專利名稱：蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法。
背景技術：
汽缸蓋是連體鑄件，結構復雜，壁厚不均勻，在工作時受到高壓和反復熱負荷作用，常出現開裂和滲漏問題，之前汽缸蓋多采用灰鑄鐵材質鑄造，由于灰鑄鐵性能有限，目前正被蠕墨鑄鐵所代替，蠕墨鑄鐵是出現在20世紀60年代的ー種新型鑄鐵材料，制造方法是在鐵水中加入蠕化劑和孕育劑進行蠕化和孕育處理而得，蠕墨鑄鐵能在高溫、高壓及潤滑不良的惡劣條件下具有良好的強度、導熱性、耐磨性、耐蝕性和耐熱疲勞性，這些性能都能很好的滿足汽缸蓋的工作要求，但是由于目前采用蠕墨鑄鐵制造結構復雜的汽缸蓋吋， 對鐵水控制要求高，在制造過程中往往對蠕蟲形態以及蠕化率控制不好，會出現過蠕化或欠蠕化而使汽缸蓋的性能達不到要求的情況，導致蠕墨鑄鐵汽缸蓋合格率降低，増加了生產成本。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能很好地控制制造過程中的蠕蟲形態和蠕化率，提高產品合格率，減少生產成本的的蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法。本發明所采取的技術方案是包括以下步驟
1)原料配比原料按以下重量百分比混合回爐料為759^85%，廢鋼159^25%，回爐料是指廢的球墨鑄鐵、開箱后從鑄件清理的球墨鑄鐵的澆注系統、冒ロ，廢鋼使用普通的碳素非合金鋼；
2)熔煉沖天爐熔煉步驟I)的混合原料，控制出爐鐵水溫度大于1500°C；
3)脫硫將出爐鐵水進行爐外脫硫處理，脫硫后鐵水中硫的重量百分比為 0. 0089T0. 02%，采用含CaO的復合脫硫劑，加入量為鐵水重量的I. 30%-1. 45% ；
4)精煉調整成分將鐵水在電爐中升溫，使鐵水溫度控制在1450°C 1470°C，精煉2 個小時；成分要求范圍碳3. 70%-3. 80%,硅I. 50%-1. 60%,錳彡0. 30%,磷彡0. 50%,硫 0. 008%-0. 02% ；
5)將鐵水包的底部用堤壩分成兩個區域，鐵水包內放置兩種添加剤，一種是蠕化劑， 另ー種是蠕化劑伴侶，蠕化劑和蠕化劑伴侶分別放置在兩個區域內，且不用覆蓋，蠕化劑中各成分重量百分比如下表，蠕化劑的加入量和鐵水中硫的重量百分含量對應關系為 R%=0. 457+25. 7S%，R%—螺化劑加入量占鐵水重量百分比，S%—原鐵水中硫含量；
REMgCaSiZn+MgAlFe13—18—2^340~423~42^3余量
6)采用沖入法對鐵水進行蠕化處理將步驟4)的鐵水倒入鐵水包內放置蠕化劑伴侶的區域，使鐵水首先和蠕化伴侶混合；
7)待鐵水漫堤和蠕化劑混合引爆后，使用粒度為3 8mm孕育劑75SiFe進行隨流孕育， 孕育劑的加入量為鐵水重量的0. 209T0. 30% ；8)蠕化處理結束后，拔除鐵水表面的渣子，然后在鐵水表面撒上鐵水重量的0.19T0. 2% 的75SiFe孕育劑，并且用石墨棒在鐵水表面攪拌均勻后，撒上聚渣劑；
9)澆注前先用步驟8)的鐵水澆注三角試片，根據敲斷三角試片的斷ロ形貌，判斷是否可以開始澆注，澆注時，覆蓋在鐵水表面的聚渣劑層不許拔除，以防回硫，澆注溫度控制在 13500C 1370°C，澆注時不做隨流孕育，蠕化處理結束到澆注完畢的時間控制在IOmin之內。采用本蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法，由于原料含硫量低、成分波動小，蠕化劑和蠕化劑伴侶的配合使用以及使用量根據原鐵水中硫的含量來控制，能夠使鐵水很好的蠕化， 加上各步驟中對溫度的良好控制，能夠較好地控制蠕墨鑄鐵中蠕蟲狀石墨的數量，即所說的蠕化率，避免因為硫含量的波動對蠕化率的影響，使蠕化率保持在合理的范圍，減少因蠕化率不合格造成鑄件報廢，減少成本；另ー方面能夠在鑄造過程中對中蠕蟲狀石墨的形態進行控制，使得蠕蟲狀石墨短厚，長寬比小，進而可以調整蠕墨鑄鐵的機械性能，滿足汽缸蓋的性能要求。
具體實施例方式以下通過實施例對本發明進行詳細說明。實施例一
本例采用RuT300蠕墨鑄鐵制造汽缸蓋，鑄件最厚處為65mm，最薄處10mm，單件鑄件 167kg，樹脂砂生產，基體組織鐵素體，步驟如下
