CN104480377A

CN104480377A - 高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体及其制备方法

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Publication number: CN104480377A
Application number: CN201410777359.XA
Authority: CN
Inventors: 赵桂菊; 唐浩然; 周仕勇; 李兴华
Original assignee: SHANDONG YUANTONG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: SHANDONG YUANTONG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: CN104480377B

Abstract

本发明涉及一种单缸柴油机机体，具体涉及高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体及其制备方法。所述的单缸柴油机机体包括如下质量比的化学成分：C3.5-3.8％，Si2.1-2.6％，Mn0.5-0.8％，P＜0.08％，S＜0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明所述的单缸柴油机机体，具有缩孔、缩松倾向小，使用寿命长的特点。本发明还提供其制备方法，工艺合理。

Description

高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种单缸柴油机机体，具体涉及一种高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体及其制备方法。

背景技术

在现有技术中，铸造生产单缸柴油机机体大多采用高强度灰口铸铁材质，如灰铸铁HT200、灰铸铁HT250、灰铸铁HT300等。在实际使用过程中，灰铁材质的单缸柴油机机体时常出现热疲劳裂纹，这是灰口铸铁的特点决定的，由于灰铁的延伸率几乎为零，受热冲击能力较差。而蠕墨铸铁的抗拉强度比一般高强度灰铸铁高，有一定的延伸率，抗疲劳性能优于一般的高强度灰铸铁。但由于蠕墨铸铁的铸造生产难度较大，虽有些铸造厂家生产蠕墨铸铁，却难以稳定地获得高蠕化率的蠕墨铸铁。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体，具有缩孔、缩松倾向小，使用寿命长的特点；本发明还提供其制备方法，工艺合理。

本发明所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体，包括如下质量比的化学成分：

C 3.5-3.8％，Si 2.1-2.6％，Mn 0.5-0.8％，P＜0.08％，S＜0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。不可避免的杂质为稀土、镁和钙；其中，RE0.05-0.075％，Mg 0.01-0.03％，Ca0.03-0.05％。

所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方进行配料，将原料混合，在中频感应炉熔炼；

(2)将蠕化剂、部分孕育剂和部分聚渣剂放于蠕化处理包包底；

(3)将中频感应炉熔炼后的熔炼液加入余下的聚渣剂除去熔渣，采用堤坝式包底冲入法冲入步骤(2)得到的蠕化处理包进行蠕化处理，冲入过程加入余下的孕育剂随流孕育；再进行浇注，得到单缸柴油机机体。

其中，

步骤(1)中原料包括低硅生铁、废钢、球墨铸铁、蠕墨铸铁回炉料、硅铁和锰铁，中频感应炉温度为1510℃-1540℃。其中，硅铁优选为Si元素的质量含量为75％的硅铁，锰铁优选为Mn元素的质量含量为65％的锰铁。

蠕化剂采用稀土硅铁合金，加入量为熔炼液质量的0.7-1.0％。

稀土硅铁合金由以下质量百分数的组分组成：稀土20-33％；镁0.5-1％；钙3-5％；硅40-45％，余量为铁。优选FeSiRe-23、FeSiRe-26、FeSiRe-29或FeSiRe-32中的一种。

孕育剂为SiFe75和SiCa，孕育剂的加入量为熔炼液质量的0.68-0.92％，其中，SiFe75的加入量为熔炼液质量的0.6-0.8％，SiCa的加入量为熔炼液质量的0.08-0.12％。

步骤(3)中孕育剂的加入量为孕育剂总质量的50％-70％，在熔炼液冲入蠕化处理包1/3-2/3时随流加入。

聚渣剂为球铁屑、草灰或珍珠岩，聚渣剂的加入量为熔炼液质量的0.25-0.4％；其中，步骤(2)的加入量占聚渣剂总质量的50％-70％。

单缸柴油机机体的蠕化率≥80％；显微组织中，珠光体面积占55-75％，铁素体面积占25-45％。

步骤(3)中浇注温度为1420℃-1440℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明制备得到的单缸柴油机机体的力学性能：抗拉强度≥320MPa，延伸率≥1.5％，硬度160-240HB。

(2)本发明得到的单缸柴油机机体蠕化率达到80％以上。

(3)本发明化学成分碳当量与蠕化率相对应，处于共晶点附近(wB％)：C 3.5-3.8％，Si 2.1-2.6％，Mn 0.5-0.8％，P＜0.08％，S＜0.03％，熔炼液结晶范围窄，流动性好，铸造性能优良，得到的单缸柴油机机体缩孔、缩松倾向小，使用寿命长，性能优良。

(4)本发明还提供其制备方法，工艺合理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。

实施例1

一种单缸柴油机机体：按质量百分比配置为以下组分：碳3.7％，硅2.3％，锰0.65％，P＜0.08％，S＜0.03％，余量为铁和不可避免的杂质。

制备方法如下：以Z14铸造生铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁回炉料、硅铁和锰铁为原料，将所有原料混合，在中频感应电炉中熔炼，温度为1525℃；将蠕化剂、部分孕育剂和部分聚渣剂放于蠕化处理包包底；熔炼液成分化验合格后，将中频感应炉熔炼后的熔炼液加入余下的聚渣剂除去熔渣，采用堤坝式包底冲入法冲入蠕化处理包进行蠕化处理，冲入过程加入余下的孕育剂随流孕育；蠕化处理完毕再进行浇注，浇注温度为1430℃，得到单缸柴油机机体。

