本发明专利技术涉及生铁的加工处理、金属铸造、铁或钢的冶炼等领域，尤其涉及一种提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺；包括以下步骤：将铁水从保温浇注炉内压送至保温浇注炉出铁槽时，开始在出铁槽进行双线喂丝孕育，经过喂丝孕育的铁水进行浇注；浇注过程温度控制在1400~1420℃，浇注速度18~23公斤/秒，喂丝孕育线加入量为浇注铁水质量的0.14~0.16%；浇注结束，即可得到性能提高的缸体缸盖铸件；所述铁水中按质量百分比计：C：3~3.5%、Si：1.7~2.3%、Mn：0.4~1.0%、P≤0.08%、S：0.05~0.12%、Cu：0.3~1.0%、Cr：0.15~0.45%、Mo≤0.4%，Sn≤0.15%，其余为微量元素和Fe；所述双线喂丝孕育为在距离出铁槽出水口245~255mm处设置第一喂丝孕育线；距离出铁槽出水口445~455mm处设置第二喂丝孕育线。丝孕育线。丝孕育线。
【技术实现步骤摘要】
一种低成本提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺
[0001]本专利技术涉及生铁的加工处理、金属铸造、铁或钢的冶炼等领域，尤其涉及一种提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺。
技术介绍
[0002]发动机缸体缸盖是发动机的核心零部件，其铸件材料主要为合金灰铸铁，因缸体缸盖铸件结构复杂，壁厚差异大，一般采用检测铸件厚大位置本体性能的方式评价铸件的机械性能，因此铸件性能则成为缸体缸盖关键指标。灰铸铁比较适合铸造气缸盖的牌号是HT250、HT275，牌号HT300后铸造难度大增，铸件本体性能达到HT350标准是灰铸铁难以逾越的瓶颈。因此通过各种方法低成本的提高灰铸铁缸体缸盖的性能则成为材料攻关的关键课题。
[0003]缸体缸盖的性能是通过铁水化学成分以及氮含量的控制以及铁水关键环节的孕育处理，改变石墨形态及其分布，促进细片状珠光体形成来提高铸件性能。目前缸体缸盖性能的提升主要是通过增加铁水中的合金含量，以及两次孕育过程（转包孕育及随流孕育）来提高铸件性能。合金加入量大，材料成本急剧上升；两次孕育过程孕育剂的加入量大，增加了铁水中的含渣量；同时为了应对保温炉内铁水孕育衰退的问题，随流孕育剂则需要采用含钡、钙、锆等元素的长效孕育剂，生产成本再次增加。
[0004]在中国专利技术专利CN2020106754366中公开灰铸铁的生产方法，该生产方法中在喂丝钝化处理中添加有稀土元素，通过稀土元素的作用，促使螺旋位错沿法向方向生长，阻碍石墨位错的移动，使石墨的端部变得圆滑，从而提高钝化率。提高了灰铸铁的机械性能，从而提高了使用寿命。（效果不明显，而且成本上升）在中国专利技术专利CN2019104735550公开一种提高灰铸铁发动机缸盖常温拉压疲劳强度的工艺，该工艺方案建立了一套工艺技术参数，包括：配料、成分、孕育、浇注温度、打箱时间五个方面。通过控制五个方面的参数，该工艺生产出来的铸件满足客户对于常温疲劳强度的要求，达到了设计指标。（过程控制环节多，操作难度大，没有成本优势）在中国专利技术专利CN2020101910283公开一种钒钛合金灰铸铁气缸套及其制备方法，该钒钛合金灰铸铁气缸套，细片状珠光体可达到100%，钒钛相组织分布更均匀，具有强度高，耐磨性能较好的特点，同时制备工艺简单、稳定，易于工业化推广和使用。（钒钛合金是针对气缸套的材料，不是针对气缸体和气缸盖铸件的，产品类型不同）。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了提供一种有效提高缸体缸盖铸件的性能的铸造工艺，同时降低生产成本。本专利技术采用了如下技术方案：一种提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，包括以下步骤：将铁水从保温浇注炉内压送至保温浇注炉出铁槽时，开始在出铁槽进行双线喂丝孕育，经过喂丝孕育的铁水进行浇注；浇注过程温度控制在1400~1420℃，浇注速度18~23公
斤/秒，喂丝孕育线加入量为浇注铁水质量的0.14~0.16%；浇注结束，即可得到性能提高的缸体缸盖铸件；铁水中按质量百分比计：C：3~3.5%、Si：1.7~2.3%、Mn：0.4~1.0%、P≤0.08%、S：0.05~0.12%、Cu：0.3~1.0%、Cr：0.15~0.45%、Mo≤0.4%、Sn≤0.15%，其余为微量元素和Fe；N含量80~110ppm;双线喂丝孕育为在距离出铁槽出水口245~255mm处设置第一喂丝孕育线；距离出铁槽出水口445~455mm处设置第二喂丝孕育线。
[0006]作为优选，提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，包括以下步骤：（1）将生铁、废钢、回炉料、增碳剂加入中频电炉进行熔化，调整各化学成分得到铁水；（2）将铁水温度在1500~1520℃保温静置5~8分钟；扒渣后将铁水倒至转运包，然后将铁水倒入保温浇注炉内；（3）保温浇注炉内铁水温度保持在1410~1430℃，将铁水从保温浇注炉内压送至保温浇注炉出铁槽时开始在出铁槽进行双线喂丝孕育，经过喂丝孕育的铁水进行浇注；浇注过程温度控制在1400~1420℃，浇注速度18
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23公斤/秒，喂丝孕育线加入量为浇注铁水质量的0.14~0.16%；（4）浇注结束，即可得到性能提高的缸体缸盖铸件。
[0007]作为优选，铁水N含量为80~110ppm；所用增碳剂为高N石墨增碳剂。
