一種螺旋槽鑄入式氣缸套及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣缸套技術領域，具體涉及一種節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套及其制備方法。
【背景技術】
[0002]氣缸套是發動機的關鍵零件之一，氣缸套磨損后會導致柴油機啟動困難，氣缸內柴油燃燒不良，排氣冒黑煙，污染環境。傳統螺旋槽鑄入式氣缸套切削性能較差，壓鑄后與缸體的結合強度較低，容易分層開裂，因此，急需開發一種可加工性、尺寸穩定性及減磨性好的螺旋槽鑄入式氣缸套。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套及其制備方法。
[0004]基于上述目的，本發明采取了如下技術方案:
一種螺旋槽鑄入式氣缸套，所述氣缸套的化學組成按如下重量百分比計:碳(C): 2.8?3.5%，硅(Si):1.2-2.1%，磷(P):0.2-0.5%，硫(S):0.06?0.12%，錳(Μη):0.3-0.7%，銅(Cu):0.3~0.7%，鉻(0):0.2~0.5%，鉬(]?0):0.1~0.4%，錫(511):0.1~0.2%，0<釩(￥)<0.05%，余量為鐵(Fe)。
[0005]上述螺旋槽鑄入式氣缸套的制備方法，包括以下步驟:
(1)將原料按比例進行配料，用中頻感應電爐熔煉獲得鐵液，控制鐵液出爐溫度為1450°C~1500°C，澆鑄前對鐵液進行兩次孕育劑處理，第一次孕育處理使用75硅鐵孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.4%?0.8%，第二次孕育處理使用75硅鍶孕育劑，且加入量為鐵液質量的
0.1%?0.3%;
(2)用金屬型濕涂料離心鑄造工藝制備氣缸套鑄件，鐵液澆鑄溫度為1250°C~1350°C;
(3 )用高精度機床對步驟(2 )所得氣缸套鑄件進行內孔、外圓的切削加工，具體工藝流程依次經過粗切、鏜、鏜孔、精車，即得。
[0006]所得氣缸套的結構，包括筒狀的套體，套體的外表面沿圓周設有螺旋狀紋路，所述螺旋狀紋路的縱截面由若干個平行的曲面槽組成，所述曲面槽的槽底為圓弧面，且曲面槽槽底的寬度大于曲面槽槽口的寬度。
[0007]優選地，步驟(2)中涂料采用普通石英粉型濕涂料，離心機轉速1500?1700轉/分，鑄造模具預熱溫度為300°C~400°C，700°C~800°C出缸自然冷卻。
[0008]優選地，鏜孔工序采用高精度數控臥式鏜床，精車工序采用全自動數控車床，螺旋槽采用專用成型刀具一次車削完成。
[0009]本發明所述氣缸套的材料磨損面石墨呈片狀均勻分布，A型石墨170%，石墨等級4-7級，D+E型石墨< 10%;摩擦表面的基體組織以細片狀珠光體為主，游離鐵素體< 3%，碳化物< 3%，磷共晶< 8%;硬度94?104HRB，抗拉強度2 360MPa;壓鑄后與缸體的結合強度高，達到40MPa以上;其制備過程既降低了工人的勞動強度，又提高了加工精度、效率;具有尺寸穩定性高、減磨性好的優點，進一步可實現節能、輕量化。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明所述螺旋槽鑄入式氣缸套的結構示意圖；
圖2是實施例1所述螺旋槽鑄入式氣缸套材料的金相圖。
【具體實施方式】
[0011]以下通過優選實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不局限于此。
[0012]實施例1
一種節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套，其化學組成按如下重量百分比計(％):C:2.8，S1:1.2，P:0.2，S:0.06，Mn:0.3，Cu:0.3，Cr:0.2，Mo:0.1，Sn:0.1，V:0.05，余量為 Fe。
[0013]上述節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套的制備方法，包括以下步驟:
(1)將原料按比例進行配料，用中頻感應電爐熔煉獲得鐵液，控制鐵液出爐溫度為1450°C~1500°C，澆鑄前對鐵液進行兩次孕育劑處理，第一次孕育處理使用75硅鐵孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.4%，第二次孕育處理為75硅鍶孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.1%;
(2)用金屬型濕涂料離心鑄造工藝制備氣缸套鑄件，鐵液澆鑄溫度約為1300°C，涂料采用普通石英粉型濕涂料，離心機轉速1500轉/分，鑄造模具預熱溫度為300°C，約750°C出缸自然冷卻；
(3)用高精度機床對步驟(2)所得氣缸套鑄件依次進行粗切、鏜、鏜孔、精車，即獲得所述的氣缸套。
[0014]所得氣缸套的結構，如圖1所示，包括筒狀的套體1，套體1的外表面沿圓周設有螺旋狀紋路，所述螺旋狀紋路的縱截面由若干個平行的曲面槽2組成，所述曲面槽2的槽底為圓弧面，且曲面槽2槽底的寬度大于曲面槽2槽口的寬度。
[0015]所得氣缸套的金相圖如圖2所示，由圖2中(a)可以看出，材料磨損面石墨呈片狀均勻分布，A型石墨2 70%，石墨等級4-7級，D+E型石墨< 10%;圖2中(b)及(c)分別為放大100倍及500倍的金相圖，從中可以看出，摩擦表面的基體組織以細片狀珠光體為主，游離鐵素體< 3%，碳化物< 3%，磷共晶< 8%。
[0016]所得氣缸套的硬度94HRB，抗拉強度約為420MPa;壓鑄后與缸體的結合強度高，達到約50Mpa。