其中：所用蠕化剂为稀土硅铁合金，蠕化剂的加入量为熔炼液质量的0.85％。所用的孕育剂为SiFe75和SiCa的混合物，SiFe75的加入量为熔炼液质量的0.6％，SiCa的加入量为熔炼液质量的0.08％；其中，0.4％的孕育剂放于蠕化处理包包底，其余部分在熔炼液冲入蠕化处理包1/2时，随流加入。所用的聚渣剂为球铁屑，聚渣剂的加入量为熔炼液质量的0.3％；其中，0.15％的聚渣剂放于蠕化处理包包底。

稀土硅铁合金为：FeSiRe-23。

实施例1制备得到的单缸柴油机机体，成品率达95％，蠕化率为95％。显微组织中，珠光体面积占65％，铁素体面积占35％。对其进行力学性能测试：抗拉强度为340MPa，延伸率3％，硬度为180。

实施例2

一种单缸柴油机机体：按质量百分比配置为以下组分：碳3.5％，硅2.1％，锰0.5％，P＜0.08％，S＜0.03％，余量为铁和不可避免的杂质。

制备方法如下：以Z14铸造生铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁回炉料、硅铁和锰铁为原料，将所有原料混合，在中频感应电炉中熔炼，温度为1510℃；将蠕化剂、部分孕育剂和部分聚渣剂放于蠕化处理包包底；熔炼液成分化验合格后，将中频感应炉熔炼后的熔炼液加入余下的聚渣剂除去熔渣，采用堤坝式包底冲入法冲入蠕化处理包进行蠕化处理，冲入过程加入余下的孕育剂随流孕育；蠕化处理完毕再进行浇注，浇注温度为1420℃，得到单缸柴油机机体。

其中：所用蠕化剂为稀土硅铁合金，蠕化剂的加入量为熔炼液质量的0.7％。所用的孕育剂为SiFe75和SiCa的混合物，SiFe75的加入量为熔炼液质量的0.7％，SiCa的加入量为熔炼液质量的0.1％；其中，0.4％的孕育剂放于蠕化处理包包底，其余部分在熔炼液冲入蠕化处理包1/2时，随流加入。所用的聚渣剂为球铁屑，聚渣剂的加入量为熔炼液质量的0.4％；其中，0.2％的聚渣剂放于蠕化处理包包底。

稀土硅铁合金为：FeSiRe-26。

实施例2制备得到的单缸柴油机机体，成品率达95％，蠕化率为85％。显微组织中，珠光体面积占60％，铁素体面积占40％。对其进行力学性能测试：抗拉强度为325MPa，延伸率3％，硬度为170。

实施例3

一种单缸柴油机机体：按质量百分比配置为以下组分：碳3.8％，硅2.6％，锰0.8％，P＜0.08％，S＜0.03％，余量为铁和不可避免的杂质。

制备方法如下：以Z14铸造生铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁回炉料、硅铁和锰铁为原料，将所有原料混合，在中频感应电炉中熔炼，温度为1540℃；将蠕化剂、部分孕育剂和部分聚渣剂放于蠕化处理包包底；熔炼液成分化验合格后，将中频感应炉熔炼后的熔炼液加入余下的聚渣剂除去熔渣，采用堤坝式包底冲入法冲入蠕化处理包进行蠕化处理，冲入过程加入余下的孕育剂随流孕育；蠕化处理完毕再进行浇注，浇注温度为1440℃，得到单缸柴油机机体。

其中：所用蠕化剂为稀土硅铁合金，蠕化剂的加入量为熔炼液质量的1.0％。所用的孕育剂为SiFe75和SiCa的混合物，SiFe75的加入量为熔炼液质量的0.8％，SiCa的加入量为熔炼液质量的0.12％；其中，0.4％的孕育剂放于蠕化处理包包底，其余部分在熔炼液冲入蠕化处理包1/2时，随流加入。所用的聚渣剂为球铁屑，聚渣剂的加入量为熔炼液质量的0.4％；其中，0.2％的聚渣剂放于蠕化处理包包底。

稀土硅铁合金为：FeSiRe-32。

实施例3制备得到的单缸柴油机机体，成品率达95％，蠕化率为90％。显微组织中，珠光体面积占70％，铁素体面积占30％。对其进行力学性能测试：抗拉强度为350MPa，延伸率3％，硬度为190。

Claims

1.一种高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体，其特征在于：包括如下质量比的化学成分：

C 3.5-3.8％，Si 2.1-2.6％，Mn 0.5-0.8％，P＜0.08％，S＜0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。

2.一种权利要求1所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按配方进行配料，将原料混合，在中频感应炉熔炼；

3.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：步骤(1)中原料包括低硅生铁、废钢、球墨铸铁、蠕墨铸铁回炉料、硅铁和锰铁，中频感应炉温度为1510℃-1540℃。

4.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：蠕化剂采用稀土硅铁合金，加入量为熔炼液质量的0.7-1.0％。

5.根据权利要求4所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：稀土硅铁合金由以下质量百分数的组分组成：稀土20-33％；镁0.5-1％；钙3-5％；硅40-45％，余量为铁。

6.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：孕育剂为SiFe75和SiCa，孕育剂的加入量为熔炼液质量的0.68-0.92％，其中，SiFe75的加入量为熔炼液质量的0.6-0.8％，SiCa的加入量为熔炼液质量的0.08-0.12％。

7.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中孕育剂的加入量为孕育剂总质量的50％-70％，在熔炼液冲入蠕化处理包1/3-2/3时随流加入。

8.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：聚渣剂为球铁屑、草灰或珍珠岩，聚渣剂的加入量为熔炼液质量的0.25-0.4％；其中，步骤(2)的加入量占聚渣剂总质量的50％-70％。

9.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：单缸柴油机机体的蠕化率≥80％；显微组织中，珠光体面积占55-75％，铁素体面积占25-45％。

10.根据权利要求2所述的高蠕化率蠕墨铸铁单缸柴油机机体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中浇注温度为1420℃-1440℃。