锡在WD615气缸体生产中的应用.pdf

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1、乔进国王晓林：锡在WD615气缸体生产巾的应用锡在WD615气缸体生产中的应用乔进国1王晓林2(1．潍柴动力股份有限公司2．潍坊学院)[摘要]研究了锡对WD615气缸体金相组织及力学性能的影响。结果表明，0．05％-0．07％的锡加入量可以稳定获得98％的珠光体基体组织。而且气缸体本体抗拉强度从200-210MPa提高到215-230MPa。目前，Cu—Cr-Sn合金化工艺已经在WD615气缸体生产中得到应用。(关键词]锡珠光体抗拉强度气缸体上世纪20年代，铸造工作者发现锡对提高灰铸铁的性能有明显的作用。经过多年生产实践，锡在灰铸铁中的应用也越来越受重视。许多铸造厂在生产

2、灰铸铁时，通过加入微量锡来提高材质性能。在某些对材质有特殊要求的铸件中．也通过加锡来满足flI。随着发动机技术的不断发展。功率的不断提高，迫切要求气缸体这样复杂的灰铸铁件性能有大的提高。本文介绍了锡在WD615气缸体生产中的应用。1生产条件WD615气缸体为六缸，长×宽×高约为900x400x400mm，单件重为267kg，最小壁厚为水套处约为5mm，最大壁厚为瓦El主螺栓孔位置约48mm．图1所示为气缸体图片。瓦口主螺栓孔位置为理化取田2气缸体取样部位示意圈样部位，如图2所示。我厂生产的的气缸体材质牌号为HT250，采用冲天炉和电炉双联熔炼铁水。原工艺采用Si—Ba孕育

3、处理及Cu—Cr合金化工艺，气缸体化学成分如表1所示。圈1WD615气缸体圈片表1气缸体的化学成分(Wt．％)IcSiMnSPCuCrI3．3—3．41．7～2．OO．6一1．0≤O．1≤0．070．4—0．60．2—0．4采用潮模砂造型工艺，浇注温度1380—1410％．气缸体瓦El主螺栓孔部位位置金相组织一般为石墨A型，片长4级，珠光体90％一98％。抗拉强度200—210MPa，硬度HBl80—190。内燃机与配件2010年第12期2试验方法采用Cu—C卜Sn合金化工艺，即出铁水时在浇注包内加入电解铜、铬铁、锡进行合金化处理。铸件锡含量0．05％-0．07％，Si—

4、Ba孕育处理工艺不变，浇注气缸体化学成分范围如表2所示。表2气缸体的化学成分(wt．％)CSiMnSPCuCrSn3．3-3．41．7—2．0O．6一1．0≤O．1≤O．070．4—0．6O．2—0．40．05-0．073实验结果与讨论图3所示为采用上述Cu—Cr—Sn合金化工艺浇注的气缸体的金相组织，石墨A型，片长4级。可以稳定获得98％珠光体。气缸体瓦口主螺栓孔位置抗拉强度215—230MPa，硬度HBl91—195。与Cu—Cr合金化工艺相比，抗拉强度提高了15—20MPa，如表3所示。图4所示为采用Cu—Cr合金化工艺生产的气缸体金相，基体中珠光体90％一98％，

5、难以稳定获得98％珠光体基体组织。(a)石墨A型，片长4级(b)珠光体船％圈3Cu—Cr-Sn台盒化工艺浇注的气缸体金相组织集在与石墨片相邻的奥氏体中，共析转变时，阻碍奥氏体中的碳向石墨片扩散，从而使珠光体增多，起到提高抗拉强度的效果。锡是强烈稳定珠光体的元素，对细化珠光体的作用甚微【2】。锡在金属基体中的溶解度很有限，加入量不可过多，否则会使铸铁脆化，冲击韧性下降，这是由于锡是低熔点的晶界型物质，当锡含量饱和在晶界析出后。使铸铁的脆性增加。而且，锡有增大铸铁断面敏感性的作用【3】。加入量要严格限制。灰铸铁生产中。锡减少铁素体和增加珠光体的作用很强，加入量也以全部得到珠光

6、体基体为限。用量一般为0．04％～0．10％。表3气缸体本体力学性能金相组织及力学性能类型编号珠光体含量(％)抗拉强度(MPa)硬度(HB)l90205187Cu-Cr295200185合金化3952lO18749820519159822019l698225195Cl卜Cr-sn798215193合金化8982301959982251954结论(1)WD615气缸体中加入0．05％一0．07％的锡可以稳定获得98％的珠光体基体组织。气缸体本体抗拉强度从200—210MPa提高到215—230MPa。(2)Cu—Cr-Sn合金化工艺已经在WD615气缸体生产中得到应用。参考

7、文献珠光体90％【l】杜举团王世杰王宁．锡对灰铸铁性能影响的研究，。．。圈二：!一?’妻竺竺兰?兰，：≮竺芝组兰一。．。。装矗．10第六届21省(市、自治区)4市铸造学术会议论文集．’锡对灰铸铁金相组织的影响主要与改变其动力鬲纂伯明1陆姜；菇翥．1H孟：薪磊i主苫盂磊!：磊j学条件有关。在灰铸铁中，锡是很好的珠光体稳定【3】李树江郑鼎彝邹翔何上勋吴晓翔，锡对灰口铸铁元素，在共晶凝固过程中，铸件向液相偏析，最后富组织和性能的影响，铸造技术。1998(2)：46-48