[发明专利]一种用于船用柴油机链轮的铸钢材料及熔炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及船用柴油机，特别是涉及到船用柴油机上的链轮的制作材料和铸造方法。

背景技术

在船用柴油机（也称为主机）上，链轮的结构如图1和图2所示，其直径近两米，重量达到6000kg，因为体型庞大，造成铸造中难以把握，容易出现铸造缺陷。上述铸钢链轮，用于带动船用低速柴油机凸轮轴传动。链轮是柴油机极为重要的运动零件，关系到柴油机的可靠运行。它将柴油机曲轴的部分能量通过链条带动传递给凸轮轴，从而驱动凸轮运动。链轮工作时需要承受着周期性的交变应力、振动大、有酸类介质的腐蚀。同时承受着与链条激烈摩擦的恶劣工作条件下，因此选材要恰当、材质要求高、机械性能要满足要求、硬度要高且均匀，从而保证它工作可靠运行。

在现有技术的链轮制作材料中，往往会发生铸造完成以后链轮齿会存在铸造缺陷，实际往往会采用修补的办法来补救，结果由于修补的材料和与链轮材料存在差异，造成修补后的部位会产生微观裂纹，长期使用时会因为疲劳而断裂。在船舶主机工作过程中如果链轮齿断裂，就会影响到主机的安全运行。现有技术生产的链轮还存在另外一个不足，就是硬度分布不均匀，往往会发生局部磨损严重，也会影响到链轮的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种新型的铸钢材料以及铸造工艺生产链轮。利用本发明的铸钢材料和生产工艺来制作的链轮要求链轮齿强度大，并且强度分布均匀。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种用于船用柴油机链轮的铸钢材料，其特征在于，该铸钢材料包括如下成分：

化学元素                                质量百分比（%）    

C                                     0.18～0.21

Mn                                    0.85～1.00

Si                                    0.35～0.55

S                                       ≤0.020

P                                       ≤0.020

Cr                                      ≤0.30

Ni                                      ≤0.30

Mo                                      ≤0.080

V                                       ≤0.10

Al                                      ≤0.080

Nb                                      ≤0.060

Cu                                      ≤0.40

其余为Fe元素和其他不可避免的杂质；

上述元素配比中，满足如下碳当量要求：

C_EV≤0.39%, CEV按如下公式计算： CEV=C%+(Mn%)/6+（Cr%+Mo%+V%）/5+（Ni%+Cu%）/15]   。

一种熔炼制作上述的铸钢材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步，配比原料，炉料包括有废钢和非合金冒口，其中废钢和非合金冒口质量比为3:2 ；

第二步，向熔炉中装料，先在炉底加入石灰，并在石灰上铺设一层小块的炉料，然后在小块炉料上放置大块炉料，靠近熔炉电极位置处放置小块炉料，最后炉底放置碳粉；

第三步，炉料熔化期，吹氧气助熔直至炉料熔清，进行试样分析C、P、S，当P高于0.020%时，扒渣或流渣，并另造新渣，如C不足0.50%也需要扒渣增碳，后造新渣；             

第四步，炉料氧化期，采用氧气——铁矿石联合脱碳，加石灰石和萤石造氧化渣，当钢水温度至1540℃时，扒除氧化渣，脱碳后保持3～8分钟的净沸腾，净沸腾结束后进入锰铁；

第五步，炉料还原期，分析Mn含量，若Mn处于0.85%的下限，则加入锰铁，然后加入硅铁，立即造稀薄渣，该稀薄渣即为还原渣，然后用C粉脱氧；