[发明专利]一种气缸套及其制备方法

说明书

本发明提供了一种气缸套，成分为：C 2.3～3.0wt％，Si 1.5～2.5wt％，P 0～0.15wt％，S 0.05～0.1wt％，Mn 2.1～3.0wt％，Cu 3.5～4.0wt％，Pb 0.05～0.1wt％，余量为Fe。本发明通过采用特定成分的气缸套配方使制备得到的气缸套具有较高的抗拉强度、弹性模量、良好的导热性及抗腐蚀性，内壁磨损面具有良好的耐磨性、减磨性及抗热疲劳性能。而且，本发明提供的气缸套的成分组成及生产工艺简单、成本较低。本发明提供的气缸套可以有效地减少气缸套因磨损、腐蚀、热疲劳等失效而更换的频次即提高气缸套的使用寿命，并且明显地降低气缸套的生产成本。

技术领域

本发明涉及发动机配件技术领域，尤其涉及一种气缸套及其制备方法。

背景技术

随着发动机功率及爆发压力的不断提高，发动机使用过程中，其主要零件气缸套常常因导热不良，不能及时将温度传导至冷却水中而引起缸套乃至发动机高温，这种高温环境严重影响了发动机的使用寿命，还会使润滑油的油耗进一步上升，一定程度地引起拉缸、早磨、穴蚀等失效。因此，如何使气缸套具有高的导热性能、高的抗拉强度、弹性模量、良好的抗穴蚀性，明显减少气缸套因高温而磨损、腐蚀、热疲劳等失效更换频次，进一步提高气缸套、活塞、活塞环乃至发动机的使用寿命，是各大主机厂及其配件生产企业亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气缸套及其制备方法，本发明提供的气缸套具有良好的导热性能、抗拉强度、弹性模量和抗穴蚀性。

本发明提供了一种气缸套，成分为：

碳2.3～3.0wt％；

硅1.5～2.5wt％；

磷0～0.15wt％；

硫0.05～0.1wt％；

锰2.1～3.0wt％；

铜3.5～4.0wt％；

铅0.05～0.1wt％；

余量为铁。

在本发明中，所述碳的质量含量优选为2.4～2.9％，更优选为2.5～2.8％，最优选为2.6～2.7％。在本发明中，所述硅的质量含量优选为1.8～2.2％，更优选为2％。在本发明中，所述磷的质量含量优选为0.01～0.12％，更优选为0.03～0.1％，最优选为0.05～0.08％。在本发明中，所述硫的质量含量优选为0.06～0.09％，更优选为0.07～0.08％。在本发明中，所述锰的质量含量优选为2.2～2.8％，更优选为2.4～2.6％，最优选为2.5％。在本发明中，所述铜的质量含量优选为3.2～3.8％，更优选为3.4～3.6％，最优选为3.5％。在本发明中，所述铅的质量含量优选为0.06～0.09％，更优选为0.07～0.08％。

在本发明中，铸铁中，铜在奥氏体中的溶解度约为3.5％，常温铁素体中溶解度约为0.35％，本发明中铜含量的范围超过了其在奥氏体中的溶解度，在水冷金属型离心铸造过冷度较大条件下凝固共晶过程中会直接在铁液中形成石墨+奥氏体+未溶解直接析出的铜基合金粒子，随着铁液温度的降低，直接析出的铜基合金粒子在离心力的作用不断向共晶团边界及残留液体中富集，形成的铜基合金粒子呈正偏析(一般情况下，铜元素在共晶凝固时呈负偏析，其仅针对固溶的铜而言)，同时，本发明中所采用的锰含量使锰元素被不断长大的共晶团所排挤，富集到残留铁液中，由于直接析出的铜基合金的隔离作用，使锰元素失去了与碳结合的机会，因此，在共晶团的边界以铜锰合金Cu₂MnPb析出物形式凝固，本发明中离心铸造的出缸温度为800～850℃，在此温度下气缸套毛坯组织为渗碳体+奥氏体+铜基合金粒子(要想形成此铜基复合析出物合金粒子，需要的铸造方式为离心铸造且保证奥氏体中未固溶的铜含量≥2倍锰元素含量)。