高强度蠕墨铸铁气缸盖的生产工艺

高强度蠕墨铸铁气缸盖的生产工艺　邓晓金　（南车戚　堰机１　有限公司，江苏常州Ｉ　２３１０１１）　摘要：介绍了　缸盖的结构硬技术要求，详细阐述＿ｒ熔炼和铸造　艺：采用【｛１频感应炉熔炼，添加Ｃｕ、Ｍｏ埘铁液进　合　金化；选用粒俊为３～１　２　ｎｌｌｌｌ的ＲＥＳｉＦＰ合金和ＲＥＭｇＳｉＦｅ合金复合进行蠕化处理：采用７５ＳｉＦｅ合　逊ｆ　孕育处　；严格　控制蠕化质量；采川底沣　浇注系统，设置陶瓷过滤片，确保铁液充　平稳、　渣能力强；在　缸盖的　ｆ　Ｊ廿管孔、／Ｊ　功　等孤矗．热节处没　冷铁，使热节加速凝　，消除缩孔、缩松缺陷　、生广　结粜　ｌ　爪：３５件气缸　巾除２什　孔废　外，　余铸件全部合格．　中２０件机加１　已完成，没自‘发　何铸造缺陷，经水¨ｉ试验个部合格；余十｝】组织ｆ１】　Ｊ　性能均符合　技术要求　关键词：蠕　铸铁；　：　：，ｌ　产］　艺　中图分类号：Ｔ（　ｌ４３．４９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—８３４５（２０１７）０３—００４６—０３　ＤＯＩ：１（）．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—８３４５．２０１７．０３．００７　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｖｅｒｍｉｃｕｌａｒ　Ｇ　ｒａｐｈｉｔｅ　Ｉ　ｒｏｎ　Ｃｙｌｉｎｄｅｒ　Ｈｅａｄ　Ｉ）ＥＮＧ　Ｘｉａｎ－ｊｉｎ　（ＣＳＲ　Ｑｉｓｈｕｙａｎ　Ｃｏ．．Ｉ　ｔｄ．．Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　２３ｌ０１　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴＩ１ｃ‘’、ｌｉｍｈ　ｒ　ｌｕ　ａｄ　ｓｔｌ￣ｌｅｔｔｌｌ’　ａｎｄ　ｔｅ（’ｈｎｋ’ａｌ　ｒｅｑｔｉｉｒｅｍｅｎｌｓ　ｗｅｌ’Ｐ　ｉｎｔｒｏｄｔＩｔ’ｅｄ．Ｍｅｌｌｉｎｇ　ａｎｄ‘‘ａｓｌｉｎｇ　ｐｉ’ｔｌ（・ｅｓｓ　ｗｔ　ｒＰ　ｔ　ｌａ１）ｏｒａｔｅ（Ｉ．Ｍｆ　Ｉ１ｉＩＩｌｌＩ　ｆｉ’Ｉ＇ｑｌｌｌ・Ｉ１（　Ｙ　ｆｉｉｒｎａｅｅ　ｗａｓ　ＩｌＳ１．、（１　ｆｉｎ　ｌｉｌｔ　Ｉｔｉｎｇ．Ｃｕ　ａｎｄ　Ｍｏ　ｗｅｒｅ　ａｄｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｍｅｈ．Ｖｍ’ｌｌｌｉ（・Ｉｌｉｉｌｌ‘ｉｚｉｎｇ　ｔｒｅａｔｎｔｅｉｌｌ　ｗ￡ｉ　ｐｅｒｆｏｉ’Ｈｉｅ（１　ｌｉｙ　ＲＥＳｉＦｅ　ａｎｄ　ＲＥＭｇＳｉＦｅ　ｗｉｔｌｉ　ｄ　ｇｔ’ａｌｌｔｌｌａｌ’ｉｆｙ　ｏｆ　３～１２　ｎｕｎ．７５ＳｉＦ（　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｉｎｏ（・ｕｌａｌｈｍ．