微型汽车发动机汽缸体铸件冶金质量的控制

微型汽车发动机汽缸体铸件冶金质量的控制

史宝明

庄浪县朱店镇人民政府 甘肃省平凉市 7444000

摘要：随着我国改革开放事业的不断进步和发展，汽车作为普通的消费品进入到人们的生活，在汽车整体结构中，汽车发动机是最核心的部件之一，发动机的铸造质量对于发动机的性能有着直接的影响，所以在进行铸造的过程中，要对缸体的化学成分，孕育技术等等方面进行不断的改进，促进缸体铸件的质量不断提升，为汽车的形式提供更加可靠的性能，从而提升汽车产业的不断发展。

主题词：遗传性孕育处理汽缸体

在我国现阶段的发展中，汽车作为普通的消费品已经进入到了广大的人民群众的家庭之中，其中微型汽车由于本身省油，方便出行等等特点是最受广大消费者喜爱的产品，所以在微型汽车的发动机的铸件也是最为受到市场青睐的产品之一，根据相关的研究显示，气缸体每年的销售超过50万台，气缸体作为整个发动机最为重要的部件之一，它的质量的好坏对于发动机，对于汽车的重要性不言而喻，比如在汽车发动行驶的过程中，缸体不仅要有良好的耐磨性，同时还要有良好的抗热性，这样才能在汽车行驶中保持稳定，同时由于缸体的内部结构十分复杂，在缸体中最薄的地方只有三毫米，所以在缸体的制造过程中，不论是材料的使用还是化学成分的添加，对于整个缸体的制造有着十分重要的作用，所以在本文的研究中，主要针对缸体的制造中的冶炼技术、化学成分以及后期的孕育过程等进行分析，希望可以帮助企业建立完善的质量管理体系，促进缸体制造水平的提升。

1化学成分的选择及控制

本研究在HT200基础上，通过加人少量合金元素，生产DA462系列汽缸体铸件，铸件金相组织符合ASTM(A247)标准。使用日本产GVM514快速光电光谱仪进行炉前成分分析，根据分析报告进行成分调整，可在10min内完成。通过对C、51、Mn含量实施综合控制，保证了组织的稳定。

1.IC、51含量(CE)的控制

为防止在薄壁处形成白口组织或麻口组织及在厚壁处产生石墨漂浮，并改善加工性能，CE一般控制在4 .05%一4.15%，SI/C为0.6-0.8。

含锰量的选择应使其在稳定珠光体方面起有利作用，同时又达不到阻碍共晶石墨的程度，一般控制在0 .60%-0.90%。

1.2其他合金元素的控制

铜是一种稳定奥氏体的元素，因此，适当加入铜元素，能够提高灰口铸铁件的热稳定性。

铬也提高过冷奥氏体的稳定性，灰口铸铁中铬含量一般控制在0.3%以内。L3三角试片的控制

通过观察浇注的三角试片断口，可以大致判断铸铁的组织是否符合要求，并可结合化学成分分析报告进行适当的调整。根据统计数据能够摸索出三角试片白口深度与铸件硬度值之间的对应关系，从而通过控制三角试片白口深度来控制铸件硬度值。一般三角试片白口深度控制在0.5-1.5mm。

2熔炼的控制

我们采用日本富士株式会社生产的5t中频感应电炉，以废钢增碳方式生产合成铸铁。中频感应电炉具有熔炼快、元素烧损少、铁液纯净等特点，但增碳剂的熔透程度慢。因此，熔炼方法对铸铁的冶金质量影响很大。熔炼控制主要有以下几方面。

2.1金属炉料的加入顺序

在本次研究中，要想提升整个铸件过程的质量，就要对整个回炉料的使用顺序进行有效的控制，根据相关的研究显示，不同的炉料顺序对于整个质量的影响是巨大的，所以最好的炉料方法是炉料，生铁，废钢这样的顺序不断的添加，通过回炉料减少对于整个冶炼炉的损伤，加入生铁是为了按照生铁的物理特性，或者感应电流，为了减少废钢中的各种微量元素对于整个铸件的影响，减少高温中石墨以及生铁等等不良影响，最大限度的促进整个冶炼过程中的质量提升。

2.2增碳剂的添加

根据相关的研究显示，在进行冶炼的过程中，增碳剂的使用需要循环渐进，而不能过早或者过晚的添加，这样对于铁液的质量有着重要的阻碍作用，比如加入过早，那么增碳剂不易融入铁液之中，如果加入过晚，那么会造成整个过程出现延迟，同时也会出现温度过高的情况，因此，增碳剂的使用，应该在整个冶炼炉内保证一定的铁液，同时把增碳剂一次性加入一部分以后，逐步一点一点的加入，提升整个生产过程的效率，否则在整个溶解过程中，增碳剂就会出现溶解过差，产品质量不高的情况。

如果炉内有残留铁液，即使在送电初期，由于负荷变动少，一开始就可以使用大功率，因此也可缩短金属炉料的熔化时间。增碳剂的粒度一般以3到6为宜，粒度过细容易烧损，粒度过大则溶解性差。

