一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法技术

本发明专利技术属于铸造用金属液熔炼技术领域，涉及一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法；在原铁水成分内添加0.35％硅铁孕育剂进行一次孕育，用铬猛硅合金、金属铜调整原铁水，调整后的铁水成分为：C：3.15

A new production method of high performance cylinder block material for passenger cars

【技术实现步骤摘要】
一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法


[0001]本专利技术属于铸造用金属液熔炼
，涉及一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法。

技术介绍

[0002]目前市场上乘用车汽油机普遍采用本体强度≥220Mpa的灰铸铁生产。随着节能减排的标准不断提高，汽油机压缩比、功率设计不断提高的多重“提高”的要求下，现有铸铁材料生产工艺存在的缺点越来越突出，比如：1、抗拉强度偏低，不能满足高性能汽油机设计需求；2、需要使用大量贵重合金提高材料性能，如钼合金元素、GF300合金等，导致生产成本居高不下。3、由于使用钼合金元素，容易导致缸体加工过硬，加工困难，加工效率过低等。4、采用钼合金元素、GF300合金等，导致铸件渗漏率高。故需要一种能够稳定生产高性能铸铁材料且不增加成本的技术工艺。
[0003]更高的材料牌号要求对发动机材料生产提出了更高的要求。传统缸体材料生产工艺为：采用焦炭、生铁、废钢、回炉料为主要原材料生产，采用各种合金，如硅铁、锰铁、铬铁等铁合金调整铁水合金成分，最终采用孕育剂进行铁水孕育并浇注。各厂家所规定的化学成分会根据实际情况略作调整，但大体相同。孕育剂则主要采用硅铁、硅锶、硅锆等。以某厂TL009缸体生产为例，规定生铁、废钢、回炉料的加入比例分别为12:48:40，焦炭占金属炉料的13
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16％，熔炼后的原铁水成分为：C：3.25
‑
3.40；Si：1.68
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2.00；Mn：0.5
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0.8；P≤0.03；S：0.10
±
0.02；Cr：≤0.20；Cu：≤0.25；Sn:≤0.025；Sb:0.07
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0.140单位(wt％)，出铁水时，添加0.35％硅铁孕育剂进行一次孕育，且用铬猛硅合金、铜、锡调整，调整后成分为：C：3.25
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3.40；Si：2.00
‑
2.16；Mn：0.5
‑
0.8；P
[0004]≤0.03；S：0.10
±
0.02；Cr：0.25
±
0.05；Cu：0.40
±
0.06，Sn：0.06
±
0.006；Sb:0.07
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0.140，调整后的铁水采用0.08
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0.15％的硅锶锆孕育剂瞬时孕育后进行浇注。此种工艺为传统的生产工艺，特点是操作简便，材料性能较好，可大规模稳定生产。本专利技术，在传统工艺生产基础之上进行了改进，参考了中频炉使用碳化硅生产工艺，减少了生铁用量，增加了碳化硅生产，取得了非常好的效果。
[0005]专利文献1(CN109957704A)高硬度灰铸铁及其熔炼方法，一种高硬度灰铸铁及其熔炼方法，属于铸造用金属液熔炼领域，用于解决灰铸铁硬度不足，造成的厚壁灰铸铁件的质量缺陷，所述灰铸铁的化学成分为3.0％
‑
3.3％的碳、1.8％
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2.1％的硅、0.7％
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1.0％的锰、≤0.05％的磷、0.08％
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0.12％的硫、0.6％
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0.9％的铜、0.5％
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0.7％的钼、1.4％
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1.6％的铬、余量为铁，所述百分含量为质量百分比，当然不排除有微量的其他杂志含量在内。用于熔炼所述灰铸铁的原材料及其质量百分比为3％～3.5％的生铁、60％～64％的废钢、28％～32％的机铁及1.5～1.7％的硅铁。本专利技术通过改变灰铸铁熔炼的原材料配比及加入合金和熔炼后的孕育，合理的控制了灰铸铁的化学成分，使得所生产的灰铸铁的达到了不低于240HB的表面硬度、A型石墨的比例在99％以上，无过冷石墨出现。
[0006]专利文献2(CN1606656A)一种铸造灰铸铁铸件的方法，包括以下步骤：制备一种含
有一定量碳、硅、磷、硫、锰和铬的熔融灰铸铁金属；在浇注前，对上述熔融的灰铸铁金属用锡进行合金化，使锡含量在0.05％－0.10％之间；在浇注前，在上述熔融的用锡合金化的灰铸铁金属中加入一种灰铸铁孕育剂，使硅含量再增加0.10％－0.12％；在孕育处理后，尽快将上述熔融的、用锡合金化的、并进行了孕育处理的灰铸铁金属铸造成灰铸铁铸件。
[0007]专利文献3(CN102814491B)本专利技术涉及一种高强度灰铸铁强化剂及其强化处理工艺，属于高强度灰铸铁的制备技术。所述强化剂包括V、Ti、N、RE、Ca、Si元素，其重量百分比化学成分为：V：10