I)原料配比原料按以下重量百分比混合回爐料900Kg，廢鋼300Kg，回爐料是指廢的球墨鑄鐵、開箱后從鑄件清理的球墨鑄鐵的澆注系統、冒ロ，廢鋼使用普通的碳素非合金鋼。2)熔煉沖天爐熔煉步驟I)的混合原料，控制出爐鐵水溫度1505°C，鐵水重量為 2400Kg。3)脫硫將出爐鐵水進行爐外脫硫處理，脫硫后鐵水中硫的重量百分比為 0. 008%,脫硫處理采用氣動攪拌法，脫硫劑采用CaO復合脫硫劑，加入量為31. 2Kg，氣動攪拌脫硫法是指在鐵水中添加脫硫劑，使用氮氣，通過多孔塞充入鐵水包，讓鐵水和脫硫劑充分混合，并發生反應來降低鐵水中的硫。4)精煉調整成分將脫硫后的鐵水在電爐中升溫，待鐵水溫度升至1370°C取樣， 成分光譜分析如下碳3. 75%，硅1. 60%,錳0. 20%,磷0. 040%,硫0. 010%,繼續升溫至 1450°C，時間2個小時。5)將鐵水包的底部用堤壩分成兩個區域，鐵水包內放置兩種添加剤，一種是蠕化劑，另ー種是蠕化劑伴侶，蠕化劑伴侶是ー種含有氧化鈣的添加剤，蠕化劑和蠕化劑伴侶分別放置在兩個區域內，且不用覆蓋，蠕化劑中各成分重量百分比如下表，蠕化劑的加入量 16. 8Kg，蠕化劑伴侶3Kg。
REMgCaSiZn+MgAlFe13—18—2^340~423~42^3余量6)采用沖入法對鐵水進行蠕化處理將步驟4)的鐵水倒入鐵水包內放置蠕化劑伴侶的區域，使鐵水首先和蠕化伴侶混合；
7)待鐵水漫堤和蠕化劑混合，使蠕化劑爆發也就是鐵水翻騰并伴有白煙時，使用粒為3 8mm的孕育劑75SiFe進行隨流孕育，孕育劑的加入量4. 8 Kgo8)當鐵水停止翻騰即蠕化處理結束后，拔除鐵水表面的渣子，然后在鐵水表面撒上2. 4 Kg的75SiFe孕育劑，并且用石墨棒在鐵水表面攪拌均勻后，撒上聚渣劑，聚渣劑采用日本產的含有火山灰的添加剤。9)澆注前先用步驟7)的鐵水澆注三角試片，根據敲斷三角試片的斷ロ形貌，判斷是否可以開始澆注，澆注時，覆蓋在鐵水表面的聚渣劑層不許拔除，以防回硫，澆注溫度控制在1350°C 1370°C，澆注時不做隨流孕育，蠕化處理結束到澆注完畢的時間控制在IOmin 之內。下面是此爐鑄件外澆試塊(Y25mm)機械性能和蠕化率檢測結果
試塊名稱抗拉強度Rm(MPa)延伸率A%硬度HB蠕化率Y25外澆試塊3356. 316085%
實施例ニ
本例生產的鑄件同實施例一，制造步驟如下
I)原料配比原料按以下重量百分比混合回爐料為920Kg，廢鋼280Kg，回爐料是指廢的球墨鑄鐵、開箱后從鑄件清理的球墨鑄鐵的澆注系統、冒ロ，廢鋼使用普通的碳素非合金鋼。2)熔煉沖天爐熔煉步驟I)的混合原料，控制出爐鐵水溫度1510°C，鐵水重量為 2400Kg。3)脫硫將出爐鐵水進行爐外脫硫處理，脫硫后鐵水中硫的重量百分比為 0. 016%，脫硫處理采用氣動攪拌法，脫硫劑采用CaO符合脫硫劑，加入量33. 6Kg，氣動脫硫法是指在鐵水中添加脫硫劑，使用氮氣，通過多孔塞充入鐵水包，讓鐵水和脫硫劑充分混合,并發生反應來降低鐵水中的硫。4)精煉調整成分將脫硫后的鐵水在電爐中升溫，待鐵水溫度升至1350°C取樣， 成分光譜分析如下碳3. 80%,硅1. 50%,錳0. 13%，磷0. 028%,硫0. 016%，繼續升溫至 1460°C，時間2個小時。5)將鐵水包的底部用堤壩分成兩個區域，鐵水包內放置兩種添加剤，一種是蠕化劑，另ー種是蠕化劑伴侶，蠕化劑伴侶是ー種含有氧化鈣的添加剤，蠕化劑和蠕化劑伴侶分別放置在兩個區域內，且不用覆蓋，蠕化劑中各成分重量百分比如下表，蠕化劑的加入量 21.6Kg，蠕化劑伴侶3Kg。
REMgCaSiZn+MgAlFe13—18—2-340-423-42-3余量6)采用沖入法對鐵水進行蠕化處理將步驟4)的鐵水倒入鐵水包內放置蠕化劑伴侶的區域，使鐵水首先和蠕化伴侶混合；
