專利名稱：一種鑄鐵柴油機氣缸套的生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鑄鐵柴油機氣缸套的生產方法，屬于機械制造領域。柴油機對油耗、噪聲、使用壽命、排放污染、可靠性、以及自重的要求越來越高，制造成本不斷下降，作為柴油機心臟部件的氣缸套起著關鍵的作用。
目前鑄鐵氣缸套通用的制造方法是用離心澆鑄法鑄造出毛坯，消除應力退火，機械加工成型。上述方法的缺陷為①.由于離心力的作用造成缸套毛坯內疏外密，缸套內孔有大量的氣孔、疏松、夾渣等鑄造缺陷，鑄造廢品率高，為了徹底切除這些缺陷，勢必增加缸套的壁厚，浪費了材料，增大了切削加工量和加工廢品率；②.由于澆鑄時缸套內孔與外壁的冷卻速度差異大，導致鑄造組織不均勻，鑄造內應力大，必須進行消除內應力退火，進一步增大了成本，并易產生白口廢品，為了避免產生白口，使得添加對提高缸套強度和耐磨性有利的反石墨化合金元素受到了限制；③.不能鑄造出有臺階的外圓面，需用機械加工的方法加工出缸套的外圓臺階，進一步增大了切削成本，并損失了對強度和耐蝕性有利的缸套外表層致密的細晶粒組織層；④.由于切削加工量大，材料利用率低，制造高合金的高強度高耐磨氣缸套會使成本急劇升高。
專利號為ZL97020313.5的實用新型專利“等離子束硬化的內燃機氣缸套”，提出了一種內層含有厚度＞0～0.16mm的等離子束硬化層的氣缸套，其硬化層為常壓等離子束淬火硬化層，或者為常壓等離子束熔凝硬化層，或者為常壓等離子束多元共滲合金硬化層，提高了氣缸套的耐磨性，但是沒有涉及到缸套鑄造與機械加工成型方法。
本發(fā)明的目的在于克服上述缸套制造方法的不足，提出一種鑄鐵柴油機氣缸套的生產方法。
本發(fā)明的實施步驟為1、在氣缸套模具中用聚苯乙烯發(fā)泡塑料作為消失模原料，發(fā)泡成型制作出聚苯乙烯氣缸套消失模，并在適當?shù)牟课徽成蠞驳琅c澆口；2、在消失模內孔表面均勻涂覆一層厚度為0.5～2mm的合金鑄滲劑，然后再整體涂覆一層厚度＞0～2mm的鋁釩土耐火涂料，上述合金鑄滲劑可以是鉻鐵合金粉末，也可以是由重量百分比分別為80～100％的鉻鐵合金粉未、1～10％的稀土粉未、1～10％的銅粉未加膠水均勻混合而成；3、將上述消失模埋入鑄造砂箱內的干石英砂中，砂箱除澆口外均要密封，密封后抽真空，邊抽氣邊澆注鐵水，缸套模遇到熾熱的鐵水瞬間氣化消失，鐵水占據(jù)缸套模的空間，冷凝后形成鑄鐵缸套毛坯；4、缸套毛坯去掉澆口后機械加工成型；5、成型缸套內孔表面用等離子束掃描淬火方法硬化處理。
用上述生產方法生產的鑄鐵柴油機氣缸套產生以下積極效果1、無鑄造內應力，內外組織致密均勻，無離心鑄造的內疏外密缺陷，鑄造廢品率低，無鑄造內應力，無需鑄造后的消除內應力退火，不會在加工或安裝使用過程中產生應力變形；2、內孔為鑄滲高合金層，有效地利用了貴重的合金元素，經等離子束掃描淬火后形成一層含有大量合金馬氏體、合金碳化物的耐磨減摩層，使氣缸套的抗高溫高速磨損性能、抗腐蝕磨損性能、以及抗磨粒磨損性能有明顯改善，氣缸套的使用壽命顯著提高。
