權(quán)利要求

1.合金鑄鐵缸套鑄造方法，其特征在于：該方法包括以下步驟： 步驟A、造型：將制作的缸套模型表面刷一層鑄造用涂料后，放入制作好的上層砂箱中，同時在上層芯盒中放入一個實心圓桿，然后用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將缸套模型頂部的缸套內(nèi)層輪廓凸顯出來，并在缸套內(nèi)層輪廓之間放入設(shè)計好的花鍵翅片，使得缸套內(nèi)層輪廓之間形成相互導(dǎo)通的花鍵槽，最后將制作的下層芯盒對應(yīng)固定在上層芯盒中，再用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將下層芯盒和上層芯盒分開，使得下層芯盒與缸套內(nèi)層輪廓對應(yīng)的一面形成缸套內(nèi)層輪廓的空腔，而上層芯盒則將缸套模型和實心圓桿從上層芯盒中抽出，使得上層芯盒形成缸套外層輪廓的空腔; 步驟B、制芯：根據(jù)缸套內(nèi)部直徑制作的空心管水平放置好，并將空心管的內(nèi)部填滿呋喃樹脂砂，然后將空心管的上下兩端水平舂緊實后，在空心管的頂部中間位置通過導(dǎo)桿插一個圓形的通氣孔，再將空心管內(nèi)部形成的主體芯取出; 步驟C、合模：在將步驟B中制得主體芯放入步驟A中下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔之前，先在下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔中涂少量的呋喃樹脂砂，然后再將主體芯放入內(nèi)層輪廓空腔中，并將上層芯盒形成的外層輪廓空腔對應(yīng)固定在下層芯盒放置的主體芯中; 步驟D、冶金熔煉：將C；3.75～3.83％、Si；1.35～1.45％、Mn；0.32～0.48％、P；≤0.032％、S；≤0.02％、Cu；0.54～0.65％、余量為Fe構(gòu)成的原料放入加熱爐中熔化后，得到鐵水; 步驟E、球化孕育處理: 在澆包內(nèi)事先埋好0.8～1.1%熔化鐵水重量的球化劑和0.5～0.6%熔化鐵水重量的孕育劑，鐵水過熱后迅速降溫到1450～1460℃的出鐵溫度，然后將步驟D中熔煉的鐵水從熔爐倒入到澆包內(nèi)，鐵水與球化劑孕育劑發(fā)生反應(yīng)； 步驟F、澆注、冷卻、開箱：將步驟E中處理好的鐵水以1350～1380℃澆入從上層芯盒空心絲桿形成的澆口進入到下層芯盒和上層芯盒形成的型腔中，并在型腔內(nèi)冷卻后開箱，取出鑄件，清理，然后進行后續(xù)檢驗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金鑄鐵缸套鑄造方法，其特征在于：步驟A中缸套模型包括缸套實心內(nèi)層和缸套實心外層，其中缸套實心內(nèi)層連接在缸套實心外層的頂部。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金鑄鐵缸套鑄造方法，其特征在于：步驟A下層芯盒和上層芯盒分別均為上下相通的中空結(jié)構(gòu)，其中缸套模型與上層砂芯的上下表面分別均保持同一水平面。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金鑄鐵缸套鑄造方法，其特征在于：步驟D中的加熱爐為頻感應(yīng)電爐，其中熔煉溫度控制在1480～1520℃。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金鑄鐵缸套鑄造方法，其特征在于：步驟E中球化劑為釔基重稀土球化劑，孕育劑為硅鋇長效孕育劑。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金鑄鐵缸套鑄造方法，其特征在于：步驟F中冷卻時間為12～24h、冷卻溫度為427℃以下。

說明書

合金鑄鐵缸套鑄造方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體為合金鑄鐵缸套鑄造方法。

背景技術(shù)

