[发明专利]一种用于铝活塞耐磨镶圈的锰基奥氏体铸铁合金

说明书

技术领域

本发明提供了一种铸铁合金，尤其是一种用于铝活塞耐磨镶圈的铸铁合金。

背景技术

铝合金活塞的第一环槽部位镶嵌奥氏体铸铁镶圈，可提高活塞第一环槽的耐磨性能和密封性能，增加活塞的使用寿命，降低发动机油耗，减少废气排放。目前这种被称做耐磨镶圈的技术在活塞制造业中得到大量应用。但现有的铸铁镶圈普遍采用镍基奥氏体铸铁合金材料，因镍为稀有金属材料，价格昂贵，严重制约着这一技术的发展与进步，研究替代镍基奥氏体铸铁合金的材料如锰基奥氏体铸铁合金很有必要。对于锰基奥氏体铸铁合金，国外虽有报道，但由于其所研制的合金中的某些成分(如锰、镍等)及其含量不合理，造成合金硬度过高，因此不能用于铝活塞耐磨镶圈的制造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于铝活塞耐磨镶圈的锰基奥氏体铸铁合金，它能在不降低镶圈使用性能和保持镍基奥氏体铸铁合金特性的情况下，减少镍的用量，以降低生产成本。

本发明是这样实现的，一种用于铝活塞耐磨镶圈的锰基奥氏体铸铁合金，其特征在于，所述的铸铁合金含有碳、硅、镍、铬、铜、锰和作为杂质的硫、磷，按质量百分数计，各成分的含量为：

碳    2.9-3.5％

硅    2.7-3.9％

镍    5-8％

铬    ＜0.4％

铜    ＜0.4％

锰    6-9％

硫    ＜0.1％

磷    ＜0.1％

铁    余量。

这种锰基奥氏体铸铁合金，与现有的镍基奥氏体铸铁合金相比，减少了镍的用量，同时减少了铜、铬等的用量，从而降低了铝活塞耐磨镶圈的生产成本，而锰在我国富产且价格较低，按目前原料价格计算，这种合金的成本可降低50％左右，且保持了镍基奥氏体铸铁合金的特性，使用性能并未降低，有些指标还得到提高。

具体实施方式

下面进一步说明本发明。

用于铝活塞耐磨镶圈时，这种锰基奥氏体铸铁合金的生产方法是，将生铁与其他合金元素原料按含量要求进行炉前配料，然后利用中频电炉将其加热至1400-1550℃，进行熔炼，然后化验熔液的成分，并根据化验结果调整各元素的原料用量。将化验合格的熔液送入旋转着的铸造模具中，进行离心浇注，制成镶圈毛坯，检测镶圈坯体的物理性能合格后，对镶圈毛坯进行机械加工，制成镶圈成品。

本发明之铸铁合金的基体组织为奥氏体组织，含有2-10％的均匀分布的细小合金碳化物。其金相组织中，石墨主要为A型、B型及少量D型、E型，D型、E型石墨的总量不超过40％。这些指标的控制可通过控制冷却速度等来实现，这对于本技术领域的技术人员来说是显而易见的，不再详述。

硫、磷等成分是合金生产过程中不可避免的杂质，其含量越少越好。

将这种锰基奥氏体铸铁合金材料的镶圈镶铸在铝活塞上的方法，与现有的镍基奥氏体铸铁合金材料的镶圈相同。即先分别预热活塞毛坯模具和镶圈，再将镶圈浸入熔池的铝合金液中，然后将镶圈放嵌进模具中的镶圈位置，向模具内浇注铝液，然后进行压铸成型，从而制成镶铸有镶圈的活塞毛坯。

实际应用表明，本发明之铸铁合金制成的耐磨镶圈与铝活塞本体的粘结质量，也符合相关技术标准。

表1是本发明之锰基奥氏体铸铁合金镶圈(简称锰基镶圈)与现有的镍基奥氏体铸铁合金镶圈(简称镍基镶图)的主要合金成分的对比(铁均为余量)。

表1