專利名稱：一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法
技術領域：
本發明涉及新型鑄造材料應用技術領域，尤其涉及一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法。
1975年以前，大多數汽車發動機的排氣岐管是在≤500℃溫度下工作的，因此制造排氣岐管的材質大多是低合金灰鐵。近25年來，由于防止廢氣污染和提高發動機效率的需要，發動機排氣溫度不斷提高，使對材料的抗氧化和抗高溫疲勞的要求逐步提高。蠕墨鑄鐵及鐵素體球墨鑄鐵開始應用于排氣岐管，其工作溫度可提高到650℃和760℃。但汽車發動機的發展意味著發動機燃燒溫度更高，尤其是采用渦輪增壓技術以后，如福特汽車公司要求排氣岐管的溫度超過760℃，克萊斯勒2.2升渦輪增壓發動機排氣岐管壁溫在2400循環持久動力實驗中超過了816℃。
1984年在美國克萊斯勒的Laser上出現了第一根硅(Si)鉬(Mo)耐熱球鐵排氣管，這種鑄鐵是為滿足在高溫下運行的高強度材質需要而開發的，九十年代以來大部分美國汽車的排氣管都采用了硅鉬球鐵，歐州德國大眾和奧迪公司則采用了硅鉬蠕墨鑄鐵排氣管。
硅鉬蠕鐵(球鐵)由于含有4~5％的硅和0.5~0.1％的鉬，保證了高溫下的抗氧化性，提高了高溫下的屈服強度和抗蠕變能力，蠕蟲狀石墨及鐵素體基體保證了好的導熱性和抗熱沖擊能力，因而能在870℃以下工作。但這種材料收縮傾向大，流動性差，鑄造工藝性差，對薄壁且壁厚不均勻的排氣管生產工藝和控制上難度很大。
目前，北美和歐州的汽車廠商生產的耐熱球鐵(蠕鐵)排氣管均采用傳統的水平分型鑄造生產線和傾轉式澆包澆注方式，這種制造方法對材料的蠕化控制范圍狹窄，對設備的精度及操作要求都很高，如果控制不好，容易導致生產不穩定、廢品率高的情況發生。
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種操作簡單、易于控制、廢品率低的耐熱蠕墨鑄鐵排氣管的制造方法。
本發明的目的可以通過以下方式來實現一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法，其特點是，包括以下工藝步驟1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進行配料C 3.0～3.6％Si 3.9～4.3％Mn ≤0.3％P ≤0.07％S ≤0.02％Ti ≤0.20％Mo 0.4～0.7％Ni ≤0.60％Fe 其余并加入感應電爐熔化，出爐鐵水溫度1510°～1560℃，作為蠕化處理前的原鐵水；2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉動叉車運送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內；3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動線以每小時230～280型的速度連續制造排氣岐管砂型并將它們推送至氣壓澆注爐下；4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動氣壓控制壓至澆注槽內并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型；5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機以3～4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進行蠕化處理；6)澆注時按DISA造型線的生產節拍合理調整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測鐵水蠕化情況；7)通過工業電視和計算機自動控制的塞桿系統，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為140～150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg5.5～6.5％Si44～48％Ca1～2％Al1～1.2％Re0.6～1.0％Fe其余粒度為0.5～1.5mm。
與現有的蠕墨鑄鐵制造技術相比，本發明采用DISA垂直造型鑄造生產線和自動氣壓澆注爐大批量生產條件下采用“槽內喂線法”進行蠕化處理，從根本上解決了材料蠕化控制范圍狹窄，難以組織穩定生產的問題，完全避免了蠕化衰退現象。本發明的蠕化劑采用以鎂為主的低鎂低稀土合金以及加入鐵水中的鈦共同作用，使它既能滿足排氣岐管薄壁處蠕化率≥50％的要求，又同時滿足了厚壁處機械性能合格的要求。本發明操作簡單，過程易于控制，產品合格率高。
圖1為本發明的工藝流程圖。
下面結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步詳細說明實施例1本實施例采用槽內喂線法在DISA造型線高速造型，并在氣壓澆注爐自動澆注鐵水的條件下穩定地生產出高質量要求的轎車耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管產品。具體制造工藝步驟如下1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進行配料C3.6％Si 4.3％Mn 0.3％P0.07％S0.02％Ti 0.20％
Mo 0.7％Ni 0.60％Fe 其余并加入感應電爐熔化，出爐鐵水溫度1560℃，作為蠕化處理前的原鐵水。
2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉動叉車運送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內。
3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動線以每小時280型的速度將排氣岐管砂型連續制造并推送至氣壓澆注爐下。
4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動氣壓控制壓至澆注槽內并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型。
5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機以4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進行蠕化處理。所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 6.5％Si 48％Ca 2％Al 1.2％Re 1.0％Fe 其余粒度為1.5mm。
6)澆注時按DISA造型線的生產節拍合理調整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測鐵水蠕化情況。
7)通過工業電視和計算機自動控制的塞桿系統，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
