一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料，按質量百分數計，所述材料的組分為，碳，2.2%～2.8%；硅，2.0%～2.5%；錳，0.8%～1.5%；鉻，1.0%～1.5%；鎳，13%～15.5%；銅，5%～7%；磷，≤0.06%；硫，≤0.05%，鉛，≤0.005%；錫，≤0.05%；鋅，≤0.05%；砷，≤0.05%；余量為鐵。這種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料，與現有的耐磨鑲圈鑄鐵材料相比，耐磨性更好，硬度更穩定，加工性能更好，熱膨脹系數、延伸率和抗拉強度的范圍更趨于合理，大大提高了使用效果。
【專利說明】一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料
【技術領域】
[0001 ] 本發明提供了一種鑄鐵材料，尤其是一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵合金材料。
【背景技術】
[0002]活塞是影響發動機使用壽命的一個主要零部件，它長時間處于高度機械負荷和熱負荷下工作，其第一道、第二道環槽又是活塞結果的薄弱環節，易發生磨損變形而縮短發動機的維修里程和使用壽命。因此在活塞的第一道、第二道環槽區使用耐腐蝕耐高溫的奧氏體鑄鐵環加以解決，這種鑄鐵環又叫鋁活塞耐磨鑲環。它的工作環境要求這種材料要具有較好的耐磨性，熱膨脹系數與活塞鋁合金本體相近，與活塞鋁合金具有較好的粘合性。目前的鑄鐵合金材料難以完全滿足上述要求，使用效果較差。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料，以提高其使用效果。
[0004]本發明是這樣實現的，一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料，其特征在于，按質量百分數計，所述材料的組分為，碳，2.2%~2.8 % ;硅，2.0%~2.5% ;錳，0.8%~1.5% ;鉻，1.0% ~1.5% ;鎳，13% ~15.5% ;銅，5% ~7% ;磷，(0.06% ;硫，(0.05%,鉛，(0.005% ;錫，(0.05% ;鋅，(0.05% ;砷，(0.05% ;余量為鐵。
[0005]這種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料，與現有的耐磨鑲圈鑄鐵材料相比，耐磨性更好，硬度更穩定，加工性能更好，熱膨脹系數、延伸率和抗拉強度的范圍更趨于合理，大大提高了使用效果。
【具體實施方式】
[0006]下面進一步說明本發明。
[0007]用于制造鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料的生產方法是:將生鐵、回爐料、廢鋼、電解錳、電解鎳、硅鐵、鉻鐵、電解銅及增碳劑按耐磨鑲圈鑄鐵材料元素的成分含量要求進行爐前配料，采用中頻電爐進行熔煉，按順序依次加入各種熔煉材料，將其熔煉至1400—1550°C，然后對耐磨鑲圈熔液的化學成分進行化驗，并根據化驗結果調整各原材料的用量。化學成分檢測結果符合材料成分要求后，開始利用熔液進行鑄造，在鑄造前向熔液內加入孕育劑。加入孕育劑后，鑄鐵成分中硅的含量雖略有升高，但應仍然控制在成分含量要求內，對其它成分無影響。將添加了孕育劑的熔液澆注到高速旋轉的鑄造模具中，進行離心鑄造，鑄造出耐磨鑲圈的毛坯，對毛坯的金相等物理性能進行檢測，檢測合格后，耐磨鑲圈毛坯經過一系列的加工工藝流程，將其加工成耐磨鑲圈成品。
[0008]本發明之鑄鐵合金的基體組織為奧氏體組織，含有2 —10%的均勻分布的細小合金碳化物。其金相組織中，石墨主要為A型、B型及少量D型、E型，D型、E型石墨的總量不超過40%。這些指標可以通過控制金屬熔液的孕育時間、孕育劑的加入量以及控制冷卻速度等來實現。這對于本【技術領域】的技術人員來說是顯而易見的，不再詳述。
[0009]硫、磷等成分是合金生產過程中不可避免的雜質，其含量越少越好。
[0010]將本發明之鑄鐵材料制成的耐磨鑲圈鑲鑄在鋁活塞上的方法為:先分別預熱活塞毛坯模具和鑲圈，再將耐磨鑲圈浸入熔池的鋁合金熔液中進行滲鋁，然后將耐磨鑲圈放嵌進模具耐磨鑲圈的位置，向模具內澆注鋁液，然后進行壓鑄成型，制成鑲鑄有耐磨鑲圈的活塞毛坯。
[0011]實踐應用表明，本發明之鑄鐵材料制成的耐磨鑲圈與鋁活塞本體的粘結質量符合相關技術標準。
[0012]表1是本發明之鑄鐵材料制成的耐磨鑲圈(簡稱鎳基鑲圈)與現有標準(JB/T9762)中的鎳基奧氏體鑄鐵合金鑲圈(簡稱標準鑲圈)的主要合金成分的對比(按質量百分數計且鐵均為余量)。
[0013]表1
【權利要求】
1.一種用于鋁活塞耐磨鑲圈的鑄鐵材料，其特征在于，按質量百分數計，所述材料的組分為，碳，2.2% ~2.8 % ;硅，2.0% ~2.5% ;錳，0.8% ~1.5% ;鉻，1.0% ~1.5% ;鎳，13% ~15.5% ;銅，5% ~7% ;磷，≤ 0.06% ;硫，≤ 0.05%,鉛，≤ 0.005% ;錫，≤ 0.05% ;鋅，≤ 0.05% ；砷，≤0.05%;余量為鐵。
【文檔編號】F02F5/00GK104164608SQ201310184135
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月19日 優先權日:2013年5月19日
【發明者】王如云 申請人:濱州亞泰雅德動力配件有限公司