铸态贝氏体多元合金铸铁气缸套研发.pdf

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1、徐超张红菊秦小才：铸态贝氏体多元合金铸铁气缸套研发9铸态贝氏体多元合金铸铁气缸套研发BainiticAlloyCastIronCylinderLinerDevelopment徐超张红菊秦小才(中原内配股份有限公司)1刖昌基体组织，工艺过程复杂、能耗高、生产成本高、劳气缸套是内燃机的关键零件之一。也是易损件动强度大、对操作者的身体健康有害，并造成环境之一。随着内燃机向高速、高性能、低油耗、低排放、污染。长寿命方向发展，对气缸套的品质及综合性能的要为了克服上述两种生产方法存在的缺点，我们求也愈来愈高。通过将镍、钼

2、、铜、铬、钒、钛等元素优化组合，利用铸铁具有优良的摩擦特性，成本较低，易于生上述元素的综合作用，在一定的熔铸工艺条件下，产，因而目前应用较多的气缸套材料仍然是铸铁。是有可能获得所需要的铸态贝氏体基体组织：此为了改善铸铁气缸套强度、硬度、耐磨性能、抗擦伤外，铌、钒、钛元素都是强烈形成碳、氮化物的元素，性等，通常在普通灰铸铁中加入适量P、Cr、Mo、Cu、适量加入这些元素，还可在铸铁气缸套中分别形成高硬度的铌、钒、钛的碳、氮化物，呈弥散分布，与铸B、V、Ti、Nb等合金元素。目前实际应用的有中磷合金铸铁、硼合金铸

3、铁、铌铸铁、钒钛铸铁、铜铬钼合态贝氏体组成高耐磨性的复合基体，有可能获得比金铸铁等多种材质气缸套。上述几种材质的气缸套铸态贝氏体镍钼铜合金铸铁气缸套更高的耐磨性。所以我们开展了铸态贝氏体多元合金铸铁气缸套其基体组织是以珠光体为主．材料抗拉强度都较低，一般盯h为200—300MPa，硬度为210260HB，耐磨新产品的研发工作。性较差，使用可靠性及寿命不理想，往往不能满足2实验室工艺试验当代高速、高性能、低油耗、低排放、长寿命内燃机2．1实验室试验条件及主要工艺参数的要求。(1)主要用原材料：选用Z18铸造生铁

4、、低碳废为了大幅度提高铸铁气缸套的品质，满足具有钢(C：0．2％)、75硅铁、高碳锰铁、电解铜、高碳铬铁、世界先进水平的中、重型发动机的要求，我们成功钼铁、铌铁、钒铁、钛铁、电解镍。开发镍钼铜铸态贝氏体合金铸铁气缸套。辅助材料：孕育剂(硅钡铁合金)、湿涂料(硅质该种气缸套具有较高的抗拉强度，crh大于380耐火粉+膨润土+悬浮剂+水)MPa(可达到500MPa)，硬度为大于270HB(可达到(2)熔炼设备：0．5T中频感应电炉2台，根据试验380HB)，金相组织中的基体组织为羽毛状或针状需要选用。控制铁液出炉

5、温度1500～1550~C。贝氏体。它是在普通灰铸铁中添加Mo0．6～1．0％，Ni(3)炉前孕育处理：孕育剂随铁液流冲入中转O．8～1．5％，Cu0．3～0．6％，使C曲线右移，在铸态(奥氏包内，加入比例为0．5—0．7％。体)冷却时，控制冷却速度即可进行贝氏体转变；由(4)离心铸造设备：采用单头悬臂卧式带PLC控于Mo、Ni、Cu合金元素材料昂贵，且用量较大，使该制的离心铸造机。用金属型模具内壁喷涂湿涂料工材质气缸套的能耗及生产成本明显增加，直接影响艺方法铸造气缸套铸件。制约该材质气缸套的推广应用。(5)

6、铸造主要工艺参数：a．铁液浇注温度：1350-生产高强度贝氏体灰铸铁气缸套还有一种传1450~C：b．喷涂料前，金属型模具内壁温度450-统方法．即等温淬火法，其主要缺点是需要将气缸500~C，喷涂料后。涂料表面温度380—420％；c．涂料厚套铸件或半成品再次用热处理炉加热，组织奥氏体度0．61．0ram：d．铁液浇入模腔后距离模具外壁喷水化后淬入等温盐浴中，实现等温转变，获得贝氏体10内燃机与配件2012年第9期冷却时间、喷水冷却完毕后到铸件出模时间，根据套的抗拉强度．所以宜控制磷含量不大于0．1％。铸件

7、壁厚设定后用PLC自动控制。硫在铸铁中有好与坏两方面的作用。当硫含量(6)检测仪器：适当时．硫与锰等元素形成高熔点的化合物成为石a用撒布朗斯炉前快速分析仪测定铁液的碳当墨结晶核心，促进生成A型石墨，增强孕育效果的良量、碳、硅元素；瑞士ARI公司的光谱仪(可以分析包好作用。但如果硫含量过高，则会增加铸铁白FI倾括C、Si、Mn、P、S、Cr、Cu、Mo、Ni、B、V、Ti、Nb等元素)向。出现脆性及形成较多大块状硫化夹渣，造成气缸分析化学成分：套铸件夹渣缺陷，一般宜控制硫含量不大于0．10％。b用KI一300B

8、G~,4温仪测定铁液出炉温度、浇注(2)合金元素及其含量的选择：温度：用Ravtek红外线’?贝0温仪测定喷涂料前的金属能固溶于奥氏体，稳定奥氏体，使C曲线右移，型内壁温度、气缸套铸件内壁出模温度及其快速冷提高淬透性的合金元素有多种，按其影响强烈程度却后进保温箱前的内壁温度；的渐减趋势可排列为钼、钨、铬、镍、铜、铌、硼、钒、c用日本奥林巴斯光学金相分析系统检测气缸铝因电解镍、钨铁材料价格昂贵，成本高