7)待鐵水漫堤和蠕化劑混合，使蠕化劑爆發后，也就是鐵水翻騰并伴有白煙時，使用粒度為3 8mm的孕育劑75SiFe進行隨流孕育，孕育劑的加入量7. 2 Kgo8)當鐵水停止翻騰即蠕化處理結束后，拔除鐵水表面的渣子，然后在鐵水表面撒上4. 8 Kg的75SiFe孕育劑，并且用石墨棒在鐵水表面攪拌均勻后，撒上聚渣劑，聚渣劑采用日本產的含有火山灰的添加剤。9)澆注前先用步驟7)的鐵水澆注三角試片，根據敲斷三角試片的斷ロ形貌，判斷是否可以開始澆注，澆注時，覆蓋在鐵水表面的聚渣劑層不許拔除，以防回硫，澆注溫度控制在135(Tl370°C，澆注時不做隨流孕育，蠕化處理結束到澆注完畢的時間控制在IOmin之內。下面是此爐鑄件外澆試塊(Y25mm)機械性能和蠕化率檢測結果
權利要求
1.一種蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法，其特征在于包括以下步驟1)原料配比原料按以下重量百分比混合回爐料為759^85%，廢鋼159^25%；2)熔煉沖天爐熔煉步驟I)的混合原料，控制出爐鐵水溫度大于1500°C；3)脫硫將出爐鐵水進行爐外脫硫處理，使脫硫后鐵水中硫的重量百分比為 0. 008% 0. 02% ；4)精煉調整成分將脫硫后的鐵水在電爐中升溫，使鐵水溫度控制在1450°C 1470°C， 精煉2個小時，各成分含量如下碳3. 70%-3. 80%,硅I. 50%-1. 60%,錳彡0. 30%,磷 く 0. 50%，硫:0. 008%-0. 012% ；5)將鐵水包的底部用堤壩分成兩個區域，鐵水包內放置兩種添加剤，一種是蠕化劑， 另ー種是蠕化劑伴侶，蠕化劑和蠕化劑伴侶分別放置在兩個區域內，且不用覆蓋，蠕化劑中各成分重量百分比如下表，蠕化劑的加入量和鐵水中硫的重量百分含量對應關系為 R%=0. 457+25. 7S%，R%—螺化劑加入量占鐵水重量百分比，S%—鐵水中硫含量；REMgCaSiZn+MgAlFe13—18—2^340~423~42^3余量6)采用沖入法對鐵水進行蠕化處理將步驟4)的鐵水倒入鐵水包內放置蠕化劑伴侶的區域，使鐵水首先和蠕化伴侶混合；7)待鐵水漫堤和蠕化劑混合引爆后，使用孕育劑進行隨流孕育，孕育劑的加入量為鐵水重量的0. 20% 0. 30% ；8)蠕化處理結束后，拔除鐵水表面的渣子，然后在鐵水表面撒上鐵水重量的0.19T0. 2% 的孕育劑，并且用石墨棒在鐵水表面攪拌均勻后，撒上聚渣劑；9)澆注前先用步驟8)的鐵水澆注三角試片，根據敲斷三角試片的斷ロ形貌，判斷是否可以開始澆注，澆注時，覆蓋在鐵水表面的聚渣劑層不許拔除，以防回硫，澆注溫度控制在1350°C 1370°C，澆注時不做隨流孕育，蠕化處理結束到澆注完畢的時間控制在IOmin之內。
2.根據權利要求I所述的蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法，其特征在于所述步驟I)的回爐料是指廢的球墨鑄鐵、開箱后從鑄件清理的球墨鑄鐵的澆注系統、冒ロ。
3.根據權利要求I所述的蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法，其特征在于所述步驟7)的孕育劑為75SiFe，孕育劑的粒度為:T8mm。
4.根據權利要求I所述的蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法，其特征在于步驟3)所述的脫硫劑為含有CaO的脫硫劑，加入量為鐵水重量的I. 309T1. 45%。
全文摘要
本發明涉及一種蠕墨鑄鐵汽缸蓋的制造方法，原料配比為回爐料為75%~85%，廢鋼15%~25%，熔煉后爐外脫硫，熔煉溫度控制大于1500℃，脫硫后鐵水中硫的重量百分比為0.008%~0.02%，精煉后各成分如下，碳3.70%-3.80%，硅1.50%-1.60%，錳≤0.30%，磷≤0.50%，硫0.008%-0.012%；本發明能夠使鐵水很好的蠕化，控制蠕化率在合適的范圍內，避免因為硫含量的波動對蠕化率的影響，減少因蠕化率不合格造成鑄件報廢，減少成本；還能較好的控制蠕蟲形狀，進而可以調整蠕墨鑄鐵的機械性能，滿足汽缸蓋的性能要求。
文檔編號C22C37/10GK102605134SQ20121010580
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者傅明康, 劉建東, 宋賢發, 陳建軍 申請人:日月重工股份有限公司