一種鑄造灰鑄鐵鑄件的方法，包括以下步驟：制備一種含有一定量碳、硅、磷、硫、錳和鉻的熔融灰鑄鐵金屬；在澆注前，對上述熔融的灰鑄鐵金屬用錫進行金化，使錫含量在０．０５％－０．１０％之間；在澆注前，在上述熔融的用錫合金化的灰鑄鐵金屬中加入一種灰鑄鐵孕育劑，使硅含量再增加０．１０％－０．１２％；在孕育處理后，盡快將上述熔融的、用錫合金化的、并進行了孕育處理的灰鑄鐵金屬鑄造成灰鑄鐵鑄件。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及使用灰鑄鐵的鑄造方法，具體地說，是涉及用灰鑄鐵制造曲軸箱和氣缸蓋的鑄造方法。
技術(shù)介紹
灰鑄鐵具有極好的鑄造性，并且成本低，能用于制造各種產(chǎn)品，例如曲軸箱和氣缸蓋，因此灰鑄鐵是一種很合需要的鑄造材料。上述這些制造部件要求強度高、堅固、切削加工性好、尺寸穩(wěn)定性質(zhì)又均勻。為達到這些質(zhì)量要求，需在鑄件的各部分，通體具有均勻的金相組織，尤其是均勻的珠光體結(jié)構(gòu)。在鑄造過程中通常將一些合金加入到灰鑄鐵材料中，以便獲得這些所需的性質(zhì)，合金對灰鑄鐵的影響已經(jīng)被廣泛地研究過，例如“A Modern Approach To Alloying Gray Iron”Janowak&Gundlach，AFS Transactions，Vol.90，1982，和“Effect of Manganeseand Sulfur on Mechanical Properties and Structure of Flake Graphite Cast Irons，”Fuller，AFS Transactions，Vol.94，1986。盡管有了這些先前的工作，為了使鑄件達到強度要求，加入鉻到熔融的灰鑄鐵來制造曲軸箱和氣缸蓋用的灰鐵鑄件，但這就在鑄件中造成了由于急冷和碳化鐵的形成所導(dǎo)致的麻點，將使對其切削加工困難，會使鑄件受損并使切削工具的壽命和性能都低。為減少其急冷傾向，曾經(jīng)在灰鑄鐵原料中增大硅的含量，并在熔融灰鑄鐵中增大硅基孕育劑的量，而這就大大地增加了生產(chǎn)的成本。而且，硅含量的增大相應(yīng)地就需要增大鉻的含量，以提高鑄件的強度，而這將進一步增加成本，同時也使形成碳化鐵麻點和白口層的傾向增大。此外，由于高度的合金化，所得的曲軸箱和氣缸蓋中的固化應(yīng)力是很高的，就需進行應(yīng)力消除的熱處理以減少鑄件在加工過程中的形變和破裂。由于鑄件從模具需要在相對較低的溫度即在900°F-1200°F進行落砂(即從模具中取出鑄件)，鑄造應(yīng)力也進一步增大。這樣，就迫切需要一種經(jīng)濟的使用灰鑄鐵制造曲軸箱和氣缸蓋的方法，盡量減少碳化鐵麻點和凝固時白口層的形成，同時將對最后的鑄件進行應(yīng)力消除的熱處理的需要減小到最小。專利技術(shù)簡述本專利技術(shù)的方法提供了一種經(jīng)濟的使用灰鑄鐵制造曲軸箱和氣缸蓋的方法，其熔體凝固時只形成極少的碳化鐵麻點和白口層，同時將對最后的鑄件進行應(yīng)力消除熱處理的需要減小到最小。本專利技術(shù)方法不需額外的生產(chǎn)設(shè)備，具有冷卻時間短，即落砂溫度較高的優(yōu)點。本專利技術(shù)中用灰鑄鐵制造曲軸箱和氣缸蓋的方法是，先制備熔融的灰鑄鐵金屬，它含4.05％碳當(dāng)量(其中包括約3.4％-3.45％碳和約1.80％-1.90％硅)，少于約0.03％磷，同時在原鐵水中保留約0.05％-0.07％硫，約為硫含量1.7倍加上約0.30-0.40％的錳，少于約0.10％在原鐵水中的鉻。然后，上述的熔融灰鑄鐵金屬被轉(zhuǎn)移到一個澆注包中，加入錫，得到一種熔融的用錫合金化的灰鑄鐵金屬，其中錫的含量在約0.05％-0.10％。隨后，在上述熔融的用錫合金化的灰鑄鐵金屬中加入一種硅基孕育劑，使硅含量再增加約0.10％-0.12％，然后，盡快將上述熔融的、用錫合金化的、并進行了孕育處理的灰鑄鐵金屬從澆注包澆注到模具中，最好是在不遲于孕育處理后7-10分鐘即進行澆注。與以前的制造方法相比，在這種制造方法中，熔融的灰鑄鐵金屬中具有顯著增大的碳含量，較低的磷含量，顯著減少的鉻含量，稍微降低的硫含量，并使用了錫作為珠光體穩(wěn)定劑，顯著地減少了碳化鐵麻點和白口層的形成，并大大降低了灰鑄鐵中的硅含量和孕育劑的使用量。此外，最后鑄件的高落砂溫度也減少了填加合金的需要，并使鑄件具有較低的殘余應(yīng)力。本專利技術(shù)的制造方法得到的鑄件，比從它的化學(xué)組成預(yù)期的強度更大些，加入的孕育劑材料數(shù)量和合金化成本比傳統(tǒng)方法，同時減小了最后鑄件進行應(yīng)力消除熱處理的需要。附圖簡述附圖說明圖1是本專利技術(shù)制造灰鑄鐵鑄件步驟的方塊圖。專利技術(shù)詳述如圖1所示，本專利技術(shù)方法的第一步是制備一種控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬。用廢鋼、灰鑄鐵錠和從生產(chǎn)過程中回收的灰鑄鐵廢料在一個電爐中制得熔融的灰鑄鐵金屬。熔融灰鑄鐵金屬中各組分的含量的控制，是先對廢鋼、灰鑄鐵錠和從生產(chǎn)過程中回收的灰鑄鐵廢料進行光譜分析，然后調(diào)節(jié)這三種成分的量到所需的含量，還根據(jù)需要添加硅、磷、錳和鉻。由于在熔融的灰鑄鐵金屬中應(yīng)保持較低的磷、硫和鉻含量，因此需這些合金化金屬的加入量應(yīng)較少。