本發(fā)明涉及鑄件的鑄造方法，具體涉及一種發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法。

背景技術(shù)：

我國汽車產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，主要汽車企業(yè)(集團)2011年年底形成整車產(chǎn)能1841萬輛，相應發(fā)動機產(chǎn)能已達到年產(chǎn)1671萬臺。隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，我國汽車國產(chǎn)化進程不斷加快，汽車消費需求旺盛，汽車保有量保持快速增長趨勢。2006年至2010年，汽車產(chǎn)量年均增加951萬輛；據(jù)分析，目前中國的汽車保有量為7000多萬輛，到2020年將達到2億輛，也就是每年將凈增1300萬輛，考慮到汽車報廢等因素，每年凈增量將在2000萬輛左右。巨大的汽車市場保有量，必將促進汽車發(fā)動機缸體市場的大發(fā)展。

缸體是發(fā)動機上最關(guān)鍵、最復雜的鑄件，其壁厚最薄處往往不到3mm，缸體鑄件生產(chǎn)應用最廣的仍然是濕型粘土砂，具有成型性能好、能耗低、噪音小、污染少、效率高、運行可靠等優(yōu)點的靜壓造型線及氣沖造型線使用較為廣泛。近年來，國內(nèi)外造型線制造廠家對造型機的不斷改進，先后已出現(xiàn)氣沖加壓實、氣流增益氣沖加壓實、靜壓加壓實、主動多觸頭壓實、成型擠壓等加砂方式，砂型硬度更加均勻化，成為缸體鑄件生產(chǎn)首選的造型設備。一些大中型柴油機缸體鑄造企業(yè)，采用pepset自硬砂工藝和三乙胺冷芯盒工藝，這也是節(jié)能低碳的最佳選擇。

發(fā)動機的生產(chǎn)、加工、裝配是一個復雜且龐大的工程，不僅能創(chuàng)造大量的就業(yè)，更能轉(zhuǎn)化為具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。掌握發(fā)動機缸體的生產(chǎn) 技術(shù)，不僅可以促進發(fā)動機的國產(chǎn)化，提高年產(chǎn)量；而且能夠為將來國產(chǎn)化生產(chǎn)更大型的系列發(fā)動機打下堅實的基礎和提供寶貴的經(jīng)驗。因此，大力發(fā)展發(fā)動機的工業(yè)化生產(chǎn)勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高鑄件的強度和韌性的發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的發(fā)動機缸體鑄件的鑄造方法，首先制作砂型，然后利用砂型進行澆注成型，最后對鑄件進行熱處理，

所述澆注成型采用以下步驟：

A、將原料放入熔煉爐內(nèi)進行熔煉；

B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預處理劑進行處理；

C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進行充分攪拌；

D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。

進一步的是，在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復合孕育劑，所述復合孕育劑為含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。

進一步的是，在澆注成型的C步驟中，按照重量比，復合孕育劑加入總量為0.4±0.10％，其中含鑭孕育劑加入量為0.25±0.06％，粒度為2～6mm；75硅鐵孕育劑加入量為0.15±0.04％，粒度為2～6mm，孕育時間占出鐵量的70％以上。

進一步的是，在澆注成型的B步驟中，鐵液的溫度為1455～1465℃，預處理劑的量按鐵液重量計為0.2～0.8％。

進一步的是，在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料。

進一步的是，所述的鐵液化學成分為：碳C3.1％～3.5％、硅Si2.0％～ 2.3％、錳Mn0.7％～0.9％、硫S0％～0.15％、磷P0～0.15％、鉻Cr0.25％～0.40％、鉬Mo0.25％～0.40％、銅Cu0.45％～0.65％及碳當量為3.77～4.29％。

進一步的是，所述熱處理是采用以下方式：裝爐溫度為200℃以下，升溫速度≤50℃/h，，達到500～530℃后進行保溫，保溫時間為3～4小時，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至120℃，冷卻速度≤50℃/h。

進一步的是，所述砂型包括鑄件腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)包括出氣口、上直澆道、下直澆道、彎形內(nèi)澆道、橫澆道和矩形內(nèi)澆道，矩形內(nèi)澆道設置在鑄件腔底側(cè)面，彎形內(nèi)澆道設置在鑄件中部，所述矩形內(nèi)澆道和彎形內(nèi)澆道均與橫澆道連通；所述下直澆道一端與上直澆道連通，另一端與橫澆道連通。

進一步的是，所述澆注系統(tǒng)還包括過濾裝置，所述過濾裝置設置在下直澆道和上直澆道之間；所述上直澆道和下直澆道的截面積之和為Σ直，所述橫澆道的截面積為Σ橫，所述彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道的截面積之和為Σ內(nèi)，所述過濾裝置的截面積為Σ過，以Σ直為基準，Σ直:Σ橫:Σ內(nèi):Σ過＝1:1～2:1～2：8～9。

進一步的是，出氣口的總的橫截面積≥彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道總的橫截面積之和；所述冒口系統(tǒng)包括明頂冒口和溢流冒口，明頂冒口設置在鑄件腔頂部的厚大部位處，溢流冒口設置在鑄件腔側(cè)面并靠近鑄件腔頂部。