鑄鐵作為傳統(tǒng)的氣缸套材料，目前仍然被廣泛地應(yīng)用于汽車發(fā)動機中。為了提高灰鑄鐵的整體性能，人們在灰鑄鐵中添加硼、磷、釩、鈦、銅、鉬、鎳等合金元素，以提高灰鑄鐵的耐磨性和強度等性能，形成了多系列的合金鑄鐵，例如：磷合金鑄鐵、硼合金鑄鐵、釩鈦合金鑄鐵、鈮合金鑄鐵以及銅鉬鎳合金鑄鐵等等，這些合金鑄鐵的基體組織多是以珠光體為主，其抗拉強度一般為200～300MPa，硬度為220～260HB。通過進一步研究，后續(xù)對普通合金鑄鐵進行等溫淬火熱處理，其基體組織會變成貝氏體和/或奧氏體，以提高灰鑄鐵的耐磨性和強度等性能。

目前氣缸套毛坯的鑄造方法仍然主要是離心鑄造方法。用離心鑄造方法得到的氣缸套毛坯的最大缺點就是切削量大，切削成本高，材料利用率低。此外，對于使用高磷鑄鐵、硼鑄鐵、釩鈦鑄鐵、鈮鑄鐵等合金鑄鐵來離心鑄造氣缸套，由于合金鑄鐵中添加了較大質(zhì)量百分數(shù)的除鐵元素之外的其他元素，且由于離心鑄造中存在離心力，離心力造成密度大小不同的單質(zhì)和化合物在合金鑄鐵氣缸套中的分布位置差別很大，如此導(dǎo)致成分偏析嚴重，容易產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。為此，本發(fā)明提供一種合金鑄鐵缸套鑄造方法。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了合金鑄鐵缸套鑄造方法，解決了現(xiàn)有的缸套采用離心鑄造，導(dǎo)致生產(chǎn)的缸套容易產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷的問題。

（二）技術(shù)方案

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案：

合金鑄鐵缸套鑄造方法，該方法包括以下步驟：

步驟A、造型：將制作的缸套模型表面刷一層鑄造用涂料后，放入制作好的上層砂箱中，同時在上層芯盒中放入一個實心圓桿，然后用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將缸套模型頂部的缸套內(nèi)層輪廓凸顯出來，并在缸套內(nèi)層輪廓之間放入設(shè)計好的花鍵翅片，使得缸套內(nèi)層輪廓之間形成相互導(dǎo)通的花鍵槽，最后將制作的下層芯盒對應(yīng)固定在上層芯盒中，再用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將下層芯盒和上層芯盒分開，使得下層芯盒與缸套內(nèi)層輪廓對應(yīng)的一面形成缸套內(nèi)層輪廓的空腔，而上層芯盒則將缸套模型和實心圓桿從上層芯盒中抽出，使得上層芯盒形成缸套外層輪廓的空腔;

步驟B、制芯：根據(jù)缸套內(nèi)部直徑制作的空心管水平放置好，并將空心管的內(nèi)部填滿呋喃樹脂砂，然后將空心管的上下兩端水平舂緊實后，將空心管內(nèi)部形成的主體芯取出;

步驟C、合模：在將步驟B中制得主體芯放入步驟A中下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔之前，先在下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔中涂少量的呋喃樹脂砂，然后再將主體芯放入內(nèi)層輪廓空腔中，并將上層芯盒形成的外層輪廓空腔對應(yīng)固定在下層芯盒放置的主體芯中;

步驟D、冶金熔煉：將C；3.75～3.83％、Si；1.35～1.45％、Mn；0.32～0.48％、P；≤0.032％、S；≤0.02％、Cu；0.54～0.65％、余量為Fe構(gòu)成的原料放入加熱爐中熔化后，得到鐵水;

步驟E、球化孕育處理: 在澆包內(nèi)事先埋好0.8～1.1%熔化鐵水重量的球化劑和0.5～0.6%熔化鐵水重量的孕育劑，鐵水過熱后迅速降溫到1450～1460℃的出鐵溫度，然后將步驟D中熔煉的鐵水從熔爐倒入到澆包內(nèi)，鐵水與球化劑孕育劑發(fā)生反應(yīng)。

步驟F、澆注、冷卻、開箱：將步驟E中處理好的鐵水以1350～1380℃澆入從上層芯盒空心絲桿形成的澆口進入到下層芯盒和上層芯盒形成的型腔中，并在型腔內(nèi)冷卻后開箱，取出鑄件，清理，然后進行后續(xù)檢驗。

