一种高强度商用车缸体熔炼方法技术

本发明专利技术属于商用车缸体材质制造技术领域，具体涉及一种高强度商用车缸体熔炼方法。包括熔炼、孕育及变质处理、浇注三个过程。在孕育及变质处理过程中，加入某种特殊的合金变质剂，控制铁水中若干种元素的含量，可达到确保缸体抗拉强度稳定的效果。重点监控气压保温浇注炉铁水中的V、N元素,分别达到V:0.035‑0.055％，N:120‑160ppm。本发明专利技术在常规缸体熔炼方法基础上加上特殊合金变质处理及V、N元素监控，合金加入量减少，成本降低，稳定和改善了缸体抗拉强度，满足了集团高强度缸体的要求,适合铸造厂批量化生产。

A smelting method of high strength commercial vehicle cylinder

【技术实现步骤摘要】
一种高强度商用车缸体熔炼方法
本专利技术属于商用车缸体材质制造
，具体涉及一种高强度商用车缸体熔炼方法。
技术介绍
高强度商用车缸体一般用于大马力柴油车，多数为重卡系列。目前行业内通常采用铜、锡、铬等常规合金化工艺方法进行生产。这种缸体抗拉强度低，整车使用性能差。我厂原熔炼工艺虽然采用变质处理工艺，但所用变质处理剂较贵重，加入量多，造渣多，抗拉强度不稳定，生产成本高。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供一种高强度商用车缸体熔炼方法，包括熔炼、孕育及变质处理、浇注三个过程。在孕育及变质处理过程中，加入某种特殊的合金变质剂，控制铁水中若干种元素的含量，可达到确保缸体抗拉强度稳定的效果。一种高强度商用车缸体熔炼方法，包括以下步骤：(1)熔炼：原材料为60-90％废钢,10-40％回炉料，预处理剂0.1％，其他为碳化硅、高温石墨化增碳剂、铜、锰铁、高碳铬铁、硫铁，将原材料按照废钢——回炉料——合金的顺序，分批次加入中频炉熔炼，逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水；(2)孕育及变质处理：在铁水运输包中预先加入孕育剂，同时加入特殊合金变质剂及锡粒，再将上述步骤(1)制备的铁水倒入铁水运输包，铁水转运至气压保温浇注炉处扒渣，再将铁水倒入气压保温浇注炉进行铁水成分监控：重点监控气压保温浇注炉铁水中的V、N元素,分别达到V:0.035-0.055％，N:120-160ppm。(3)浇注：将步骤(2)中孕育及变质处理所得物进行浇注，且在浇注过程中进行随流孕育，浇注冷却后用于加工成高强度商用车缸体。技术方案中所述原材料完全熔化为铁水时，铁水的成分为：碳(C)3.08-3.18％、硅(Si)1.55-1.65％、锰(Mn)0.66-0.72％、磷(P)＜0.03％，硫(S)0.08-0.12％，铬(Cr)0.18-0.22％，铜(Cu)0.66-0.72％，余量为铁和不可避免的杂质。技术方案中所述原材料完全熔化为铁水时，铁水熔炼温度至1530-1560℃保温。技术方案中所述孕育剂为铁水重量0.4-0.5％的75硅铁孕育剂。所述特殊合金变质剂为铁水重量0.3％的特殊合金变质剂；所述锡粒为铁水重量0.06-0.08％的锡粒。技术方案中所述将步骤(2)中孕育及变质处理所得物进行浇注，浇注的温度为1410-1430℃。技术方案中所述在浇注过程中进行随流孕育，采用的是硅锶锆随流孕育剂。技术方案中所述硅锶锆随流孕育剂的孕育量为12±2g/s。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：本专利技术在常规缸体熔炼方法基础上加上特殊合金变质处理及V、N元素监控，合金加入量减少，成本降低，稳定和改善了缸体抗拉强度，满足了集团高强度缸体的要求,适合铸造厂批量化生产。具体实施方式加工成的高强度商用车缸体的抗拉强度为240-300MPa。经大马力重卡柴油商用车使用，使用性能良好，发动机缸体耐用性优势明显。现有技术存在以下问题：(1)灰铸铁缸体材质质量不稳定，难以满足集团质量要求，进而影响整车使用性能。(2)现工艺采用合金成本高，增加了生产成本。为了克服上述问题，本专利技术提供一种高强度商用车缸体熔炼方法，包括熔炼、孕育及变质处理、浇注三个过程。在孕育及变质处理过程中，加入某种特殊的合金变质剂，控制铁水中若干种元素的含量，可达到确保缸体抗拉强度稳定的效果。本专利技术具有如下优点：(1)缸体材质质量稳定，能够充分满足集团高质量缸体质量要求，发动机缸体耐用性优势明显。(2)某些合金加入量减少，成本降低。(3)进口随流孕育剂实现国产化替代。一种高强度商用车缸体熔炼方法，包括以下步骤：步骤一，熔炼：原材料为60-90％废钢,10-40％回炉料，预处理剂0.1％，其他为碳化硅、高温石墨化增碳剂、铜、锰铁、高碳铬铁、硫铁，将原材料按照废钢——回炉料——合金的顺序，分批次加入12吨中频炉熔炼,逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水，熔炼温度至1530-1560℃，保温：铁水成分为：碳(C)3.08-3.18％、硅(Si)1.55-1.65％、锰(Mn)0.66-0.72％、磷(P)＜0.03％，硫(S)0.08-0.12％，铬(Cr)0.18-0.22％，铜(Cu)0.66-0.72％，余量为铁和不可避免的杂质。