3、缸套為精密鑄造成型，材料利用率高，配合裝配面加工余量小，提高了加工效率和加工成品率，減小了加工成本，非配合裝配面保留了鑄造細晶層，提高了缸套的強度和耐腐蝕性；4、缸套總生產成本降低30％以上，使用壽命比傳統(tǒng)制造方法加等離子束處理的缸套提高0.5倍以上。
實施例在95型柴油機氣缸套模具中用聚苯乙烯發(fā)泡塑料作為消失模原料，發(fā)泡成型制作出95型聚苯乙烯氣缸套消失模，在消失模的一端粘上聚苯乙烯棒制作的澆道與澆口。在缸套消失模內孔表面距上端口60mm范圍內均勻涂覆一層厚度約為1mm的合金鑄滲劑，合金鑄滲劑的組成為90％(重量百分比)的鉻鐵合金粉未、5％的稀土粉未、5％的銅粉未，用膠水均勻調和。待合金鑄滲劑層干燥后整體涂覆一層厚度為1mm的鋁釩土耐火涂料，在50～60℃的干燥箱內烘干，將消失模與澆道整體埋入砂箱內40目的干石英砂中，砂面上只露出澆口上端面，整個砂面鋪設一層塑料薄膜，并在塑料薄膜上面澆口露頭處放置澆杯。啟動真空泵將砂箱抽真空，邊抽真空邊澆入鐵水直至澆滿，待冷凝后將鑄鐵缸套倒出，進行機械加工成型，最后在氣缸套等離子束淬火機床上對缸套內孔進行等離子束掃描淬火。用上述方法生產的缸套比同型號的離心鑄造缸套生產成本降低30％，經上述方法生產的缸套安裝到4-95柴油機上與未經和經過等離子束硬化的離心鑄造硼鑄鐵缸套作對比試驗，使用壽命分別提高1.5倍和0.5倍。
權利要求
1.一種鑄鐵柴油機氣缸套的生產方法，它包括鑄造毛坯、機械加工成型、內孔表面用等離子束掃描淬火硬化工序，其特征還在于鑄造毛坯時采用如下方法1.1.首先在氣缸套模具內用聚苯乙烯發(fā)泡塑料發(fā)泡成型為與氣缸套形狀相同的消失模，并在適當?shù)牟课徽成蠞驳琅c澆口；1.2.在消失模內孔表面均勻涂覆一層合金鑄滲劑，在整體表面再涂覆一層耐火涂料；1.3.將消失模埋入鑄造砂箱內的干石英砂中，密封后抽真空，邊抽真空邊澆注鐵水，消失模遇鐵水氣化消失，鐵水占據(jù)消失模的空間，冷凝后形成毛坯。
2.如權利要求1所述方法中使用的合金鑄滲劑，其特征是由重量比80～100％的鉻鐵合金粉未、1～10％的稀土粉未、1～10％的銅粉未均勻混合后由膠水調和而成，最優(yōu)化配比是鉻鐵合金粉未90％、稀土粉未5％、銅粉未5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鑄鐵柴油機氣缸套的生產方法,它包括制造毛坯、機械加工成型和等離子束掃描淬火,其特征是采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料在氣缸套模具中發(fā)泡成缸套形狀的消失模,涂覆合金滲劑和耐火涂料后,埋入砂箱中密封抽真空,邊抽真空邊澆注鐵水,冷凝后形成毛坯。與以往所使用的離心鑄造缸套方法相比,該方法所生產的缸套毛坯重量輕、無鑄造內應力、內外組織致密均勻、加工成本低、耐磨性好。
文檔編號B23P23/04GK1333104SQ0011120
公開日2002年1月30日 申請日期2000年7月12日 優(yōu)先權日2000年7月12日
發(fā)明者李惠琪, 孫玉宗, 楊膠溪 申請人:山東科技大學機械廠