進一步地，步驟A中缸套模型包括缸套實心內(nèi)層和缸套實心外層，其中缸套實心內(nèi)層連接在缸套實心外層的頂部。

進一步地，步驟A下層芯盒和上層芯盒分別均為上下相通的中空結(jié)構(gòu)，其中缸套模型與上層砂芯的上下表面分別均保持同一水平面。

進一步地，步驟D中的加熱爐為頻感應(yīng)電爐，其中熔煉溫度控制在1480～1520℃。

進一步地，步驟E中球化劑為釔基重稀土球化劑，孕育劑為硅鋇長效孕育劑。

進一步地，步驟F中冷卻時間為12～24h、冷卻溫度為427℃以下。

（三）有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了合金鑄鐵缸套鑄造方法，具備以下有益效果：

本發(fā)明，通過采用呋喃樹脂砂填置在上箱芯盒和下箱芯盒之間，所形成的缸套內(nèi)層輪廓空腔和外層輪廓空腔，然后在下箱芯盒形成的缸套內(nèi)層輪廓空腔中再填置少點的呋喃樹脂砂，可使上箱芯盒、下箱芯盒和主體芯之間合模時，能夠保證主體芯粘結(jié)在缸套內(nèi)層輪廓空腔中，使得缸套內(nèi)層輪廓空腔與主體芯之間達到一定的穩(wěn)定型，當(dāng)鐵水澆入型腔時，可更好的加強了鑄件凝固時的補縮，減少縮孔、縮松等缺陷的產(chǎn)生，同時鐵水采用孕育劑和球化劑水進行孕育處理，能夠進一步保證鑄件的球化質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中合金鑄鐵缸套鑄造方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中上箱芯盒、下箱芯盒和主體芯合模結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中缸套模型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

如圖1、2和3所示，本發(fā)明一個實施例提出的合金鑄鐵缸套鑄造方法，該方法包括以下步驟：

步驟A、造型：將制作的缸套模型表面刷一層鑄造用涂料后，放入制作好的上層砂箱中，同時在上層芯盒中放入一個實心圓桿，然后用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將缸套模型頂部的缸套內(nèi)層輪廓凸顯出來，并在缸套內(nèi)層輪廓之間放入設(shè)計好的花鍵翅片，使得缸套內(nèi)層輪廓之間形成相互導(dǎo)通的花鍵槽，最后將制作的下層芯盒對應(yīng)固定在上層芯盒中，再用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將下層芯盒和上層芯盒分開，使得下層芯盒與缸套內(nèi)層輪廓對應(yīng)的一面形成缸套內(nèi)層輪廓的空腔，而上層芯盒則將缸套模型和實心圓桿從上層芯盒中抽出，使得上層芯盒形成缸套外層輪廓的空腔;

步驟B、制芯：根據(jù)缸套內(nèi)部直徑制作的空心管水平放置好，并將空心管的內(nèi)部填滿呋喃樹脂砂，然后將空心管的上下兩端水平舂緊實后，將空心管內(nèi)部形成的主體芯取出;

步驟C、合模：在將步驟B中制得主體芯放入步驟A中下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔之前，先在下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔中涂少量的呋喃樹脂砂，然后再將主體芯放入內(nèi)層輪廓空腔中，并將上層芯盒形成的外層輪廓空腔對應(yīng)固定在下層芯盒放置的主體芯中;

步驟D、冶金熔煉：將C；3.75％、Si；1.35％、Mn；0.32％、P；0.032％、S；0.02％、Cu；0.54％、余量為Fe構(gòu)成的原料放入加熱爐中熔化后，得到鐵水;

步驟E、球化孕育處理: 在澆包內(nèi)事先埋好0.8%熔化鐵水重量的球化劑和0.5%熔化鐵水重量的孕育劑，鐵水過熱后迅速降溫到1450℃的出鐵溫度，然后將步驟D中熔煉的鐵水從熔爐倒入到澆包內(nèi)，鐵水與球化劑孕育劑發(fā)生反應(yīng)。

步驟F、澆注、冷卻、開箱：將步驟E中處理好的鐵水以1350℃澆入從上層芯盒空心絲桿形成的澆口進入到下層芯盒和上層芯盒形成的型腔中，并在型腔內(nèi)冷卻后開箱，取出鑄件，清理，然后進行后續(xù)檢驗。