實施例2本實施例采用槽內喂線法在DISA造型線高速造型，并在氣壓澆注爐自動澆注鐵水的條件下穩定地生產出高質量要求的轎車耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管產品。具體制造工藝步驟如下
1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進行配料C 3.0％Si 3.9％Mn 0.1％P 0.02％S 0.01％Ti 0.10％Mo 0.4％Ni 0.20％Fe 其余并加入感應電爐熔化，出爐鐵水溫度1510°℃，作為蠕化處理前的原鐵水。
2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉動叉車運送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內。
3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動線以每小時230型的速度將排氣岐管砂型連續制造并推送至氣壓澆注爐下。
4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動氣壓控制壓至澆注槽內并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型。
5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機以3米/分的速度送入澆注槽鐵水中進行蠕化處理。所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為140克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 5.5％Si 44％Ca 1％Al 1％Re 0.6％Fe 其余粒度為0.5mm。
6)澆注時按DISA造型線的生產節拍合理調整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測鐵水蠕化情況。
7)通過工業電視和計算機自動控制的塞桿系統，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
實施例3本實施例采用槽內喂線法在DISA造型線高速造型，并在氣壓澆注爐自動澆注鐵水的條件下穩定地生產出高質量要求的轎車耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管產品。具體制造工藝步驟如下1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進行配料C 3.3％Si 4.1％Mn 0.2％P 0.05％S 0.02％Ti 0.15％Mo 0.6％Ni 0.40％Fe 其余并加入感應電爐熔化，出爐鐵水溫度1530°℃，作為蠕化處理前的原鐵水。
2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉動叉車運送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內。
3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動線以每小時250型的速度將排氣岐管砂型連續制造并推送至氣壓澆注爐下。
4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動氣壓控制壓至澆注槽內并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型。
5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機以3～4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進行蠕化處理。所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為145克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 6.0％Si 46％Ca 1.5％Al 1.1％Re 0.8％Fe 其余粒度為1mm。
6)澆注時按DISA造型線的生產節拍合理調整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測鐵水蠕化情況。
7)通過工業電視和計算機自動控制的塞桿系統，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
權利要求
1.一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法，其特征在于，包括以下工藝步驟1)將生鐵、廢鋼、回爐料以及鐵合金作為金屬爐料按以下重量成份進行配料C 3.0～3.6％Si 3.9～4.3％Mn ≤0.3％P ≤0.07％S ≤0.02％Ti ≤0.20％Mo 0.4～0.7％Ni ≤0.60％Fe 其余并加入感應電爐熔化，出爐鐵水溫度1510°～1560℃，作為蠕化處理前的原鐵水；2)將符合以上要求的原鐵水定量倒入1.5噸鐵水包，通過轉動叉車運送到5噸容量的氣壓保溫澆注爐處，經人工扒渣后，倒入該氣壓保溫澆注爐內；3)迪砂(DISA)垂直擠壓造型自動線以每小時230～280型的速度連續制造排氣岐管砂型并將它們推送至氣壓澆注爐下；4)將氣壓保溫澆注爐中的鐵水通過自動氣壓控制壓至澆注槽內并通過澆注槽末端的塞桿孔，澆入砂型；5)在鐵水壓入澆注槽后，將蠕化合金線通過喂線機以3～4米/分的速度送入澆注槽鐵水中進行蠕化處理；6)澆注時按DISA造型線的生產節拍合理調整喂線速度，并定期扒渣，通過快速金相分析定期檢測鐵水蠕化情況；7)通過工業電視和計算機自動控制的塞桿系統，使通過合金線蠕化后的鐵水澆入砂型，經冷卻開箱后得到排氣岐管鑄件。
2.根據權利要求1所述的耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法，其特征在于，所述的蠕化合金線是由0.25×41.5mm鋼帶通過包線機將3#蠕化合金包成直徑為9mm的合金包芯線，每米合金線中包含3#蠕化合金量為140～150克，所述的3#蠕化合金重量成份是Mg 5.5～6.5％Si 44～48％Ca 1～2％Al 1～1.2％Re 0.6～1.0％Fe 其余粒度為0.5～1.5mm。
全文摘要
本發明涉及一種耐熱蠕墨鑄鐵排氣岐管的制造方法,包括配料、熔煉、澆鑄、落砂等工藝步驟,其特點是采用了槽內喂線法蠕化處理工藝。與現有技術相比,本發明具有操作簡單、過程易于控制、產品合格率高等優點。
文檔編號C22C37/00GK1350068SQ00125760
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月24日 優先權日2000年10月24日
發明者潘振華, 金永錫, 林宗仕, 朱振華 申請人:上海圣德曼鑄造有限公司