離心鑄造蠕鐵氣缸套生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterFundamentalResearchonProductionTechnologyofVermicularCastIronCylinderLinerwithCentrifugalCastingByHuaweiSunSupervisor：ProfiJinqiMiaoProfShengxinLiuMaterialProcessi

2、ngEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringApril2011、11＼、—■0廠——_————————一摘要摘要氣缸套作為發(fā)動機的核心部件之一，目前其常用材質(zhì)主要為灰鑄鐵。隨著現(xiàn)代發(fā)動機向輕量化、高速化和高功率化發(fā)展，對氣缸套材料的熱疲勞強度、硬度和耐磨性提出了更高的要求，灰鑄鐵材質(zhì)已經(jīng)不能滿足使用要求。蠕墨鑄鐵因其優(yōu)良的熱疲勞性能和耐磨性，已在氣缸蓋和氣缸體等發(fā)動機部件中得到了

3、廣泛應(yīng)用，但尚未應(yīng)用在氣缸套生產(chǎn)中。本文針對金屬型離心鑄造生產(chǎn)工藝，采用金相觀察、掃描電子顯微鏡、能譜分析、拉伸實驗、顯微硬度實驗和快磨實驗等分析測試手段，較系統(tǒng)地研究了蠕化劑、孕育劑、鐵液含硫量、合金元素和碳當(dāng)量等因素對蠕鐵氣缸套蠕化效果和基體組織的影響規(guī)律。結(jié)果表明，采用二次孕育(08％硅鐵合金o2％硅鍶合金)及合適的蠕化量，可獲得良好的蠕化效果和較干凈的基體組織。孕育不足時，白口傾向大；孕育量過大時，球狀石墨數(shù)量增加且基體中鐵素體

4、含量過高。蠕化量不足時，有較多片狀石墨生成；蠕化量過大時，鐵液中RE殘和Mg殘過高，生成大量球狀石墨。調(diào)整蠕化劑中RE／Mg值(質(zhì)量比)在9~10范圍內(nèi)變化，氣缸套試樣均可獲得良好的蠕化效果，在一定程度上拓寬蠕化操作的范圍，降低了批量生產(chǎn)時蠕化控制的困難，實驗中RE殘和Mg殘的適宜范圍：RE殘：0050／0065％、Mg殘：0005／0010“4。含硫量較高的鐵液，所需蠕化量更大，同時蠕化效果不如低硫鐵液穩(wěn)定，蠕化操作不容易控制。添加適

5、量的Cu、Cr、Mo、Ti等合金元素，調(diào)整鐵液碳當(dāng)量在4346范圍內(nèi)并配合適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕呦嘟Y(jié)合可獲得基體中珠光體含量高、無明顯碳化物和萊氏體的蠕鐵氣缸套鑄件。珠光體基體蠕鐵氣缸套的抗拉強度可達4592MPa，比孕育灰鐵材質(zhì)強度高156MPa。正火處理可使珠光體的粒度、分布、形態(tài)發(fā)生變化，進一步改善蠕鐵的力學(xué)性能，抗拉強度為4773MPa。氣缸套不同區(qū)域的硬度稍有不同，外壁最高達245HBW，而中心和內(nèi)壁略低，分別為236HBW和