在一些實施例中，步驟A中缸套模型包括缸套實心內(nèi)層和缸套實心外層，其中缸套實心內(nèi)層連接在缸套實心外層的頂部。

在一些實施例中，步驟A下層芯盒和上層芯盒分別均為上下相通的中空結(jié)構(gòu)，其中缸套模型與上層砂芯的上下表面分別均保持同一水平面。

在一些實施例中，步驟D中的加熱爐為頻感應(yīng)電爐，其中熔煉溫度控制在1480℃。

在一些實施例中，步驟E中球化劑為釔基重稀土球化劑，孕育劑為硅鋇長效孕育劑。

在一些實施例中，步驟F中冷卻時間為14h、冷卻溫度為427℃以下。

實施例2

如圖1、2和3所示，本發(fā)明一個實施例提出的合金鑄鐵缸套鑄造方法，該方法包括以下步驟：

步驟A、造型：將制作的缸套模型表面刷一層鑄造用涂料后，放入制作好的上層砂箱中，同時在上層芯盒中放入一個實心圓桿，然后用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將缸套模型頂部的缸套內(nèi)層輪廓凸顯出來，并在缸套內(nèi)層輪廓之間放入設(shè)計好的花鍵翅片，使得缸套內(nèi)層輪廓之間形成相互導(dǎo)通的花鍵槽，最后將制作的下層芯盒對應(yīng)固定在上層芯盒中，再用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將下層芯盒和上層芯盒分開，使得下層芯盒與缸套內(nèi)層輪廓對應(yīng)的一面形成缸套內(nèi)層輪廓的空腔，而上層芯盒則將缸套模型和實心圓桿從上層芯盒中抽出，使得上層芯盒形成缸套外層輪廓的空腔;

步驟B、制芯：根據(jù)缸套內(nèi)部直徑制作的空心管水平放置好，并將空心管的內(nèi)部填滿呋喃樹脂砂，然后將空心管的上下兩端水平舂緊實后，將空心管內(nèi)部形成的主體芯取出;

步驟C、合模：在將步驟B中制得主體芯放入步驟A中下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔之前，先在下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔中涂少量的呋喃樹脂砂，然后再將主體芯放入內(nèi)層輪廓空腔中，并將上層芯盒形成的外層輪廓空腔對應(yīng)固定在下層芯盒放置的主體芯中;

步驟D、冶金熔煉：將C；3.8％、Si；1.4％、Mn；0.35％、P；0.032％、S；0.02％、Cu；0.6％、余量為Fe構(gòu)成的原料放入加熱爐中熔化后，得到鐵水;

步驟E、球化孕育處理: 在澆包內(nèi)事先埋好0.9%熔化鐵水重量的球化劑和0.55%熔化鐵水重量的孕育劑，鐵水過熱后迅速降溫到1455℃的出鐵溫度，然后將步驟D中熔煉的鐵水從熔爐倒入到澆包內(nèi)，鐵水與球化劑孕育劑發(fā)生反應(yīng)。

步驟F、澆注、冷卻、開箱：將步驟E中處理好的鐵水以1360℃澆入從上層芯盒空心絲桿形成的澆口進入到下層芯盒和上層芯盒形成的型腔中，并在型腔內(nèi)冷卻后開箱，取出鑄件，清理，然后進行后續(xù)檢驗。

