[发明专利]一种气缸套工装底座的制备材料及制备工装底座的方法

说明书

技术领域

 本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种气缸套工装底座的制备材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。

背景技术

气缸套是发动机的关键零部件之一，目前其材质多为合金灰铸铁，组织为珠光体或贝氏体。在加工特殊要求的气缸套时，现有技术的工装底座常无法满足生产要求。例如在加工一种组织为回火马氏体，内表面经高频淬火，淬火层为0.8-1.2mm且上下淬火层偏差不能超过0.254mm的气缸套时，工装底座内孔和外圆尺寸极易发生严重变形，导致气缸套内表面淬火层超出公差，无法满足生产要求。因此开发一种不易变形的气缸套工装底座材料就具有十分重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种性能稳定、不易变形的气缸套工装底座材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。

本发明技术方案如下。

一种气缸套工装底座制备材料，该材料属于奥氏体铸铁，按质量百分比计，各组成含量为：C，2.75%~3.0%；Si，1.8%~2.3%；P，＜0.08%；S，＜0.1%；Mn，14%~16%；Nb，0.04%~0.06%；稀土，0.04%~0.08%；余量为铁。

所述气缸套工作底座制备材料，按质量百分比计，各组成含量为：C，2.85%；Si，1.85%；P，0.043%；S，0.065%；Mn，14.5%；Nb，0.055%；稀土，0.075；余量为铁。

所述气缸套工作底座制备材料，按质量百分比计，各组成含量为：C，2.95%；Si，1.95%；P，0.06%；S，0.058%；Mn，15.3%；Nb，0.045%；稀土，0.065；余量为铁。

一种气缸套工作底座的制备方法，包括以下步骤：

（1）各组分按以下质量百分比进行配料：C，2.75%~3.0%；Si，1.8%~2.3%；P，＜0.08%；S，＜0.1%；Mn，14%~16%；Nb，0.04%~0.06%；稀土，0.04%~0.08%；余量为铁；

（2）将步骤（1）所得配料熔炼浇注成铸管；

（3）铸管加工为底座，内外壁留0.6mm余量；

（4）底座送入中性炉于1050~1100℃下保温50~60min；然后出炉后用风扇吹冷；

（5）机加工完后内孔进行激光刻槽，以增加内孔和气缸套外壁的摩擦力，从而保证高频淬火时缸套在工装内不转动。

需要说明的是，本发明所采用稀土为一种市售产品，其成分含量为：Re：30~33%，Si：40%，Mn，3.0%，Ca，4.0%，Ti：1.0%，余量为Fe.。

本发明所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，相较于现有技术的工装底座材料，Mn元素比例的增大扩大了奥氏体区域，使奥氏体转变点降至室温以下；稀土中稀土元素使得晶粒细化；而Nb元素的添加提高了激光时槽附近的淬透性。

本发明所提供的工装底座的制备方法中，先通过中性气氛加热步骤使组织体进行奥氏体转化，然后通过风冷进行固溶处理，获得组织为奥氏体的铸铁材料。由于奥氏体是一种顺磁性结构，所以在高频处理气缸套时底座内外不产生电动势，尺寸稳定，最后通过内孔激光使槽周围产生极薄的高位错马氏体增加与缸套的摩擦力，使此材料突显出它的尺寸稳定的优越性，在制备特殊要求的气缸套时，工装底座的HBW指标可达130~160，抗拉强度可达170~210Mpa，经使用产品缸套内孔淬火层偏差不超过0.15mm，使用效果优良，较好的实现了发明目的。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。

下述实施例所采用的稀土来源为宁夏铸峰特殊合金有限公司生产的一种牌号为：FeSiRe32—B产品，其主要成分含量为：Re：30~33%，Si：40%，Mn，3.0%，Ca，4.0%，Ti：1.0%，余量为Fe.。

实施例1

本实施例所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，其组成成分按质量百分比计，各组成成分含量如下：

C，2.85%；Si，1.85%；P，0.043%；S，0.065%；Mn，14.5%；Nb，0.055%；稀土，0.075；余量为铁。

气缸套工装底座的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照上述各组分的质量百分比进行配料；

（2）熔炼浇注成铸管；

（3）铸管加工为底座，留0.6mm余量；

（4）底座送入中性炉于1050-1100℃下保温50-60min；然后出炉后用风扇吹冷；