Ｓｔｒｉ，　（，ｏｎｔｌ’ｏｌ　Ｖｔ　１。Ｉｎｉ（’ｕｌａｒｉｚｉｎｇ（１ｔｍｌｉｔｙ．Ｂｏｔｔｏｍ　ｇａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ＷａＳ　ｕｓｔ　（Ｉ　ａｎｄ　ａ（‘ｅｌ＇ａｉｎｉ（、ｆｉｌｔｅｒ　ＷａＳ　ｓｅｔ　Ｉｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ａ　ｓｉｎｏｏｔｈ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｏｆ’ｕｌｏｌｔｅｎ　ｉｒｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｎ’ｒ】ｇ（＇ａｐａｈｉｌ　ｉｌ　ｔｏ　ｈｌｏ（。ｋ　ｓｌａｇ．Ｓｅｔ　ｃｈｉｌｌ　ｏｎ（．ｏｎｄｕｉｔ　ｈｏｌｅ　ｏｎ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ｈｅａｄ．ｖａ］ｖｅｓ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｉｓ（｝ｌａｔｅ（ｉ　ｈｅａｌ　ｆ　ｔ・ｌｉｏｉｌ　ｔｏ　ｉｎ（・ｒｅａｓ｛　ｔ・【】ＩＩｌ　ｄｏｗｌｌ　ｈｏｔ　ｓｅ（－１ｉｏｎ．ｅｌｉｍｉｎａｌｅ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｓｈｌ’ｉｎｋａｇｅ（　ｃｔｓ，Ｐｍｄｕｅｉｉｏｎ　ｌ—ｅｓｕｌｔｓ　ｓＩ１（，ｗＰ【１　ｔｈａｔ：ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　２　ｓｌｏｌｎａｌａｌ　ｗａｓｔｅ　ｉ１１　３５　（　、　ｌｉｎ（１ｅｔ　ｈｅａｄ．　ｒｈｅ　ｒｅｓｌ　Ｗｅｌ’Ｐ　ａｌｌ　ｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｃａｓｔｉｎｇ．２０　ｐｉ（　“　ｓ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｅｏｎ］ｌｄｅｉｅｄ　ｎｌａ（・ｈｉｎｉｎｇ　ａｌｌ（］ｔｂｕｎｄ　ｌｌＯ‘－ａｓｉｉｎｇ　ｄｅｆｅｒ・ｉｓ．Ｔｈｅｙ　ａｌｌ　ｐａｓｓ　ｐｒｅｓｓｔｌｌ’Ｐ—ｔｅｓｔ．＿ｒｌｌｅ　ｉｎｉ（　ｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍＰ（　ｈａｎｉ（。ａｌ　１）ｒｏｐｅｉ‘ｔｉｅｓ　Ｗｅｌ’　ｉｎ　ｌｉｎｌ　ｗｉｔｈ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｖＰｌ＿ｉｎｉ　ｃ‘ｔｌｌａｉ’ｇｒａｐｈｉｌｅ　ｉｒｏｎ；ｅｙｌｉｎｄｅｌ’ｈｅａ（ｔ；Ｉｈ（、Ｆ，ｒｏｄｕｌ・ｌｉｏｎ　ｐｒｏ（－ｅｓｓ　