在一些實施例中，步驟A中缸套模型包括缸套實心內(nèi)層和缸套實心外層，其中缸套實心內(nèi)層連接在缸套實心外層的頂部。

在一些實施例中，步驟A下層芯盒和上層芯盒分別均為上下相通的中空結(jié)構(gòu)，其中缸套模型與上層砂芯的上下表面分別均保持同一水平面。

在一些實施例中，步驟D中的加熱爐為頻感應(yīng)電爐，其中熔煉溫度控制在1500℃。

在一些實施例中，步驟E中球化劑為釔基重稀土球化劑，孕育劑為硅鋇長效孕育劑。

在一些實施例中，步驟F中冷卻時間為16h、冷卻溫度為427℃以下

實施例3

如圖1、2和3所示，本發(fā)明一個實施例提出的合金鑄鐵缸套鑄造方法，該方法包括以下步驟：

步驟A、造型：將制作的缸套模型表面刷一層鑄造用涂料后，放入制作好的上層砂箱中，同時在上層芯盒中放入一個實心圓桿，然后用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將缸套模型頂部的缸套內(nèi)層輪廓凸顯出來，并在缸套內(nèi)層輪廓之間放入設(shè)計好的花鍵翅片，使得缸套內(nèi)層輪廓之間形成相互導(dǎo)通的花鍵槽，最后將制作的下層芯盒對應(yīng)固定在上層芯盒中，再用呋喃樹脂砂填滿上層芯盒，水平舂緊實后，將下層芯盒和上層芯盒分開，使得下層芯盒與缸套內(nèi)層輪廓對應(yīng)的一面形成缸套內(nèi)層輪廓的空腔，而上層芯盒則將缸套模型和實心圓桿從上層芯盒中抽出，使得上層芯盒形成缸套外層輪廓的空腔;

步驟B、制芯：根據(jù)缸套內(nèi)部直徑制作的空心管水平放置好，并將空心管的內(nèi)部填滿呋喃樹脂砂，然后將空心管的上下兩端水平舂緊實后，將空心管內(nèi)部形成的主體芯取出;

步驟C、合模：在將步驟B中制得主體芯放入步驟A中下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔之前，先在下層芯盒的內(nèi)層輪廓空腔中涂少量的呋喃樹脂砂，然后再將主體芯放入內(nèi)層輪廓空腔中，并將上層芯盒形成的外層輪廓空腔對應(yīng)固定在下層芯盒放置的主體芯中;

步驟D、冶金熔煉：將C；3.83％、Si；1.45％、Mn；0.48％、P；0.032％、S；0.02％、Cu；0.65％、余量為Fe構(gòu)成的原料放入加熱爐中熔化后，得到鐵水;

步驟E、球化孕育處理: 在澆包內(nèi)事先埋好1.1%熔化鐵水重量的球化劑和0.6%熔化鐵水重量的孕育劑，鐵水過熱后迅速降溫到1460℃的出鐵溫度，然后將步驟D中熔煉的鐵水從熔爐倒入到澆包內(nèi)，鐵水與球化劑孕育劑發(fā)生反應(yīng)。

步驟F、澆注、冷卻、開箱：將步驟E中處理好的鐵水以1380℃澆入從上層芯盒空心絲桿形成的澆口進入到下層芯盒和上層芯盒形成的型腔中，并在型腔內(nèi)冷卻后開箱，取出鑄件，清理，然后進行后續(xù)檢驗。

在一些實施例中，步驟A中缸套模型包括缸套實心內(nèi)層和缸套實心外層，其中缸套實心內(nèi)層連接在缸套實心外層的頂部。

在一些實施例中，步驟A下層芯盒和上層芯盒分別均為上下相通的中空結(jié)構(gòu)，其中缸套模型與上層砂芯的上下表面分別均保持同一水平面。

在一些實施例中，步驟D中的加熱爐為頻感應(yīng)電爐，其中熔煉溫度控制在1520℃。

在一些實施例中，步驟E中球化劑為釔基重稀土球化劑，孕育劑為硅鋇長效孕育劑。

在一些實施例中，步驟F中冷卻時間為24h、冷卻溫度為427℃以下。

本發(fā)明實施例1～3中的合金鑄鐵缸套鑄造方法，通過采用呋喃樹脂砂填置在上箱芯盒和下箱芯盒之間，所形成的缸套內(nèi)層輪廓空腔和外層輪廓空腔，然后在下箱芯盒形成的缸套內(nèi)層輪廓空腔中再填置少點的呋喃樹脂砂，可使上箱芯盒、下箱芯盒和主體芯之間合模時，能夠保證主體芯粘結(jié)在缸套內(nèi)層輪廓空腔中，使得缸套內(nèi)層輪廓空腔與主體芯之間達到一定的穩(wěn)定型，當(dāng)鐵水澆入型腔時，可更好的加強了鑄件凝固時的補縮，減少縮孔、縮松等缺陷的產(chǎn)生，同時鐵水采用孕育劑和球化劑水進行孕育處理，能夠進一步保證鑄件的球化質(zhì)量。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

合金鑄鐵缸套鑄造方法.pdf