[发明专利]一种控制冷却贝氏体球墨铸铁气缸套及其制备方法

说明书

本发明涉及气缸套技术领域，特别是指一种控制冷却贝氏体球墨铸铁气缸套及其制备方法。按质量百分比计，组成为(%)：碳3.5‑3.9；硫≤0.015；硅2.7‑3.0；磷≤0.06；锰≤0.25；钼0.8‑1.0；钨0.1‑0.3；铜0.8‑1.0；锑0.01‑0.015；铌0.1‑0.2；镁0.03‑0.06；稀土0.02‑0.04；余量为铁。本发明气缸套性能如下：硬度300‑350HB，抗拉强度R_m＞850Mpa，弹性模量E>170GPa，将其应用于内燃机缸套上，使用效果优良。

技术领域

本发明涉及气缸套技术领域，特别是指一种控制冷却贝氏体球墨铸铁气缸套及其制备方法。

背景技术

气缸套是内燃机的关键零件之一，目前其材质多为合金灰铸铁和中碳钢制造。将要出台的国六标准要求的排放物只是国五标准的50%左右，对气缸套的性能提出了更高的要求。贝氏体球铁可满足高强度的要求，但利用等温淬火方式获得贝氏体球铁，一方面污染环境，一方面使劳动条件变差，另一方面增加了生产成本。再有，目前的贝氏体球铁切削性能较差。因此开发成本较低的高强度、高弹性模量、易切削气缸套材料是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出一种控制冷却贝氏体球墨铸铁气缸套及其制备方法，解决开发高强度、高弹性模量、易切削贝氏体球墨铸铁气缸套的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种控制冷却贝氏体球墨铸铁气缸套，所述球墨铸铁气缸中各成份的含量以百分数计为：碳3.5-3.9、硫≤0.015、硅2.7-3.0、磷≤0.06、锰≤0.25、钼0.8-1.0、钨0.1-0.3、铜0.8-1.0、锑0.01-0.015、铌0.1-0.2、镁0.03-0.06、稀土0.02-0.04，余量为铁。

所述的控制冷却贝氏体球墨铸铁气缸套的制备方法，步骤为：

（1）采用无芯中频感应电炉，炼制成含有合适成份的铁液；

（2）铁液出火后加入球化剂和孕育剂分别进行球化和孕育，得待铸液；

（3）将待铸液通过离心铸造工艺制备毛坯气缸套；

（4）将毛坯气缸套置于压缩空气内，匀速降温至430℃，保温2小时出箱；

（5）将经步骤（4）处理过的毛坯气缸套，依次进行保温550℃两小时、500℃一小时处理，即得贝氏体球墨铸铁气缸套。

所述铁液的成份以百分数计为：碳3.5-3.9、硫≤0.015、硅2.7-3.0、磷≤0.06、锰≤0.25、钼0.8-1.0、钨0.1-0.3、铜0.8-1.0、锑0.01-0.015、铌0.1-0.2、镁0.03-0.06、稀土0.02-0.04，余量为铁。

所述步骤（2）中，球化剂为宁夏铸峰ZFCR-4.5球化剂，球化剂占铁液质量的1.4%。

所述步骤（2）中，孕育剂为硅钡孕育剂，孕育剂占铁液质量的1.2%。

所述步骤（4）中，匀速降温的速度为每秒下降2-2.5℃；保温两小时指于400℃和350℃每段保温1小时。

本发明的有益效果在于：

1、本发明对球墨铸铁的成分进行了调整：Sb的加入是为了保证凝固时球状石墨的圆整度；降低Mn是为了降低奥氏体稳定性；Mo、W、Cu、Nb可使珠光体和贝氏体的C曲线分离，同时使珠光体的C曲线偏离Y轴；Si提高是为了扩大生成贝氏体转变范围；以上元素的合理组合使控制冷却贝氏体转变得以实现。