柴油机气缸盖的轮廓尺寸为６０５　ｍｍｘ４４１　ｎｎｎＸ３１５　１＂１１１１１，铸件质　ｌ９５　ｋｇ，燃烧室面　厚２５　

Ｉ１１Ｉｌｌ，气道壁厚ｌ０　ＩＴｌｎｌ，如冈ｌ所示　材料牌号为　ＲＵＴ４５０，力学性能要求：抗拉强度／＞４５０　ＭＰａ，堀　强度≥３４０　ＭＰａ，伸长率１％；金相组织要求：　蠕化率高于８０％，珠光体体积分数大于９０％，碳　化物体积分数小于】ｒ／ｒ…　

收稿日期：２０Ｉ６—１　２－２５　修定目期：２０１７－０５—２５　作者简介：邓晓金（Ｉ９６１一），男，江苏丹阳人，工程师，主要从事铸　造工艺设计和质量控制工作　

４６州代铸铁２０１７／３　１　熔炼工艺　２铸造工艺　１．１炉料和化学成分　采用中频感应炉熔炼，炉料选用低ｓ球墨铸　铁生铁和纯净的碳素废钢。为得到稳定的组织和　力学性能，除严格控制生产蠕墨铸铁常规化学成　分外，还必须添加Ｃｕ、Ｍｏ等合金元素。原铁液化　学成分为：加（Ｃ）３．６％～３．９％，　（Ｓｉ）２．０％～２．５％，　（Ｍｎ）０－４％－４）．８％，“，（Ｐ）≤０．０４０％　（Ｓ）≤０．０３０％　，　“，（Ｃｕ）０．４％一Ｏ．８％，“，（Ｍｇ）０．００５％－０．０１５％，　，（ＲＥ）　０．０４％～０．０８％：蠕化处理后的化学成分为：　（Ｃ）　３．７％～３．９％，　（Ｓｉ）１．２％～１．４％，　（Ｍｎ）０．４％～０．８％，　“，（Ｐ）≤０．０４０％　（Ｓ）≤０．０５０％　（Ｃｕ）０Ｉ４％～０．８％，　Ｍ７（Ｍｇ）０．００５％－０．０１０％　，（ＲＥ）０．０４％－０．０８％，　（Ｍｏ）０．２０％　０．４０％：　１－２蠕化处理　蠕化剂选用粒度为３～１２　ｎｌｉ／１的ＲＥＳｉＦｅ合　金和ＲＥＭ　ｇＳｉＦｅ合金复合进行处理，总加入量为　０．４０％～０．８０％，其中２／３为ＲＥＳｉＦｅ合金，！／３为　ＲＥＭｇＳｉＦｅ合金，具体加入量根据原铁液的　（Ｓ）　量调整：　处理包凹坑内合金加入方法为：将ＲＥＭｇＳｉＦｅ　合金放于凹坑底部，上面用ＲＥＳｉＦｅ合金覆盖，铁　液冲入后，利用ＲＥＭｇＳｉＦｅ合金的沸腾搅动作　用，促使ＲＥＳｉＦｅ熔化，使蠕化剂在铁液中均匀分　布，蠕化剂上部覆盖０．２％～０．３％的ＦｅＳｉ粉，舂实　后盖上Ｃｕ板。　当铁液温度达到１　５００～ｌ　５２０℃时，将铁液　从中频炉倒人中间包内，“｛铁量为铁液总量的　５０％～６０％。待包内的铁液温度达到蠕化处理温　度１　４６０～１　４８０　时，将铁液南中间包倒人处理　包内进行蠕化处理，反应结束后进行后补铁液　１．３孕育处理　在后补铁液的同时进行孕育处理，孕育剂加　在处理好的铁液表面，孕育剂采用７５ＳｉＦｅ合金，　加入量为铁液总量的０．７０％～１．２０％？　１．４蠕化检测　蠕化合格的判定标准是：三角试样的蠕虫状　石墨占２０％～５０％。其余为球状和团状。　角试样　的两侧和底部稍有缩『Ｌｒ１，敲击时有钢声．断口为　暗银灰色，组织细密，有明显的鱼鳞状亮斑，仔细　观察断而有针尖大小的黑点。　圳　悯　毫盯｛蓟訇　ｍ者　２．１造型、制芯方法　呋喃树脂砂造型，砂　中的水套砂芯由于外　形结构复杂，没有较好的舂砂面，选用热芯盒机　械制芯，其余砂芯采用呋喃树脂砂手］＿制芯。　为保证燃烧室平面、阀座孔等重要面的质　量，便于砂芯的同定、下芯后的型腔检查及从气　道引出铸型，将气缸盖燃烧室平面朝下．分型面　没在铸件顶而１３－１Ｉ。　２－２砂芯设计　根据气缸盖结构，将内腔独立腔道的进、排　气道和螺栓孔芯先分开，再根据下芯顺序将连体　的水套分割成下水套、小水套、上水套、喷油器孔　４个砂芯，４个砂芯之间均设置定位装置，保证砂　芯问定位准确。其中小水套砂芯南于下部只有１　个芯头，为保证下芯位置的准确，将下芯头加长　至４５　ｎ矾，并设置防转定位。　南于气缸盖外部凸出部分和内部砂芯的芯　座较多，外部必须设置较多的补砂芯。在保汪顺　利下芯和砂芯同定的前提下，减少制芯和下芯操　作，提高铸件外观质量，尽量减少砂芯数量，并且　尽量ｄ１铸型形成内腔砂芯的芯座　２．３浇注系统设计　为保证金属液平稳，有效阻止熔渣进入型　腔，避免造成渣孔等泄漏，采用底注式浇注系统，　并在其中设置陶瓷过滤片，充分利用尺寸为９００　Ｉ１１Ｉ１１ｘ７００　ｍｍｘ４５０／２００　ｍｍ的砂箱，内浇道的设置　应避开铸件宽度方向最大尺寸的下凸边，设在下　凸边的下面，具体＿ｌ　艺如图２所示　。　浇注系统各组元截面积比为∑Ｆ。～：ＥＦ樾：　∑Ｆ　：ＥＦ直：１：１．５：１．１：１．１，内浇道截面积ＦＩ　＝　ｌ４．４９　ｃｍ：。横浇道截面积Ｆ横＝２１．８　ｃｍ　，分支直浇　道截面积∑Ｆ蛐＝１６　ｃｍ　，直浇道截面积２Ｆ　ｆｆ＝　１５．９　ｎ　！。气缸盖的气门导管孑Ｌ、油管孑Ｌ、示功阀　等位置均为孤立热节，所以，在４个气门导管孑Ｌ　ｌ　部和示功阀端面设置外冷铁。采用无冒门铸造　＿１　艺，仅在铸型顶面设置尺寸为３５　ｍｌｎ￣１０　ｌ＇ｌｌｌｎ　的排气冒口，浇注时间控制在２０　Ｓ。　

