CN106435348A - 一种汽车发动机盖的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种汽车发动机盖的铸造方法，由以下成分制成：①熔铁浇注②热处理③机械加工；④检验后入库。本发明中通过将铜与钼铁随铁水一起浇注，并配合采用超声波处理，显著提高强度、硬度和冲击韧性，提高疲劳强度和高温性能，改善断面性能，提高耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车铸件领域，特别是涉及一种汽车发动机盖的铸造方法。
背景技术
铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，是相当快捷的制备方法，尤其对于有些脆性金属或者合金材料的零件，铸造技术更是常用的加工方法，其成型原理是：将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件或零件。目前，铸造的汽车发动机盖，强度硬度不高，耐扭曲疲劳强度不高，无法满足市场上某些场合的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车发动机盖的铸造方法，通过以下技术方案实现：
一种汽车发动机盖的铸造方法，包括以下步骤：
①将一定量的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1000-1150℃时，再投入钢锭、生铁和回炉料，然后排渣，排渣后加入锰铁和硅铁合金，待中频电炉内的温度升至1480℃时出铁，这时，将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注，浇注的第8分钟开始采用超声波处理4分钟，浇注15分钟后取出发动机盖铸件，发动机盖铸件各化学成分的重量百分比应满足下述要求：碳2.11-2.35%、锰0.10-0.12%、铝0.4-0.6%、硅0.62-0.75%、钛0.01-0.03%、镍0.35-0.38%、铬0.26-0.28%、铜0.28-0.34%、钼0.10-0.12%、磷≤0.0014%、硫≤0.0016%, 余量为铁；
②热处理
将发动机盖铸件以50℃/min 升温加热到750℃，保温55-60min，再用淬火油进行淬火冷却，然后将淬火后的发动机盖铸件再以25℃/min升温加热到650℃下进行回火处理，持续保温50-55分钟；最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在910-920℃温度范围内渗碳处理1-1.5h，所述渗碳剂是由以下重量份组分制成：12份葡萄糖酸钠、35份尿素、28份草木灰、1份磷酸钠；
③机械加工；
④检验后入库。
进一步的，所述铜和钼铁随铁水一起进行浇注时，先添加钼铁，后添加铜。
进一步的，所述超声波处理为频率12KHz和18KHz交替性处理，每种频率超声波处理时间为10s，第一次处理采用频率为12KHz的超声波。
进一步的，所述回炉料添加量为钢锭量的8%，所述回炉料采用球铁回炉料。
本发明有益效果：本发明中通过将铜与钼铁随铁水一起浇注，并配合采用超声波处理，显著提高强度、硬度和冲击韧性，提高疲劳强度和高温性能，改善断面性能，提高耐磨性，细化珠光体和石墨、减少薄断面白口、改善大断面组织敏感性，提高耐热性，改善流动性、提高铸件致密度，改善耐蚀性，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，抗氧化性好，膨胀系数小，尤其是解决了在高强度下的延迟断裂和疲劳断裂问题，在使用中稳定可靠，通过本发明配制的渗碳剂渗碳处理后，硬度进一步的提高，并且还能保持良好的韧性，避免了常规铸件硬度高脆性大的问题，特别适于制备汽车发动机盖等需要较高表面硬度的合金铸件。经实测表明，本发明所制得的产品抗拉强度达862-873Mpa，硬度达到66-68HRC。
具体实施方式
实施例1
一种汽车发动机盖的铸造方法，包括以下步骤：
①将一定量的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1000-1150℃时，再投入钢锭、生铁和回炉料，然后排渣，排渣后加入锰铁和硅铁合金，待中频电炉内的温度升至1480℃时出铁，这时，将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注，浇注的第8分钟开始采用超声波处理4分钟，浇注15分钟后取出发动机盖铸件，发动机盖铸件各化学成分的重量百分比应满足下述要求：碳2.11%、锰0.10%、铝0.4%、硅0.62%、钛0.01%、镍0.35%、铬0.26%、铜0.28%、钼0.10%、磷≤0.0014%、硫≤0.0016%, 余量为铁；
②热处理
将发动机盖铸件以50℃/min 升温加热到750℃，保温55-60min，再用淬火油进行淬火冷却，然后将淬火后的发动机盖铸件再以25℃/min升温加热到650℃下进行回火处理，持续保温50-55分钟；最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在910-920℃温度范围内渗碳处理1-1.5h，所述渗碳剂是由以下重量份组分制成：12份葡萄糖酸钠、35份尿素、28份草木灰、1份磷酸钠；
③机械加工；
④检验后入库。
进一步的，所述铜和钼铁随铁水一起进行浇注时，先添加钼铁，后添加铜。
进一步的，所述超声波处理为频率12KHz和18KHz交替性处理，每种频率超声波处理时间为10s，第一次处理采用频率为12KHz的超声波。
进一步的，所述回炉料添加量为钢锭量的8%，所述回炉料采用球铁回炉料。
实施例2
一种汽车发动机盖的铸造方法，包括以下步骤：
①将一定量的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1000-1150℃时，再投入钢锭、生铁和回炉料，然后排渣，排渣后加入锰铁和硅铁合金，待中频电炉内的温度升至1480℃时出铁，这时，将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注，浇注的第8分钟开始采用超声波处理4分钟，浇注15分钟后取出发动机盖铸件，发动机盖铸件各化学成分的重量百分比应满足下述要求：碳2.35%、锰0.12%、铝0.6%、硅0.75%、钛0.03%、镍0.38%、铬0.28%、铜0.34%、钼0.12%、磷≤0.0014%、硫≤0.0016%, 余量为铁；
