试析柴油机缸套内孔加工余量的控制

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1、试析柴油机缸套内孔加工余量的控制摘要：在离心铸造柴油机缸套加工过程当中，由于内孔分层组织过厚会导致加工中产生余量不足的情况，缸套内孔表面在加工以后还会存在类似于“云斑”一样的缺陷。本文在分析各种对该缺陷的影响因素的基础之上，采用了几种有效措施来控制柴油机缸套内孔的加工余量，取得了明显的效果，满足了当前柴油机缸套的使用性能要求和技术要求。关键词：柴油机缸套内孔加工余量控制由于离心浇注铸件的结晶特点，在离心铸造缸套的生产过程中就会在缸套内层生成一类结晶异常的显微组织，形成异常分层结晶组织和化学成分的偏析，如果在缸套的内

2、孔加工余量中不将这些结晶异常的分层组织去除的话，在离心铸造缸套加工以后就会因为这种结晶异常的显微组织而在缸套内孔形成偏析或者云斑等类型的铸造缺陷，这样不仅严重破坏了缸套壁厚组织的均匀性和连续性，还大大降低了离心铸造柴油机缸套的使用性能。在离心铸造合金耐磨铸铁中这样结晶异常的分层组织会表现的特别严重和明显。因此，选择合适的铸造工艺参数的在离心铸造柴油机缸套加工过程当中显得尤为重要。如果铸造工艺参数选择不当，则会加厚离心铸造柴油机缸套内孔异常结晶组织，这样加工过后就得不到组织均匀的高品质柴油机缸套。在离心铸造缸套的生产

3、过程中通常会采用通过调节浇注速度、冷却速度、铸模砂衬厚度、浇注温度、孕育温度以及加工余量的选择等孕育方法和工艺参数，来降低离心铸造柴油机缸套内孔异常结晶组织厚度，控制柴油机缸套内孔加工余量来将缸套基体组织的等级提高，获得品质更高的柴油机缸套。一、柴油机气缸套初期生产条件及工艺参数以Cu-Cr-Mo合金和V-Cu合金耐磨铸铁材质柴油机气缸套生产加工为例，其生产技术要求细小片状珠光体本体金相组织，A型石墨分布均匀，铁素体体积分数要不大于3%，本体取样力学性能要求要至少220HB的硬度，至少260MPa的抗拉强度。合金耐

4、磨铸铁材质柴油机气缸套内孔加工后的直径范围要控制在200mm~410mm之内，离心浇注铸件的质量控制在150kg~1060kg之间，缸套铸件壁厚最小值应当控制在40mm~60mm之间，缸套铸件壁厚最大值应当控制在60mm~100mm之间。熔炼炉选取的是酸性炉衬的3t无芯工频炉，选取四辊轮卧式离心浇注机来进行离心浇注，内浇口选取雨淋式。将砂衬厚度控制在15mm~18mm之间，控制缸套外表面加工余量范围为5mm~7mm之间，控制缸套内孔加工余量20mm~30mm之间，这个范围随着缸套质量和内径的增大而增大。严格控制柴油

5、机气缸套的铸型转速保持在500r/min~800r/min之间，并且这个值随着缸套质量和内径的增大而减小。炉前孕育剂选择SrSi，并将孕育温度严格控制在1380℃~1400℃之间，浇注温度控制大约为1330℃，500kg以下的缸套铸件浇注速度一般控制在10kg/min~15kg/min，500kg以上的缸套铸件浇注速度一般控制在15kg/min~20kg/min，浇注完成以后，需要连续喷水来对铸型外表面进行冷却，时长大约是在20min~30min左右，缸套内孔温度要降至550℃~600℃左右即可，喷水冷却以后才能进

6、行下机空冷。在柴油机气缸套初期生产过程中选取以上的工艺方法和参数进行加工，可能会有六成到八成以上的缸套内孔分层可能会表现出组织过厚的情况。大型缸套的分层组织厚度在30mm~40mm之间，小型缸套加工后分层组织的厚度在20mm~30mm之间，但是因为加工余量的不足，缸套内孔加工后还是会出现有类似于“云斑”一样的现象，尤其是靠近缸套壁较薄的一端表现的特别明显，这样加工出来的缸套就不得不大量的报废掉，浪费严重。二、缸套内孔分层组织及云斑形成原因分析2.1铸件剖面宏观形貌铸件剖面经过加工切片以后，会在切下的缸套环片上明显的

7、发现两层沿壁厚。内层伴有疏松且颜色表现出灰白发亮，外层比较致密颜色表现为灰色。中间切片上呈现出同心分布较为规则的圆周分层线，而在两端切片上呈现出不规则分层。缸套中的端部内层的最大厚度一般都会大于中部内层的最大厚度，在缸套纵剖面上能看出分层线近似为平行于轴线的直线，两端虽然有所波动但中部呈现出比较平直的迹象。将环片打断可明显看出断口分为3层，外层断口组织细密颜色呈灰色，内层组织粗大并散布呈现出灰白色且伴有黑色斑点，中间层则是灰黑层。在机加工过程中由于分层的分界线不甚规则，往往加工面处于分界线附近时内外两层金属组织同时

8、暴露，形成一些大小和形状不规则的、明暗相间的花斑，也就是我们所说的“云斑”，这样的“云斑”其实就是分层，但是分层并不一定就是以“云斑”的形式表现出来，当缸套两端的分层极不规则的时候，云斑”就更容易出现在缸套两端。2.2铸件剖面显微组织（1）石墨形态外层一般为分布比较均匀长度在50μm~300μm范围内的细片状石墨，内层一般为旋涡状和细片状石墨，前者为A型，后