球墨铸铁活塞环皮下气孔的影响因素与形成条件分析

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1、V0I．31NO．7铸造技术Ju1．2010FOUNDRYTECHNOL0GY·827·球墨铸铁活塞环皮下气孔的影响因素与形成条件分析李自军(东风汽车公司，湖北武汉430056)摘要：通过整理分析生产原始记录和采用对比试验验证的方法，探讨球墨铸铁活塞环皮下气孔的影响因素，分析认为：球墨铸铁活塞环皮下气孔影响的主要因素是型砂特性、球化处理，以及原材料品质等；进一步分析球墨铸铁活塞环皮下气孔的形成条件，通过优化主要工艺参数，达到防止皮下气孔的出现。关键词：球墨铸铁；活塞环；皮下气孔；形成条件中图分类号：TG255文献标识码：A文章编号：1

2、000～8365(2010)07—0827-04AnalysisOnInfluencingFactorsandFormationofSubsurfaceBIowholeinDuctileIronPistonRingLIZi-jan(DongfengAutoCompany，Wuhan430056，China)Abstract：TheinferencefactorsO13formationofsubsurfaceblowholeinductileiFORpistonringwasexplored，basedontheanalysisofo

3、riginalproductionrecordersandcomparisonexperiment．ResultshowthatthemainfactorscomefrOmthepropertiesofmoldingsandandthegraphitespheroidaltreatmentandthequalityofrowmaterials．Throughfurtheranalyzingtheconditionsofsubsurfaceblowholeformationandoptimizingthetechnologycondit

4、ions，thesubsurfaceblowholedefectwaseliminated．Keywords：Ductileiron；Pistonring；Subsurfaceblowhole；Causecondition随着发动机向高速、大功率方向发展，处于高温、表1典型铸铁活塞环的主要力学性能Tab．1Mechanicalpropertyofthechassicalironpistonring高压、高速下工作的活塞环的工况更为恶劣，一般低合金化铸铁活塞环已经无法满足要求。为此，人们自然弯强性模硬度材料类型联想到利用球墨铸铁代替低合

5、金铸铁作为活塞环的材牌号度／MPa量／GPaHRB。。⋯。STD≥35O85～1I596～106片状石墨微合金中磷铸铁料；与低合金铸铁活塞环相比，球墨铸铁活塞环具有更IKA≥500100～130108～114高的抗弯强度和弹性模量、良好的热稳定性、优良的疲经调质的片状石墨合金铸铁F14≥650130～160108～116劳强度和高温强度。球墨铸铁与其他铸铁活塞环材料CI．4≥550≥138102～114的力学性能对比如表1所示。这些优点更能适应活塞碳化物可锻铸铁CI．50≥690≥160102～112环高减薄的趋势，以及有效防止活塞环

6、断裂的风险，提CI．16≥800≥120100～112可锻铸铁高活塞环的可靠性和使用寿命。活塞环用球量铸铁的VP6≥900≥140102～112蠕墨铸铁化学成分见表2。KV1≥1300≥150104～114经调质的非合金球墨铸铁表2球墨铸铁的化学成分W()Tab．2Chemicalcompositionoftheductileiron球墨铸铁活塞环容易产生气孔、缩松、夹渣等铸造缺陷，其中气孔出现的几率较高，生产中经常碰到的是皮下气孔。有关资料表明：铸件壁厚在6～15mill时，收稿日期：2010—02—09；修订日期：2010—06—

7、07球墨铸铁产生皮下气孔的几率最高；而球墨铸铁活塞作者简介：李自军(1967一)，湖北赤壁人，工程硕士，高级工程师．主要环的双体毛坯的壁厚正好处于6～15mm范围内。球从事汽车材料与工艺的研究工作．墨铸铁活塞环双体毛坯示意图如图1。Email：leezijun@126．cornVo1．31No．7F0UNDRYTECHN0L0GYJu1．2010截面放大示意图al=活塞环产品宽度hl=活塞环产品高度^仁加工余量图1球墨铸铁活塞环双体铸造毛坯示意图Fig．1Diagramofthecatamaranblankfortheductilei

8、ronpistonring活塞环皮下气孔，一般分布在铸件表层皮下0．32生产数据调查与对比试验结果～1．0mm处，气孔大多数呈圆球状，少数为梨形状，2．1活塞环皮下气孔的宏观特征直径一般为0．3～2．0mm。活塞环经过磨