[发明专利]西部高耐磨抗沙尘气缸套铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及气缸套铸造工艺，具体涉及一种西部高耐磨抗沙尘气缸套铸造工艺。

背景技术

由于环境的日趋恶化，我国大部分地区特别北部、中西部地区，沙尘较大，坚硬微粒极易吸入发动机气缸，产生磨料磨损，严重影响发动机的使用寿命。

气缸是发动机核心零件，是气体压缩、燃烧膨胀的空间，是活塞运动导向的轨迹。燃烧过程中的最高瞬时温度高达2200～2400℃，最高瞬时压力高达12～14MPa，气缸套的内壁直接受到高温、高压、熔粘的作用，如果气缸再吸入微粒沙尘，使气缸内壁在极端恶化的工作条件下又增加了磨料磨损，使发动机的使用寿命进一步的缩短。

气缸套是发动机的重要摩擦副之一，其耐磨性直接影响到发动机的寿命、功率、燃油和机油的消耗。随着发动机运动速度的不断提高，其缸套、活塞、活塞环所承受的机械性能应力与热应力愈来愈高，由此而造成的柴油机缸内摩擦副的磨损，特别是沙尘磨料磨损更为严重。

我国传统的高磷铸铁、硼铸铁、低合金铸铁、钒钛铸铁等材质气缸套已适应不了目前高档增压发动机的需求了。其主要磨损形式有：磨粒磨损、熔着磨损、腐蚀磨损等。近年来随着柴油机强化的不断提高，其运动速度和爆发压力均有了较大提高，所以，气缸套的磨损问题也日益严重。因此，研制抗磨损型气缸套是非常重要的。

发明内容

本发明提供一种西部高耐磨抗沙尘气缸套铸造工艺，采用该种气缸套提高发动机使用性能，延长使用寿命，降低能源消耗，改善发动机尾气排放质量，保护自然环境。

本发明的技术解决方案是该气缸套中含有以下合金元素：C3.0～3.3％；Si2.1～2.4％；Mn0.8～1.1％；P0.1～0.2％；S0.02～0.08％；Ti0.35～0.45％；Sb0.2～0.4％；Cu0.8～1.1％；Cr0.25～0.35％；Fe90.62～92.38％。

本发明气缸套制造工艺方法是：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。

本发明具有以下优点：①在铸铁溶液中加入Ti和Sb合成颗粒，颗粒弥散均匀，缸套的组织致密，热稳定性好，具有良好的储油能力和优异的耐磨性能以及抗腐蚀能力；②Ti和Sb合成颗粒的方法流程简单，成本低，易于实现产业化生产；③Ti和Sb是强烈石墨化元素，具有细化石墨珠光体的作用，形成特别稳定的高强度的含Ti和Sb的化合物，弥散均匀分散在铸铁缸套的基体中，增强耐磨性。④通过两次孕育进一步细化金相组织，增强机械性能；⑤利用出模毛坯的余热淬火，使其转变为下贝氏体组织，使发动机更进一部提高其耐磨性，适应中西部沙尘较多的恶劣环境工作。

具体实施方式

例1：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，其中C3.0％；Si2.1％；Mn0.8％；P0.1％；S0.02％；Cu0.8％；Cr0.25％；Fe92.38％，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，其中Ti0.35％、Sb0.2％，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。

例2：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，其中C3.3％；Si2.4％；Mn1.1％；P0.2％；S0.08％；Cu1.1％；Cr0.35％；Fe90.62％，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，其中Ti0.45％、Sb0.4％，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。