[发明专利]灰铸铁汽车发动机主轴承盖铁型覆砂铸造方法

说明书

本发明涉及一种灰铸铁汽车发动机主轴承盖铁型覆砂铸造方法，是利用铁型覆砂铸造具有覆膜砂壳型和金属型铸造的特点，根据铸件结构和模腔布局的差异化设置覆砂层厚度为5‑10mm、铁型厚度为20‑40mm，浇注后的铸件采用铁型型腔中不同覆砂层厚度和铁型厚度来控制其冷却速度；辅以合金化元素Mn、Cu、Cr，Mn的含量0.50~1.10%，Cr的含量≤0.40%，Cu的含量0.40~1.00%，即可同时稳定获得铸态高强度、A型石墨形态的灰铸铁。本发明利用铸件在型腔不同覆砂层厚度和铁型厚度来控制铸件冷却速度，辅以炉料合理配比，控制铁液化学成分、包内孕育量、随流孕育量以及开箱时间和开箱温度稳定达到铸态高灰铸铁发动机主轴承盖，从而提高铸件力学性能，并且基体组织得到了细化，石墨形态中A型石墨增加且均匀，保障了灰铸铁材质的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明属于铁型覆砂铸造技术领域，具体涉及一种灰铸铁汽车发动机主轴承盖铁型覆砂铸造方法。

背景技术

铁型覆砂铸造技术于60年代前后在德国、前苏联等国开始应用于铸造生产，主要用于生产球铁曲轴、刹车毂、刹车盘、缸套、炸弹壳、坦克履带和电机底座等铸件，我国对铁型覆砂铸造的应用性研究在70年代初开始发展起来的一种特殊的铸造方法。

目前铁型覆砂铸造技术已成功应用到球墨铸铁汽油发动机主轴承盖的生产，其涉及到球墨铸铁牌号有：QT450-10、QT500-7、QT600-3等，其主要采用合金化、复合孕育以及铸件冷却时间等措施铸态达到技术条件规定的金相组织和机械性能。但汽车发动机高强度灰铸铁主轴承盖生产尚未在铁型覆砂铸造上应用，主要是高强度灰铸铁主轴承盖在铁型型腔中冷却速度快，其金相组织和机械性能很难同时稳定达到，尤其是石墨形态不能满足，一般灰铸铁主轴承盖石墨形态的A型石墨。所以，高强度灰铸铁主轴承盖生产在国内外一般采用传统的砂型铸造方法，其缺点是生产效率低、尺寸精度难以保证、能耗高、废品率高。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，而提供一种利用铁型覆砂铸造工艺特点，确定铁型型腔合理的覆砂层厚度和铁型厚度，辅以合金化元素Mn、Cu、Cr的含量来稳定获得高强度并增加石墨形态中A型石墨灰铸铁汽车发动机主轴承盖铁型覆砂铸造方法。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

上述的灰铸铁汽车发动机主轴承盖铁型覆砂铸造方法，是利用铁型覆砂铸造具有覆膜砂壳型和金属型铸造的特点，根据铸件结构和模腔布局的差异化设置覆砂层厚度为5-10mm、铁型厚度为20-40mm，浇注后的铸件采用铁型型腔中不同覆砂层厚度和铁型厚度来控制其冷却速度；辅以合金化元素Mn、Cu、Cr，Mn的含量0.50~1.10%， Cr的含量≤0.40%，Cu的含量0.40~1.00%，即可同时稳定获得铸态高强度、A型石墨形态的灰铸铁。

所述的灰铸铁汽车发动机主轴承盖铁型覆砂铸造方法，具体包括以下步骤：

（1）配料

即炉料质量百分比为70-80%的生铁、质量百分比为20-30%的废钢作为原料；或者可选择炉料质量百分比为25-35%的生铁、质量百分比为5-10%的废钢、质量百分比为20-30%的灰铸铁回炉料以及质量百分比为35-40%的灰铸铁铁屑,也或者可选择炉料质量百分比为25-35%的生铁、质量百分比为5-10%的废钢、加入质量百分比为55-70%的灰铸铁回炉料，不加灰铸铁铁屑，也或者可选择炉料质量百分比为25-35%的生铁、质量百分比为5-10%的废钢、加入质量百分比为55-70%灰铸铁铁屑，不加灰铸铁回炉料；

（2）包内孕育

将上述步骤（0.1）即将上述步骤（1）配料后投入电炉内，以得到温度为1400℃~1460℃的铁液,倒入至铁水包中进行孕育处理；其中，孕育处理后的铁液中各个元素的质量百分比为：C为3.00~3.60%，Si为1.20~2.20%，Mn为≤0.50~1.10%，P为≤0.15%，S为≤0.12%，Cr为≤0.40%，Cu为0.40~1.00%；

（3）浇注