此，大力發(fā)展發(fā)動機的工業(yè)化生產勢在必行。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高鑄件的強度和韌性的發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進行澆注成型，最后對鑄件進行熱處理，
[0007]所述澆注成型采用以下步驟:
[0008]A、將原料放入熔煉爐內進行熔煉；
[0009]B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預處理劑進行處理；
[0010]C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進行充分攪拌；
[0011]D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。
[0012]進一步的是，在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復合孕育劑，所述復合孕育劑為含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。
[0013]進一步的是，在澆注成型的C步驟中，按照重量比，復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，孕育時間占出鐵量的70%以上。
[0014]進一步的是，在澆注成型的B步驟中，鐵液的溫度為1455?1465°C，預處理劑的量按鐵液重量計為0.2?0.8%。
[0015]進一步的是，在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料。
[0016]進一步的是，所述的鐵液化學成分為: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%及碳當量為 3.77 ?4.29%。
[0017]進一步的是，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，，達到500?530°C后進行保溫，保溫時間為3?4小時，保溫結束后隨爐冷卻至120°C，冷卻速度< 50°C /h。
[0018]進一步的是，所述砂型包括鑄件腔、冒口系統和澆注系統，所述澆注系統包括出氣口、上直澆道、下直澆道、彎形內澆道、橫澆道和矩形內澆道，矩形內澆道設置在鑄件腔底側面，彎形內澆道設置在鑄件中部，所述矩形內澆道和彎形內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]進一步的是，所述澆注系統還包括過濾裝置，所述過濾裝置設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，所述彎形內澆道和矩形內澆道的截面積之和為Σ內，所述過濾裝置的截面積為Σ過，以Σ直為基準，Σ直:Σ橫:Σ內:Σ過=1:1?2:1?2:8?9。
[0020]進一步的是，出氣口的總的橫截面積 > 彎形內澆道和矩形內澆道總的橫截面積之和；所述冒口系統包括明頂冒口和溢流冒口，明頂冒口設置在鑄件腔頂部的厚大部位處，溢流冒口設置在鑄件腔側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處理工序。傳統鑄鐵件的生產工序是:鐵水熔煉一孕育一燒注，而本發(fā)明技術與傳統鑄造法相比則是在鐵液的孕育處理之前增加了一預處理工序，即在孕育處理前向鐵液中加入foseco公司生產的Inoculin390作為預處理劑，該材質最大的特點是其中所含元素Be能阻礙基體晶粒的長大，可有效增加石墨數量，細化石墨，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)定的形核質點，從而為提高鑄件的強度和韌性做好準備。
[0023]2、區(qū)別以往傳統技術中孕育劑的單一使用，本發(fā)明使用了新式的復合孕育劑(含倆孕育劑+75 ??圭鐵孕育劑)，其中，含倆娃鐵能有效促進等軸晶生成，抑制樹枝晶的生長，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內達到峰值，8?1min后衰退到未孕育狀態(tài)，可減少過冷度和白口傾向，增加共晶團數，形成A形石墨，改善斷面均勻性。含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的復合使用，可充分改變使用單一孕育劑的不足，加強孕育效果，避免產生石墨漂浮，達到細化石墨的的效果。
[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，使得鐵液在充型過程中的氣體可順利經涂層及型砂而排除型外，從而減小型腔內的氣壓，使鐵液流通順暢無阻，解決了傳統方法鑄造大型發(fā)動機缸體鑄件時由于透氣性差所帶來的鑄件缺陷問題。
【具體實施方式】
[0025]所述澆注成型采用以下步驟:
[0026]B、將原料放入熔煉爐內進行熔煉；
[0027]B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預處理劑進行處理；
[0028]C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進行充分攪拌；
[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，所述孕育劑采用復合孕育劑，所述復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，預處理劑的量按鐵液重量計為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，，達到500?530°C后進行保溫，保溫時間為3?4小時，保溫結束后隨爐冷卻至120°C，冷卻速度(50 0C /h。
[0036]所述砂型包括鑄件腔、冒口系統和澆注系統，所述澆注系統包括出氣口、上直澆道、下直澆道、彎形內澆道、橫澆道和矩形內澆道，矩形內澆道設置在鑄件腔底側面，彎形內澆道設置在鑄件中部，所述矩形內澆道和彎形內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]所述澆注系統還包括過濾裝置，所述過濾裝置設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，所述彎形內澆道和矩形內澆道的截面積之和為Σ內，所述過濾裝置的截面積為Σ過，以Σ直為基準，Σ直:Σ橫:Σ內:Σ過=1:1?2:1?2:8?9。
[0038]出氣口的總的橫截面積>彎形內澆道和矩形內澆道總的橫截面積之和；所述冒口系統包括明頂冒口和溢流冒口，明頂冒口設置在鑄件腔頂部的厚大部位處，溢流冒口設置在鑄件腔側面并靠近鑄件腔頂部。
【主權項】
1.發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進行澆注成型，最后對鑄件進行熱處理，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進行熔煉；B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預處理劑進行處理；C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑，并進行充分攪拌；D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。2.如權利要求1所述的發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法，其特征在于，在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復合孕育劑，所述復合孕育劑為含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。3.如權利要求2所述的發(fā)動機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_，孕育時間占出鐵量的70%以上。4.如權利要求1所述的發(fā)動機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預處理劑的量按鐵液重量計為0.2?0.8%。5.如權利要求1所述的發(fā)動機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)動機缸體鑄件的鑄造方法。本發(fā)明提供了一種提高鑄件的強度和韌性的發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進行澆注成型，最后對鑄件進行熱處理，所述澆注成型采用以下步驟：A、將原料放入熔煉爐內進行熔煉；B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預處理劑進行處理；C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進行充分攪拌；D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。與傳統鑄造法相比則是在鐵液的孕育處理之前增加了一預處理工序，預處理劑最大的特點是其中所含元素Be能阻礙基體晶粒的長大，可有效增加石墨數量，細化石墨，并形成穩(wěn)定的形核質點，從而為提高鑄件的強度和韌性做好準備。
【IPC分類】B22C3/00, C22C33/08, B22C9/08, B22C9/02
【公開號】CN105710291
【申請?zhí)枴緾N201410737563
【發(fā)明人】秦海鵬
【申請人】青島泰威機床有限公司