[0017]實施例2
一種節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套，其化學組成按如下重量百分比計(％):C:3,Si:1.6，P:0.35，S:0.1，Mn:0.5，Cu:0.5，Cr:0.35，Mo:0.2，Sn:0.15，V:0.03，余量為 Fe。
[0018]上述節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套的制備方法，包括以下步驟:
(1)將原料按比例進行配料，用中頻感應電爐熔煉獲得鐵液，控制鐵液出爐溫度為1450°C~1500°C，澆鑄前對鐵液進行兩次孕育劑處理，第一次孕育處理使用75硅鐵孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.6%，第二次孕育處理使用75硅鍶孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.2%;
(2)用金屬型濕涂料離心鑄造工藝制備氣缸套鑄件，鐵液澆鑄溫度約為1300°C，涂料采用普通石英粉型濕涂料，離心機轉速1600轉/分，鑄造模具預熱溫度約為400°C，約750°C出缸自然冷卻；
(3)用高精度機床對步驟(2)所得氣缸套鑄件依次進行粗切、鏜、鏜孔、精車，即獲得所述的氣缸套。
[0019]所得氣缸套的硬度98HRB，抗拉強度約400MPa;壓鑄后與缸體的結合強度高，達到約53MPa。
[0020]實施例3
一種節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套，其化學組成按如下重量百分比計(％):C:3.5，51:2.1，卩:0.5，5:0.12，]?11:0.7，01:0.7，0:0.5，]\10:0.4，511:0.2，￥:0.15，余量為卩6。
[0021]上述節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套的制備方法，包括以下步驟:
(1)將原料按比例進行配料，用中頻感應電爐熔煉獲得鐵液，控制鐵液出爐溫度為1450°C~1500°C，澆鑄前對鐵液進行兩次孕育劑處理，第一次孕育處理使用75硅鐵孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.8%，第二次孕育處理使用75硅鍶孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.3%;
(2)用金屬型濕涂料離心鑄造工藝制備氣缸套鑄件，鐵液澆鑄溫度約為1300°C，涂料采用普通石英粉型濕涂料，離心機轉速1700轉/分，鑄造模具預熱溫度為400°C，約750°C出缸自然冷卻；
(3)用高精度機床對步驟(2)所得氣缸套鑄件依次進行粗切、鏜、鏜孔、精車，即獲得所述的氣缸套。
[0022 ] 所得氣缸套的硬度104HRB，抗拉強度約360MPa;壓鑄后與缸體的結合強度高，達到約45MPa。
【主權項】
1.一種螺旋槽鑄入式氣缸套，其特征在于，所述氣缸套的化學組成按如下重量百分比計:碳:2.8?3.5%，硅:1.2-2.1%，磷:0.2?0.5%，硫:0.06-0.12%，錳:0.3-0.7%，銅:0.3?0.7%，絡:0.2?0.5%，鉬:0.1-0.4%，錫:0.1-0.2%，0<釩 < 0.05%，余量為鐵。2.權利要求1所述螺旋槽鑄入式氣缸套的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將原料按比例進行配料，用中頻感應電爐熔煉獲得鐵液，控制鐵液出爐溫度為1450°C~1500°C，澆鑄前對鐵液進行兩次孕育劑處理，第一次孕育處理使用75硅鐵孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.4%?0.8%，第二次孕育處理使用75硅鍶孕育劑，且加入量為鐵液質量的0.1%~0.3%； (2)用金屬型濕涂料離心鑄造工藝制備氣缸套鑄件，鐵液澆鑄溫度為1250°C~1350°C; (3)對步驟(2)所得氣缸套鑄件進行內孔、外圓的切削加工，即得。3.根據權利要求2所述的螺旋槽鑄入式氣缸套的制備方法，其特征在于:步驟(2)中涂料采用普通石英粉型濕涂料，離心機轉速1500?1700轉/分，鑄造模具預熱溫度為300°0400°C，700°0800°C出缸自然冷卻。
【專利摘要】本發明屬于氣缸套技術領域，具體涉及一種節能輕量化螺旋槽鑄入式氣缸套及其制備方法，所述氣缸套的化學組成按如下重量百分比計：碳：2.8~3.5%，硅：1.2-2.1%，磷：0.2~0.5%，硫：0.06~0.12%，錳：0.3~0.7%，銅：0.3~0.7%，鉻：0.2~0.5%，鉬：0.1~0.4%，錫：0.1~0.2%，0＜釩≤0.05%，余量為鐵。本發明所述氣缸套經過熔煉、鑄造及機加工，其材料磨損面石墨呈片狀均勻分布，摩擦表面的基體組織以細片狀珠光體為主，硬度94~104HRB，抗拉強度≥360MPa；壓鑄后與缸體的結合強度高，達到40MPa以上。
【IPC分類】C22C38/18, B22D13/00, C22C38/16, C22C38/02, B23P15/00, C22C38/60, C22C33/04, C22C38/12, C22C38/04
【公開號】CN105441831
【申請號】CN201510826897
【發明人】周廣輝, 曾應鴿, 付君義, 賀紹府
【申請人】中原內配集團股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月25日