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19；Ti：6
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8；N：8
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9；RE：3
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5；Ca：3
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5；其余为Si。所述强化剂的加入方法采用浇包内加入法：将强化剂放到灰铸铁浇包的底部，当熔化的灰铸铁铁水温度达到1480
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1550度时，铁水倒入灰铸铁浇包中，高温铁水将强化剂熔化，强化剂中的元素溶入到灰铸铁铁液中，得到高强度灰铸铁，其组织为初生奥氏体枝晶为发达的等轴网络框架结构。本专利技术使灰铸铁的强度得到了显著的提高，在潮模砂型中浇注出的标准试棒的抗拉强度达到了400兆帕。
[0008]专利文献4(CN106011610A)本专利技术公开了一种高强度球墨铸铁QT900
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6，由按重量百分比计的以下元素组成：C：3.2
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3.7％，Si：2.4
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2.8％，Mn：≤0.2％，P：≤0.03％，S：0.005
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0.02％，Cu：0.8
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1.4％，余量为Fe以及不可避免的微量元素。该高强度球墨铸铁QT900
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6抗压强度大，屈服强度大，机械性能优异。
[0009]专利文献5(CN105369119A)本专利技术公开了一种铸铁件材质，包括质量份数60
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80份的回炉料、20
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30份的废钢、10
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30份的生铁；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9
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3.2％，Si：3.5
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4.2％，Mn≤0.15％，P≤0.025％，S≤0.015％，Ti≤0.025％，其它杂质总含量≤0.02
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0.05％，余量为Fe；本专利技术采用高纯生铁、废钢和回炉料为原料，更好的控制了炉料中微量元素的总含量，微量元素含量总和的降低避免了凝固时的各种干扰，Mn含量的降低，Ti含量的大幅降低，且加工球化剂使得本专利技术中球化率达到二级以上，通过Si的充分固化，减少了珠光体的产生，使得铁素体的含量达到93％左右，而且由于加入了硅的固化使得其强度达到580MPa
‑
650MPa，延伸率达到21％
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25％，表面硬度达到180
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200HB，保证高的延伸率和低的表面硬度，使得铸件不仅硬度分布均匀，而且便于加工。
[0010]专利文献6(CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法，其特征在于：用铬猛硅合金、金属铜调整原铁水，调整后的铁水成分为：C：3.15
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3.25；Si：2.00
‑
2.16；Mn：0.6
‑
0.8；P≤0.03；S：0.10
±
0.02；Cr：0.25
±
0.05；Cu：0.40
±
0.06；Sn:0.06
±
0.006；Sb:0.07
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0.140。2.根据权利要求1所述的一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法，其特征在于：在原铁水成分内添加0.35％硅铁孕育剂进行一次孕育。3.根据权利要求2所述的一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法，其特征在于：调整后的铁水采用0.08
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0.15％的硅锶锆孕育剂瞬时孕育后进行浇注。4.根据权利要求1所述的一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法，其特征在于：调整后的铁水成分为：C：3.24；Si：2.15；Mn：0.73；P：0.029；S：0.12；Cr：0.26；Cu：0.45；Sn:0.065；Sb:0.121。5.根据权利要求1所述的一种新型高性能乘用车缸体材料生产方法，其特征在于：调整后的铁水成分为：C：3.17；Si：2.00；Mn：0.68；P：0.028；S：0....

【专利技术属性】
技术研发人员：逯登斌，
申请(专利权)人：一汽铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：