冲天炉熔炼和孕育及浇注船舶气缸套工艺.pdf

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1、王明泉张顺先：冲天炉熔炼和孕育及浇注船舶气缸套丁艺17冲天炉熔炼和孕育及浇注船舶气缸套工艺王明泉张顺先(江苏省发动机摩擦副研究中心)(摘要]船舶气缸套是发动机关键零件之一，它和活塞环组成一对摩擦副，缸套质量的优劣，直接影响船舶发动机的使用寿命和功效稳定性，因此需要采用性能高和优良的合金铸铁，本文从熔炼和浇注工艺进行分析，提出影响材质性能的因素，为船舶发动机提供优质气缸套。1前言船舶气缸套作为发动机关键零件之一，它与活塞环组成一对摩擦副，缸套质量的优劣，直接影响发动机的使用寿命和功效稳定性，因此气缸套具有良好的性能

2、、优质的金相组织、较高的耐磨性。为此，国内外发动机工程师对气缸套的制造开展了大量的研究与试验工作．目前已开发和研制出多种合金铸铁气缸套。本文分析了各合金元素在金相组织中微观作用和宏观表现特性。分析合金元素在气缸套加工过程中对切削性能的影响，供同行专家探讨。2熔炼冲天炉熔炼的基本操作尽管比较简单，重复性亦较强．但它对熔化过程影响很大．必须对冲天炉的各主要工序进行把关。a、炉料准备①焦炭要筛分，焦末要剔除；焦炭块度要均匀一致，入炉焦水分“％。②金属炉料要按牌号或成分堆放，按规定块度、块重进行破碎。③炉料要洁净，不得混

3、入杂质及其它可疑物，严重锈蚀的须除锈。b、修炉、修包及其烘烤①修炉前要设置好防护板，确保安全。修炉、修包要紧实．尺寸要符合规定，应特别要注意风口、过桥及炉底的修理质量。②炉衬、包衬材料配比要合适，不能过湿，以手捏成团为宜。③炉、包要用文火烘烤。c、点火及装料①点火时间要控制好，不得过早或过晚。②底焦要烧好、座实好、测量准确，高度不购，不允许加料。③按配料通知单配料，过磅要准确，磅秤要定期校验。④加料次序要正确，加料批数一定要记录。⑤熔化中要及时加料，保证满料运行；一旦发生棚料。要及时排除。d、熔化及控制①开风、停

4、风要打开窥视孔，以防爆炸。②经常观察风口状况，捅风口的操作要仔细认真，要保持风口的尺寸和明亮、畅通。③出铁重量要准确，牌号要分清。变料时一般要加隔离焦。注意处理好交界铁水，出铁温度要控制在14800C以上。④出渣要及时，注意观察炉渣特征。⑤风量风压要计量，且力求稳定。⑥按规定取好试样，检测好热工参数，作炉况判断及调整。保证熔化支持进行。(参作好开炉记录e、停风及打炉①上足压铁块。②停料后随料柱下降，应相应减少送风量。③打炉前要作好一切准备，注意炉底无积水；打炉动作要快速、稳妥，确保安全。18内燃机与配件2011年

5、第2期④有炉胆时要继续鼓风30-40分钟。f、对冲天炉操作的总体要求①一精精料、细料、净料；精心修炉、修包；前炉、后炉、出铁槽、浇包要充分烘烤。②二稳稳定地保持好料位的高度、底焦高度和送风量，保证炉子在最佳工作点附近运行。③三维护维护好供风及供料装置，防止中途停风、停料；重视风口、出铁口、出渣口的操作，使其明亮、干净、通畅。④四判断依据出铁温度、炉渣颜色、熔化率、三角试片、风量、风压和炉气成分等变化．作好炉况判断，及时防除故障。确保正常熔炼。⑧五记录做好开炉记录。以利分析、改进。3孕育处理船舶气缸套是发动机的重要

6、易损件之一，必须具有较高的耐磨性、耐蚀性。众多制造厂家在气缸套成分中添加硼、铬等合金元素，使其白口倾向加大，特别是缸套的离心浇注中，由于金属型强制冷却，冷却速度快，更容易促使白口倾向产生过冷石墨和铁素体导致性能恶化。因此进行孕育处理是解决料硬和白口最有效的方法之一。孕育处理的主要目的是为了促进石墨析出．防止铸件产生麻口或白口、细化晶粒、提高铸件的机械性能。在目前国内采用离心铸造工艺生产气缸套的制造商所采用的孕育处理方法比较多，诸如：①一次孕育，也就是运用传统的孕育处理方法，使用的制造商比较普遍。②=三次孕育，即大

7、包孕育+运输包孕育+浇槽随铁流孕育。从而消除料硬、改善切削加工性能。降低生产成本效果显著。3．1试验3．1．1试验条件利用本公司三台5吨雨淋冲天炉进行熔炼。单工位60台浇注机．分别对浇注的硼铸铁缸套进行一次、三次孕育，孕育采用75SiFe，对其理化性能进行检测对比，毛坯生产完毕后进行机加工性能试验，在加工条件和方法不变情况下检查料硬、裂纹废品数量及所占比例。3．1．2试验方法及内容3．1．2．1一次孕育在出铁槽中进行，出铁时用料斗加入。即出铁槽随流孕育，孕育剂粒度5—12ram，加入量为0．5％加．7％。3．1．

8、2．2三次孕育：大包孕育+运输包孕育+浇槽随铁流孕育，一次孕育方法同上；二次孕育，将孕育剂加入在运输包中．粒度为5—12mm，加入量为0．2％；三次孕育，将孕育剂加入在浇槽中，粒度为0．5～lmm．加入量为0．1％一0．2％。3．1．3试验结果不同孕育方法对硼铸铁缸套金相、机械性能、加工性能的影响。试验结果见表l。表1孕育方法硬度抗托强度加T料硬、孕育荆加石墨基体裂纹等废