[0008]作为优选，第一喂丝孕育线和第二喂丝孕育线，均为直径13mm，喂丝孕育线线芯成分为质量百分比计：Si：75%, Ca、Al、Ba均小于1.5%，其余为微量元素和Fe；喂丝孕育线外层为0.3mm的低碳钢。
[0009]本专利技术缸体缸盖用灰铸铁材料：各元素成分如下：C：3~3.5%、Si：1.7~2.3%、Mn：0.4~1.0%、P≤0.08%、S：0.05~0.12%、Cu：0.3~1.0%、Cr：0.15~0.45%、Mo≤0.4%、Sn≤0.15%，其余为微量元素和Fe；N含量80~110ppm；A型石墨≥90%，D型石墨和E型石墨含量≤10%；珠光体含量为≥90%，石墨长3~6级。
[0010]作为优选，本专利技术缸盖用灰铸铁材料：各元素成分如下：C：3.2~3.32%、Si：1.7~1.95%、Mn：0.4~0.6%、P≤0.05%、S：0.08~0.10%、Cu：0.6~0.7%、Cr：0.17~0.23%、Mo：0.25~0.35%、Sn：0.04~0.07%、其余为微量元素和Fe；N含量为80~110ppm。
[0011]作为优选，本专利技术缸盖用灰铸铁材料：各元素成分如下：C：3.1~3.3%、Si：1.9~2.25%、Mn：0.5~0.7%、P≤0.05%、S：0.07~0.09%、Cu：0.48~0.55%、Cr：0.15~0.18%、Mo≤0.03%、Sn≤0.15%，其余为微量元素和Fe；N含量为80~110ppm。
[0012]作为优选，提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，步骤（1）为将生铁、废钢、回炉料、增碳剂加入中频电炉，铁水熔化开后升温至1440~1460℃，停电扒渣，取光谱样以及氮
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氧分析样，检测铁水各化学成分以及铁水中氮含量，加入各类合金调整各化学成分得到铁水。
[0013]作为优选，提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，步骤（3）为保温浇注炉内铁水温度保持在1410~1430℃，保温浇注炉内铁水被加压系统，压送到保温浇注炉出铁槽时，第一喂丝孕育线、第二喂丝孕育线被喂丝机构同时插入出铁槽的铁水中，对出铁槽的铁水中进行孕育，孕育过的铁水从出水口，经过砂箱及砂型中的浇注系统，进入铸件型腔，上述
过程在铸件型腔被注满前一直进行。
[0014]作为优选，提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，加入各类合金调整各化学成分，所述合金包括氮化锰。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术缸体缸盖铸造工艺有效降低了材料成本和工业化生产控制难度；同时本专利技术控制了N含量，运用双线喂丝孕育铸造工艺，使共晶团细化和珠光体量增加，石墨片长度缩短、弯曲程度增加，端部圆钝，所得灰铸铁的机械性能优秀，抗拉强度明显提升；采本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：将铁水从保温浇注炉内压送至保温浇注炉出铁槽时，开始在出铁槽进行双线喂丝孕育，经过喂丝孕育的铁水进行浇注；浇注过程温度控制在1400~1420℃，浇注速度18~23公斤/秒，喂丝孕育线加入量为浇注铁水质量的0.14~0.16%；浇注结束，即可得到性能提高的缸体缸盖铸件；所述铁水中按质量百分比计：C：3~3.5%、Si：1.7~2.3%、Mn：0.4~1.0%、P≤0.08%、S：0.05~0.12%、Cu：0.3~1.0%、Cr：0.15~0.45%、Mo≤0.4%，Sn≤0.15%，其余为微量元素和Fe；所述双线喂丝孕育为在距离出铁槽出水口245~255mm处设置第一喂丝孕育线；距离出铁槽出水口445~455mm处设置第二喂丝孕育线。2.根据权利要求1所述提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将生铁、废钢、回炉料、增碳剂加入中频电炉进行熔化，调整各化学成分得到铁水；（2）将铁水温度在1500~1520℃保温静置5~8分钟；扒渣后将铁水倒至转运包，然后将铁水倒入保温浇注炉内；（3）保温浇注炉内铁水温度保持在1410~1430℃，将铁水从保温浇注炉内压送至保温浇注炉出铁槽时开始在出铁槽进行双线喂丝孕育，经过喂丝孕育的铁水进行浇注；浇注过程温度控制在1400~1420℃，浇注速度18
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23公斤/秒，喂丝孕育线加入量为浇注铁水质量的0.14~0.16%；（4）浇注结束，即可得到性能提高的缸体缸盖铸件。3.根据权利要求1或2所述提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，其特征在于；所述铁水N含量为80~120ppm。4.根据权利要求3所述提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，其特征在于；所述第一喂丝孕育线和第二喂丝孕育线，均为直径13mm，喂丝孕育线线芯成分为质量百分比计：Si：75%, Ca、Al、Ba均小于1.5%，其余为微量元素和Fe；喂丝孕育线外层为0.3mm的低碳钢。5.根据权利要求2所述提高发动机缸体缸盖铸件性能的铸造工艺，其特征在于；所述增碳剂为...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永伟，张乔木，井园园，王元元，
申请(专利权)人：亚新科国际铸造山西有限公司，
类型：发明
国别省市：
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