一种耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物、气缸套及制备方法技术

本发明专利技术属于汽车发动机气缸套技术领域，具体涉及一种耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物、气缸套及制备方法。该耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物包括如下质量百分含量的组分，C:2.6

Corrosion resistant bainite grey cast iron composition, cylinder liner and preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物、气缸套及制备方法


[0001]本专利技术属于汽车发动机气缸套
，具体涉及一种耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物、气缸套及制备方法。

技术介绍

[0002]在内燃机中，气缸套处在高温、高压和复杂的气体环境中，容易受到摩擦和腐蚀等影响气缸套的使用寿命，这就要求气缸套的使用材质需要较高的机械性能和耐蚀性能。目前，贝氏体灰铸铁气缸套的化学组成一般如下：C：2.7
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3.1％；Si：1.3
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2.2％；Mn：0.4
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0.8％；P≤0.1％，S≤0.1％；Cu：0.3
‑
1.0％，Mo：1.0
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1.5％；Ni：1.0
‑
1.5％，余量为Fe，但随着国六标准要求的推出，普通缸套的耐磨和耐腐蚀性很难满足高要求。
[0003]贝氏体有高的力学性能和耐磨性，综合性能良好，相比于球墨铸铁，生产工艺简单，成品率高；相比于灰铸铁来说强度高，耐磨性好。现有技术中为了提高耐腐蚀性能，一般会引入较多的价格昂贵的金属组分，成本较高。如果能提供一种成本较低的、耐腐蚀贝氏体灰铸铁气缸套必将具有广泛的应用前景。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的气缸套腐蚀性能有待进一步提高等缺陷，从而提供一种无需引进价格昂贵的金属组分且耐腐蚀性能优异的贝氏体灰铸铁组合物、气缸套及制备方法。
[0005]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物，包括如下质量百分含量的组分，C:2.6
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3.2％、S≤0.1％、Si：1.7
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2.3％、P≤0.1％、Mn：0.3
‑
0.7％、Cu：1.1
‑
2.5％、Mo：0.7
‑
1.5％、Nb：0.2
‑
0.5％，余量为Fe。
[0007]可选的，所述耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物包括如下质量百分含量的组分，C:2.8
‑
3.0％、S≤0.08％、Si：1.8
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2.2％、P≤0.1％、Mn：0.4
‑
0.6％、Cu：1.15
‑
1.5％、Mo：0.75
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0.95％、Nb：0.25
‑
0.45％，余量为Fe。
[0008]本专利技术提供一种耐腐蚀贝氏体气缸套，其组成同上述的耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物。
[0009]本专利技术还提供一种耐腐蚀贝氏体气缸套的制备方法，包括如下步骤：
[0010]按比例配料，经熔炼，孕育，浇注，冷却，保温步骤，得到毛坯；
[0011]所得毛坯经过退火处理，得到所述耐腐蚀贝氏体气缸套。
[0012]可选的，所述熔炼步骤的温度为1500
‑
1540℃。
[0013]可选的，采用的领域内技术人员熟悉顺流孕育方式，孕育剂使用硅钡孕育剂，市场购买获得。
[0014]可选的，所述浇注步骤为离心浇注，控制模具的温度为200
‑
300℃。
[0015]可选的，所述冷却步骤为，以150
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200℃/min的速率冷却至420
‑
440℃。
[0016]可选的，所述保温步骤的温度为330
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370℃，保温时间为90
‑
120min。
[0017]可选的，所述退火步骤的温度为510
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530℃，退火时间为1
‑
4h。
[0018]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0019]1.本专利技术提供的耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物，包括如下质量百分含量的组分，C:2.6
‑
3.2％、S≤0.1％、Si：1.7
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2.3％、P≤0.1％、Mn：0.3
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0.7％、Cu：1.1
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2.5％、Mo：0.7
‑
1.5％、Nb：0.2
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0.5％，余量为Fe。本专利技术从成本考虑，优化了贝氏体材料的各组分，在保证贝氏体组织转变的条件下尽可能的使用低的合金量和低成本的合金，并添加净化材料基体晶界的元素，以保证材料有强度有提高度和防腐性能提高。本专利技术通过各组分用量的调整以及组分之间的配合作用，得到耐腐蚀性能优异的贝氏体灰铸铁气缸套。其中，尤其是特定用量的Cu、Mo和Nb合金的加入能够细化石墨和基体组织，并有助于贝氏体组织的形成及提高铸铁强度和耐蚀性能。如适量的Cu在铸铁腐蚀过程中起着活性阴极的作用，并在一定条件下可以促使铸铁表面产生阳极极化，降低腐蚀作用，提高铸铁的热力学稳定性；铜含量低于1.0％(常规铜含量)以下时防腐蚀效果很不明显，铜在铸铁中的溶解度大约在3％左右，超过以后容易出现黄色富铜析出，不容易控制，所以Cu上线控制在2.5％以下。Mo可以保证铸铁在铸态时获得针状贝氏体组织，且Mo的加入减弱了铸铁中原电池的电势，并提高了铸铁的金属基体的电位。Nb在铸铁中有变质作用，Nb能细化铸铁共晶团，使其尺寸变得细小，提高强度，并且Nb可以净化铸铁组织，铌化合物很少在晶界析出，并不产生晶界裂纹，且铌的化合物净化了晶界，提高了晶间抗氧化能力，防止晶界被破坏，起到了提高铸铁耐蚀的作用，通过实验还发现，当Nb含量过低时防腐蚀的效果不明显，当Nb含量大于0.2％时防腐蚀效果明显增强，高于0.5％时，当Nb含量高于0.5％时防腐蚀效果也会提高，但提高的幅度很小，且造成材料的成本升高。
[0020]本专利技术耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物，通过对各组分用量的优化选择，能够进一步提高制备得到气缸套的耐腐蚀性能。
[0021]2.本专利技术提供的耐腐蚀贝氏体气缸套的制备方法，包括如下步骤：按比例配料，经熔炼，孕育，浇注，冷却，保温步骤，得到毛坯；所得毛坯经过退火处理，得到所述耐腐蚀贝氏体灰铸铁气缸套，该制备方法简单，易操作。
具体实施方式
[0022]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0023]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供一种耐腐蚀贝氏体气缸套，其制备方法为，按比例配料，以生铁、废钢、Nb、Cu等原料，在1510
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1540℃熔炼，对铁水升温，温度控制在1520℃左右，出铁时采用顺流孕育操作孕育，采用硅钡孕育剂，舀取铁水进行光谱成分分析，分析结果为C：2.95wt％、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分，C:2.6
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3.2％、S≤0.1％、Si：1.7
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2.3％、P≤0.1％、Mn：0.3
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0.7％、Cu：1.1
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2.5％、Mo：0.7
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1.5％、Nb：0.2
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0.5％，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分，C:2.8
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3.0％、S≤0.08％、Si：1.8
‑
2.2％、P≤0.1％、Mn：0.4
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0.6％、Cu：1.15
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1.5％、Mo：0.75
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0.95％、Nb：0.25
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0.45％，余量为Fe。3.一种耐腐蚀贝氏体气缸套，其特征在于，其组成同权利要求1或2所述的耐腐蚀贝氏体灰铸铁组合物。4.权利要求3所述的耐腐蚀贝氏体气缸套的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按比例配料，经熔炼，孕育...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永锋，刘栋，郭进京，孙世贵，付君义，陈风海，王燕青，
申请(专利权)人：中原内配集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：