球铁活塞环球化处理改进.pdf

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1、内燃．机宴配件2013年第7期球铁活塞环球化处理改进ImprovementofDuctileCastIronPistonRhlgBaUHandlingTreatment王季明(石家庄金刚内燃机零部件集团有限公司)[摘要]本文主要阐述在铸造活塞环毛坯球化处理时作者通过添加辅助球化合金，降低球化剂用量，使球化时反应平稳，铁水吸气少、降温少，铸造废品降低，球径小，机械性能有所提高。[关键词]活塞环球化处理辅助球化合金Keywords：PistonringBallhandlingAuxiliaryballall

2、oy刖昌球墨铸铁活塞环在中、重型汽车，尤其是柴油高速发动机使用越来越多；高速发动机要求活塞环必须有足够的强度及弹性，并且要求减轻活塞组的重量以减小惯性力；为了减轻发动机重量而要求降低活塞高度，这就要求必须采用轴向高度较小的薄型活塞环。一般的合金铸铁环强度较低，变薄后容易出现断环事故，而球墨铸铁活塞环具有较高的强度、弹性和高热稳定性，表面经镀铬或喷钼处理后，具有优良的耐磨性，在高温高压的工作环境中，具有良好的使用性。因此在高速发动机中球墨铸铁活塞环得到越来越广泛的应用。1球墨铸铁环性能及特点1．1球墨铸铁

3、环组织球墨铸铁环组织是细小圆整的石墨球加金属基体，铸态下为少量铁素体与珠光体的混合组织，铁素体位于石墨球的周围，形成“牛眼”组织。在球墨铸铁环中。由于球状石墨避免了灰铸铁中尖锐石墨边缘的存在，石墨对金属基体的破坏作用得到了缓和。使金属基体的性能得到发挥，具有了较高的强度和韧性。球墨铸铁环耐磨性、强度和韧性都与石墨球径和单位面积石墨球个数有关，石墨类似于铸铁中的孔洞，石墨球径越大。个数越少，球墨铸铁环就越不耐磨。强度就越低。1．2球墨铸铁环的球化处理球墨铸铁环生产时需进行球化、孕育处理。球化剂、球化处理是

4、生产球铁环的关键，优质的球化效果是通过控制原铁水、球化剂、球化处理工艺来实现的。铁水进行球化处理，球化剂加入量越多，球化反应时产生的白烟越多，铁液降温快，同时铁液残余镁量增多，它会增加收缩，引起脆性，较易出现碳化物，白口倾向严重，导致球数合格率的下降，并且容易形成气孔等铸造缺陷。如果球化剂加入量过少，就会导致残余镁量不足，影响球化的合格率，球数合格率也会降低。如何在加入少量球化剂的情况下，保证优质的球化效果，是铸造工作者一直追求的目标。笔者通过实验发现一种球化处理工艺，可通过加入少量辅助球化合金，而较大

5、程度减少球化剂加人量，再通过优化过程参数，实现生产优质球铁环的目的。2试验条件2．1生产装备①熔炼炉为1．25吨美国皮勒变频炉、S1620B转子混砂机、德国格茨三工位半自动化造型机。②检测设备：金相显微镜德国200MAT，显微硬度计MH一5，光谱仪美国DV一6。2．2球铁环原铸造工艺2．2．1球化剂选择使用的稀土硅铁镁球化剂成分如表h表1IsiMgltEAICa粒度145％。50％4％一6％0．5—2％≤1．O％l一2％5～30mmI王季明：球铁活塞环球化处理改进132．2．2球化处理工艺3．3金相对比

6、(见图1、2、3、4)①球化剂加入采用凹坑包底冲人法；②球化剂加入量1．O—1．5％；③铁水进行一次球化处理，两次孕育处理，炉前Si控制在1．6—1．9％。由于上述变质处理次数较多，球化剂加入量大，为保证浇注温度在1480一15400c，铁水出炉温度控制在1600—16300c。2．3球铁环改进后铸造工艺球化处理改进后工艺：①球化剂加入仍采用凹坑包底冲入法．②球化剂加入量o．3％，辅助球化合金0．01％③铁水进行一次球化处理，一次大包孕育处理0．3％，二次小包孕育处理0．2％，铁水出炉温度控制在1580

7、—1600℃浇注温度在1460—1520℃。3试验结果对比’原铸造工艺生产的球铁环组织致密性一般、机械性能不高、铸造废品率较高。进行改进后生产的球铁环组织致密性好、机械性能较高、铸造废品率低，取得了良好的改进效果。现将原铸造工艺和进行改进后生产的球铁环，组织致密性、机械性能较、铸造废品率对照如下：3．1成分对比(见表2)淤CSiMnPSMgRE3．82．70．350．0580．0160．0420．0133．752．73O．38O．0650．0170．0450．012改进前3．8l2．680．360．05

8、90．019O．0410．0143．742．79O．350．0620．0160．040．0123．762．780．36O．0680．018O．042O．0133．52．6O．350．050．015O．028O．0183．572．65O．350．0570．0160．0260．019改进后3．592．680．340．059O．018O．0270．0173．562．64O．350．0580．019O．028O．0153．542．67O．33O．0