第二步，將控制各組分含量好的熔融灰鑄鐵金屬轉(zhuǎn)移到澆注包中，以便進行后續(xù)工藝。第三步，用加錫到澆注包中對熔融灰鑄鐵金屬進行合金化，至錫的含量在約0.05％-0.10％，優(yōu)選約為0.055％-0.095％，根據(jù)要鑄造的部件的某些區(qū)域尺寸決定。而且是根據(jù)鑄件的重要的區(qū)域尺寸決定。重要區(qū)域是指必須具有最高強度和/或可切削加工性的區(qū)域，可以是鑄件的較薄或較厚的區(qū)域，由該區(qū)域的作用決定。當(dāng)重要區(qū)域的溫度下降較慢時(也就是說冷卻較慢)，加入熔融的灰鑄鐵金屬的錫的量應(yīng)在約0.05％-0.10％范圍內(nèi)較多量的范圍，而當(dāng)重要區(qū)域冷卻較快時，加入熔融的灰鑄鐵金屬的錫的量就應(yīng)在該含量范圍內(nèi)的較少量范圍。如果由于鑄件的較薄區(qū)域附近存在較厚區(qū)域而將熱量傳遞給它，使其冷卻較慢，那么，即使是鑄件的較薄區(qū)域也需加入較多的錫。在本方法的第四步中，在上述熔融的合金化的灰鑄鐵金屬中加入一種硅基孕育劑，使硅含增加約0.10％-0.12％。實施本專利技術(shù)時優(yōu)選的硅基孕育劑是含鋇和/或鈣的硅基孕育劑。在加入孕育劑后，盡快將澆注包中的鐵水澆注到一個或多個模具中，澆注最好在加入孕育劑以后7-10分鐘內(nèi)進行。趁鑄件在超過1400°F的溫度優(yōu)選約1500°F-1600°F時將其從模具中取出。優(yōu)選的此落砂溫度為1500°F-1600°F，但在本專利技術(shù)中并不是嚴(yán)格要求的，溫度可通過經(jīng)一定冷卻時間后從模具中取出鑄件來確定，該冷卻時間可按能使鑄件的溫度在1400°F以上，優(yōu)選約1500°F-1600°F來經(jīng)驗決定。由于使用了較高的落砂溫度，就縮短了制造鑄件的時間。使用本專利技術(shù)來鑄造氣缸體和曲軸箱，使鑄件中會影響鑄件的切削性能的由碳化鐵所造成的麻點和白口層減少到最少。同時本專利技術(shù)的方法使鑄件具有更均勻的珠光體結(jié)構(gòu)，因而具有更高的強度。雖然本專利技術(shù)中是就其用來生產(chǎn)氣缸體和曲軸箱而敘述的，但業(yè)內(nèi)人士應(yīng)認識到，本專利技術(shù)可相對于本文中的優(yōu)選實施方式進行變化，使其能用來鑄造其他鑄件，只要不偏離本專利技術(shù)的權(quán)利要求。權(quán)利要求1.一種使用灰鑄鐵制造曲軸箱和氣缸蓋的方法，該方法包括以下步驟制備一種控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬，它含4.05％碳當(dāng)量，其中包括約3.40％-3.45％碳、約1.80％-1.90％硅，少于約0.03％磷，同時在原鐵水中保留約0.05％-0.07％硫，約為硫含量1.7倍加上約0.30-0.40％的錳，少于約0.10％在原鐵水中的鉻；將所述控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬轉(zhuǎn)移到一個澆注包中；在所述澆注包中的控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬中加入錫，使其合金化，至總的錫含量在約0.05％-0.10％，得到一種熔融的錫合金化控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬；在所述用錫合金化控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬中加入一種硅基孕育劑，使硅含量再增加約0.10％-0.12％；在所述孕育處理后本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種使用灰鑄鐵制造曲軸箱和氣缸蓋的方法，該方法包括以下步驟：制備一種控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬，它含４．０５％碳當(dāng)量，其中包括約３．４０％－３．４５％碳、約１．８０％－１．９０％硅，少于約０．０３％磷，同時在原鐵水中保留約０．０ ５％－０．０７％硫，約為硫含量１．７倍加上約０．３０－０．４０％的錳，少于約０．１０％在原鐵水中的鉻；將所述控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬轉(zhuǎn)移到一個澆注包中；在所述澆注包中的控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬中加入錫，使其合金化 ，至總的錫含量在約０．０５％－０．１０％，得到一種熔融的錫合金化控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬；在所述用錫合金化控制各組分含量的熔融灰鑄鐵金屬中加入一種硅基孕育劑，使硅含量再增加約０．１０％－０．１２％；在所述孕育處理后盡快 將所述熔融的、用錫合金化的、并進行了所述孕育處理的灰鑄鐵金屬傾倒到一模具中。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：JR瓦德，
申請(專利權(quán))人：萬國引擎知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]
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