本發(fā)明的有益效果是：

1、鐵液在孕育處理前增加了一預處理工序。傳統(tǒng)鑄鐵件的生產(chǎn)工序是：鐵水熔煉—孕育—澆注，而本發(fā)明技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造法相比則是在鐵液的孕育處理之前增加了一預處理工序，即在孕育處理前向鐵液中加入foseco公司生產(chǎn)的 Inoculin390作為預處理劑，該材質(zhì)最大的特點是其中所含元素Be能阻礙基體晶粒的長大，可有效增加石墨數(shù)量，細化石墨，還能使鐵液中的O/S控制在較低和穩(wěn)定的水平，并形成穩(wěn)定的形核質(zhì)點，從而為提高鑄件的強度和韌性做好準備。

2、區(qū)別以往傳統(tǒng)技術(shù)中孕育劑的單一使用，本發(fā)明使用了新式的復合孕育劑(含鑭孕育劑+75硅鐵孕育劑)，其中，含鑭硅鐵能有效促進等軸晶生成，抑制樹枝晶的生長，改變鐵水的凝固方式，有效消除鑄件的顯微縮松；硅鐵孕育速效，1.5min內(nèi)達到峰值，8～10min后衰退到未孕育狀態(tài)，可減少過冷度和白口傾向，增加共晶團數(shù)，形成A形石墨，改善斷面均勻性。含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的復合使用，可充分改變使用單一孕育劑的不足，加強孕育效果，避免產(chǎn)生石墨漂浮，達到細化石墨的的效果。

3、為增加鑄型的透氣效果，防止鑄件中形成氣孔，本發(fā)明在常規(guī)使用的涂料中專門添加了含有增加材料透氣性的麻纖維，大大提高了涂料的透氣性，使得鐵液在充型過程中的氣體可順利經(jīng)涂層及型砂而排除型外，從而減小型腔內(nèi)的氣壓，使鐵液流通順暢無阻，解決了傳統(tǒng)方法鑄造大型發(fā)動機缸體鑄件時由于透氣性差所帶來的鑄件缺陷問題。

具體實施方式

所述澆注成型采用以下步驟：

B、將原料放入熔煉爐內(nèi)進行熔煉；

B、熔煉后在鐵液中加入Inoculin390預處理劑進行處理；

C、然后在澆注前向鐵液中加入孕育劑進行充分攪拌；

D、最后將鐵液澆注到砂型中，凝固形成鑄件。

在澆注成型的C步驟中，所述孕育劑采用復合孕育劑，所述復合孕育劑為 含鑭孕育劑和75硅鐵孕育劑的組合。

在澆注成型的C步驟中，按照重量比，復合孕育劑加入總量為0.4±0.10％，其中含鑭孕育劑加入量為0.25±0.06％，粒度為2～6mm；75硅鐵孕育劑加入量為0.15±0.04％，粒度為2～6mm，孕育時間占出鐵量的70％以上。

在澆注成型的B步驟中，鐵液的溫度為1455～1465℃，預處理劑的量按鐵液重量計為0.2～0.8％。

在制作砂型后，在砂型的型腔涂抹一層含麻纖維的涂料。

所述的鐵液化學成分為：碳C3.1％～3.5％、硅Si2.0％～2.3％、錳Mn0.7％～0.9％、硫S0％～0.15％、磷P0～0.15％、鉻Cr0.25％～0.40％、鉬Mo0.25％～0.40％、銅Cu0.45％～0.65％及碳當量為3.77～4.29％。

所述熱處理是采用以下方式：裝爐溫度為200℃以下，升溫速度≤50℃/h，，達到500～530℃后進行保溫，保溫時間為3～4小時，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至120℃，冷卻速度≤50℃/h。

所述砂型包括鑄件腔、冒口系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)包括出氣口、上直澆道、下直澆道、彎形內(nèi)澆道、橫澆道和矩形內(nèi)澆道，矩形內(nèi)澆道設置在鑄件腔底側(cè)面，彎形內(nèi)澆道設置在鑄件中部，所述矩形內(nèi)澆道和彎形內(nèi)澆道均與橫澆道連通；所述下直澆道一端與上直澆道連通，另一端與橫澆道連通。

所述澆注系統(tǒng)還包括過濾裝置，所述過濾裝置設置在下直澆道和上直澆道之間；所述上直澆道和下直澆道的截面積之和為Σ直，所述橫澆道的截面積為Σ橫，所述彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道的截面積之和為Σ內(nèi)，所述過濾裝置的截面積為Σ過，以Σ直為基準，Σ直:Σ橫:Σ內(nèi):Σ過＝1:1～2:1～2：8～9。

出氣口的總的橫截面積≥彎形內(nèi)澆道和矩形內(nèi)澆道總的橫截面積之和；所 述冒口系統(tǒng)包括明頂冒口和溢流冒口，明頂冒口設置在鑄件腔頂部的厚大部位處，溢流冒口設置在鑄件腔側(cè)面并靠近鑄件腔頂部。