步骤二，孕育及变质处理：在铁水运输包中预先加入铁水重量0.4-0.5％的75硅铁孕育剂，同时加入铁水重量0.3％的特殊合金变质剂及铁水重量0.06-0.08％的锡粒，再将上述步骤一制备的铁水倒入铁水运输包，出水重量为1500±30Kg，铁水转运至气压保温浇注炉处扒渣，再将铁水倒入气压保温浇注炉进行铁水成分监控：除常规成分外，重点监控气压保温浇注炉铁水中的V、N元素,使其分别达到V:0.035-0.055％,N:120-160ppm。如V、N元素与上述规定的范围存在少量偏差，则微量调整此合金变质剂加入量，使V、N元素达到上述规定范围。步骤三，浇注：将步骤二中孕育及变质处理所得物进行浇注，浇注温度为1410-1430℃，且在浇注过程中进行随流孕育，采用国产硅锶锆随流孕育剂，孕育量为12±2g/s，浇注冷却后用于加工成高强度商用车缸体。原状况：中频炉配料中，预处理剂加入量为0.2％；出炉时冲入铁水运输包中变质处理剂的加入量为0.5％，造渣量大，经常堵塞气压浇注炉进铁口，合金吸收不稳定，缸体抗拉强度不稳定；生产中不进行铁水中V、N元素含量的监控；浇注时采用进口随流孕育剂。原缸体本体机械性能检测数据：现状况：中频炉配料中，预处理剂加入量为0.1％；出炉时冲入铁水运输包中合金变质剂的加入量为0.3％，造渣量小，气压浇注炉进铁口不堵塞，合金吸收稳定，缸体抗拉强度稳定；生产中进行铁水中V、N元素含量的监控；浇注时采用替代的国产随流孕育剂。实施例1步骤一，熔炼：原材料为62.6％废钢,37.4％回炉料，预处理剂0.1％，其他为碳化硅、高温石墨化增碳剂、铜、锰铁、高碳铬铁、硫铁，将原材料按照废钢——回炉料——合金的顺序，分批次加入12吨中频炉熔炼,逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水，熔炼温度1532℃，保温：铁水成分为：碳(C)3.15％、硅(Si)1.57％、锰(Mn)0.67％、磷(P)0.015％，硫(S)0.085％，铬(Cr)0.22％，铜(Cu)0.68％。步骤二，孕育及变质处理：在铁水运输包中预先加入6.1公斤75硅铁孕育剂，同时加入4.5公斤特殊合金变质剂及0.9公斤的锡粒，再将上述步骤一制备的铁水倒入铁水运输包，出水重量为1520Kg，铁水转运至气压保温浇注炉处扒渣，再将铁水倒入气压保温浇注炉进行铁水成分监控：碳(C)3.07％，硅(Si)1.96％，锡(Sn)0.065％，V:0.039％,N:130ppm。步骤三，浇注：将步骤二中孕育及变质处理所得物进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度商用车缸体熔炼方法，其特征在于：/n(1)熔炼：原材料为60-90％废钢,10-40％回炉料，预处理剂0.1％，其他为碳化硅、高温石墨化增碳剂、铜、锰铁、高碳铬铁、硫铁，将原材料按照废钢——回炉料——合金的顺序，分批次加入中频炉熔炼，逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水；/n(2)孕育及变质处理：在铁水运输包中预先加入孕育剂，同时加入特殊合金变质剂及锡粒，再将上述步骤(1)制备的铁水倒入铁水运输包，铁水转运至气压保温浇注炉处扒渣，再将铁水倒入气压保温浇注炉进行铁水成分监控：重点监控气压保温浇注炉铁水中的V、N元素,分别达到V:0.035-0.055％，N:120-160ppm。/n(3)浇注：将步骤(2)中孕育及变质处理所得物进行浇注，且在浇注过程中进行随流孕育，浇注冷却后用于加工成高强度商用车缸体。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度商用车缸体熔炼方法，其特征在于：
(1)熔炼：原材料为60-90％废钢,10-40％回炉料，预处理剂0.1％，其他为碳化硅、高温石墨化增碳剂、铜、锰铁、高碳铬铁、硫铁，将原材料按照废钢——回炉料——合金的顺序，分批次加入中频炉熔炼，逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水；
(2)孕育及变质处理：在铁水运输包中预先加入孕育剂，同时加入特殊合金变质剂及锡粒，再将上述步骤(1)制备的铁水倒入铁水运输包，铁水转运至气压保温浇注炉处扒渣，再将铁水倒入气压保温浇注炉进行铁水成分监控：重点监控气压保温浇注炉铁水中的V、N元素,分别达到V:0.035-0.055％，N:120-160ppm。
(3)浇注：将步骤(2)中孕育及变质处理所得物进行浇注，且在浇注过程中进行随流孕育，浇注冷却后用于加工成高强度商用车缸体。


2.根据权利要求1所述的一种实现高强度缸体生产的熔炼工艺配方，其特征在于：
所述原材料完全熔化为铁水时，铁水的成分为：碳(C)3.08-3.18％、硅(Si)1.55-1.65％、锰(Mn)0.66-0.72％、磷(P)＜0.03％，硫(S)0.08-0.12％，铬(...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹庆华，王瑞冬，马俊杰，孙继华，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，一汽铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22