３　生产结果　按照卜述Ｔ艺进行生产．试制气缸盖３５件，　

２０１７／３脱代铸铁【４７　Ｖｅｒｍｉｃｕｌａｒ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ　Ｉｒｏｎ　由于采用＿尤冒Ｉ　１铸造Ｉ　艺，【　艺ｆ　品率达８９％：　金相检测结果女【１　３所爪。Ｆ｝１图３可见，蠕化率　为９５％，基体组织中珠光体和铁素体的体积分数　达到９０％　抗｝　强度为４５０～５２０　ＭＰａ，屈服强度　为３８０～４５０　ＭＰａ，断后仲长率为１％～３％，符合技　术　求除囚操作原因造成金属液进入砂芯而产　生气孔的２件废品外。其余铸件全部合格，其中　２０件机加＿『　已完成，没有发现任何铸造缺陷，经　水，　试验拿部合格：　

４８　ｌ　代铸铁２０１７／３　

４结论　（１）采用ＲＥＳｉＦｅ合金和ＲＥＭｇＳｉＦｅ合金复　合进行蠕化处理，通过添加Ｃｕ、Ｍｏ对铁液进行　合金化，严格控制炉前质量，可以稳定生产牌号　为ＲｕＴ４５０的蠕墨铸铁。　（２）没置陶瓷过滤片的底注式浇注系统，充　型平稳、挡渣能力强，能有效防止气缸盖的泄漏　缺陷。　（３）在气缸盖的气　导管孑Ｌ、示功阀等孤立　热节处没置冷铁能加速热节凝　，在内浇道凝同　封闭前及时获得充分补缩．消除缩孑Ｌ、缩松缺陷＝　

参考文献　ｌ】黄惠松，盛达．曾大本．蠕墨铸铁ＩＭ】．北守　ｌ９８３．　２】李弘英．赵成志．铸造］一艺设计【Ｍ】．北京　２ｏｏ５．　

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