②热处理
将发动机盖铸件以50℃/min 升温加热到750℃，保温55-60min，再用淬火油进行淬火冷却，然后将淬火后的发动机盖铸件再以25℃/min升温加热到650℃下进行回火处理，持续保温50-55分钟；最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在910-920℃温度范围内渗碳处理1-1.5h，所述渗碳剂是由以下重量份组分制成：12份葡萄糖酸钠、35份尿素、28份草木灰、1份磷酸钠；
③机械加工；
④检验后入库。
进一步的，所述铜和钼铁随铁水一起进行浇注时，先添加钼铁，后添加铜。
进一步的，所述超声波处理为频率12KHz和18KHz交替性处理，每种频率超声波处理时间为10s，第一次处理采用频率为12KHz的超声波。
进一步的，所述回炉料添加量为钢锭量的8%，所述回炉料采用球铁回炉料。
实施例3
一种汽车发动机盖的铸造方法，包括以下步骤：
①将一定量的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1000-1150℃时，再投入钢锭、生铁和回炉料，然后排渣，排渣后加入锰铁和硅铁合金，待中频电炉内的温度升至1480℃时出铁，这时，将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注，浇注的第8分钟开始采用超声波处理4分钟，浇注15分钟后取出发动机盖铸件，发动机盖铸件各化学成分的重量百分比应满足下述要求：碳2.25%、锰0.11%、铝0.5%、硅0.68%、钛0.02%、镍0.36%、铬0.27%、铜0.30%、钼0.11%、磷≤0.0014%、硫≤0.0016%, 余量为铁；
②热处理
将发动机盖铸件以50℃/min 升温加热到750℃，保温55-60min，再用淬火油进行淬火冷却，然后将淬火后的发动机盖铸件再以25℃/min升温加热到650℃下进行回火处理，持续保温50-55分钟；最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在910-920℃温度范围内渗碳处理1-1.5h，所述渗碳剂是由以下重量份组分制成：12份葡萄糖酸钠、35份尿素、28份草木灰、1份磷酸钠；
③机械加工；
④检验后入库。
进一步的，所述铜和钼铁随铁水一起进行浇注时，先添加钼铁，后添加铜。
进一步的，所述超声波处理为频率12KHz和18KHz交替性处理，每种频率超声波处理时间为10s，第一次处理采用频率为12KHz的超声波。
进一步的，所述回炉料添加量为钢锭量的8%，所述回炉料采用球铁回炉料。
性能：
表1
| 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 硬度HRC | 疲劳试验次数 | 室温冲击韧度J/cm² | |
| 实施例1 | 862 | 644 | 66 | 9000 | 18.2 |
| 实施例2 | 865 | 648 | 67 | 9300 | 18.3 |
| 实施例3 | 873 | 652 | 68 | 9600 | 18.5 |
| 对比例1 | 646 | 543 | 52 | 7000 | 15.3 |
| 对比例2 | 782 | 624 | 60 | 8200 | 17.6 |
其中，对比例1为：将实施例3步骤①中超声波处理省略，只将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注，浇注15分钟后取出发动机盖铸件；其它处理步骤不变；
对比例2为：将实施例3步骤①中将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注中，先添加铜后添加钼铁；其余处理步骤不变。
由表1可以看出，本发明制备的发动机盖性能优越，当不采用超声波辅助处理时，各性能都显著下降，更改铜和钼铁的添加顺序，发动机盖性能也有一定程度下降。
Claims (4)
1.一种汽车发动机盖的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
①将一定量的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1000-1150℃时，再投入钢锭、生铁和回炉料，然后排渣，排渣后加入锰铁和硅铁合金，待中频电炉内的温度升至1480℃时出铁，这时，将一定量铜和钼铁随铁水一起进行浇注，浇注的第8分钟开始采用超声波处理4分钟，浇注15分钟后取出发动机盖铸件，发动机盖铸件各化学成分的重量百分比应满足下述要求：碳2.11-2.35%、锰0.10-0.12%、铝0.4-0.6%、硅0.62-0.75%、钛0.01-0.03%、镍0.35-0.38%、铬0.26-0.28%、铜0.28-0.34%、钼0.10-0.12%、磷≤0.0014%、硫≤0.0016%, 余量为铁；
②热处理
将发动机盖铸件以50℃/min 升温加热到750℃，保温55-60min，再用淬火油进行淬火冷却，然后将淬火后的发动机盖铸件再以25℃/min升温加热到650℃下进行回火处理，持续保温50-55分钟；最后进行渗碳处理，将渗碳剂送入回火炉内，在910-920℃温度范围内渗碳处理1-1.5h，所述渗碳剂是由以下重量份组分制成：12份葡萄糖酸钠、35份尿素、28份草木灰、1份磷酸钠；
③机械加工；
④检验后入库。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机盖的铸造方法，其特征在于，所述铜和钼铁随铁水一起进行浇注时，先添加钼铁，后添加铜。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机盖的铸造方法，其特征在于，所述超声波处理为频率12KHz和18KHz交替性处理，每种频率超声波处理时间为10s，第一次处理采用频率为12KHz的超声波。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机盖的铸造方法，其特征在于，所述回炉料添加量为钢锭量的8%，所述回炉料采用球铁回炉料。
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