2.3克服炉料不良遗传影响

在进行铸件的工作中，炉料对于铸件的质量的影响是基础性的，所以如果炉料的质量不高，那么在后面的冶炼的过程中，石墨化程度，白口程度以及其他的基础形态都会有比较大的影响，由于现阶段的炉料主要包括生铁，废钢以及其他的回炉料，但是这些回炉料的比例以及回炉料自身的元素含量等等对于整个组织的稳定性以及后面的冶炼铸造等等工作有着基础性的影响，所以具体来说要注意以下几个方面的问题：

2.3.1生铁中石墨的遗传性

在整个生铁材料中，由于冶炼方法的差异或者由于生铁中本身碳硅的含量比较高，那么在整个组织中初生石墨的含量就会比较高，在进行冶炼或者重新熔炼的过程中，由于石墨本身的物理性质，熔点比较高，而熔炼的过程又比较高，造成了石墨在铁液中不能完全溶解，同时在重新孕育以及凝固的过程中，石墨由于析出晶芽，出现初生石墨，成巨大的影响。

2.3.2炉料中微量合金元素的影响

在进行冶炼的过程里，各种原材料中，比如生铁以及废钢中，都会出现各种微量元素，比如Ti、Bi、Te等等，但是这些微量元素对于铁液的质量影响是比较大的，如果这些微量元素的含量比较对于后面的铸件高，那么就不能生成正常的石墨形态，同时在特定的温度条件下，如果不能针对微量元素对于铁液的影响进行分析，那么就会出现各种不可预知的情况，给整个铸件过程造成巨大的影响。所以在原材料的管理中，一定要注意微量元素的控制与管理。

2.3.3炉料选择及控制

首先就是需要稳定的原材料，比如经过鞍钢公司的生产试验发现，在公司的所有原材料中，本溪生产的214生铁在整个产品体系中最稳定，同时，在进行材料选择的时候，废旧汽车的边角料，以及其他的Bi、Te等等微量元素可以在进行生产的时候重点的使用，这样才能控制对于组织波动影响较大的微量元素对于整体铸造过程的影响，为整个铸造过程打下良好的基础。

其次再铸造的过程中，一定注意原材料的比例，比如生铁的含量应该在两成到三成之间，废钢的含量应该在四成到五成之间，其余的为回炉料，在进行这个冶炼的过程中，一定要注意废钢的使用不能过多，这样才能减少增碳剂对于整个铁液的影响，为整个铸件的质量打好基础。

最后就是熔炼的温度需要进行有效的控制，在进行熔炼的过程中，温度应该控制在1530±10℃之间，这样才能通过有效的温度，减少增碳剂，同时也能通过温度的作用，把整个冶炼出来的杂质分离出来，从而保证铁液的纯净程度，在铁液过程减少各种对于铸件的影响，同时在进行冶炼的过程中，一定要注意温度的把控，过高或者过低对于整个铸件的质量都会造成不可估量的影响。

3孕育处理的控制

在现阶段针对铁液进行孕育处理，主要采用以下几种材料，比如硅铁材料，铜锡材料，或者稀土镁等等，这些孕育剂对于浇筑的效果有着十分重要的作用，在进行浇筑的时候，通过铁液流入把孕育剂带入到浇包，这种方法不但简便，而且最终铸件的孕育成果也会比较好，

在进行孕育的过程中，孕育的效果受到的影响因素比较多，比如孕育剂粒度，孕育剂的化学成分还有就是孕育剂的用量以及孕育方法防止孕育的衰退，从而帮助铸件的质量得到保证，因此在进行孕育的过程中，笔者进行分析认为，应该主要注意以下几个方面的问题：

3.1选用合理孕育剂粒度

孕育剂粒度对于整个浇筑以及孕育的过程中有着十分重要的影响，比如，在进行浇筑时，整个铁液的温度应该控制在1440摄氏度到1440摄氏度之间，所以，这个浇筑时期的粒度应该1-3毫米之间，如果粒度在这个范围之外，粒度过小，整个铸件容易烧损，同时如果粒度过大，那么溶解的过程不充分，铸件就会出现粒度不均的情况，因此，在进行浇筑之前，对于孕育剂的粒度要求一定要严格审查与管理，保证粒度在合理的范围之内，防止出现不利于孕育过程的问题。

3.2严格控制孕育剂的化学成分

在对铸件进行孕育的过程中，孕育剂的化学成分是影响孕育效果的最基本的环节之一，比如在孕育的过程里，孕育剂里稀土镁中，稀土的含量过高，那么就会造成石墨的形态转化，造成最后的铸件夹渣，或者是气孔等等的不良铸件的出现，还有就是如果硅铁中铝分子的含量的过高，加入铝的含量超过了0.1%，那么真空缺陷的出现几率就会超过50%，同时整个铸件的孕育效果也会大打折扣，因此，在企业进行生产的过程中，应该针对孕育剂的化学成分进行定期的管理以及检测，防止孕育剂的成分出现变化，最后给企业的铸件生产带来巨大的影响。

3.3孕育剂的用量

在进行铁液孕育的过程中，要根据发动机自身对于铸件的壁厚的要求的不同，采用不同的孕育剂的使用量，同时由于不同的发动机铸件对于冶金质量以及力学性能的要求是不同的，所以根据有关专家的测算，孕育剂在整个铸件中占比不能超过0.75%，最稳定的范围是在0.60%到0.75%之间，如果在孕育的过程中，不能很好的控制这部分重量，那么孕育的效果也会大大折扣，对于最后产品的质量也会有很大的影响。

3.4防止孕育衰退

在进行铁液孕育的过程中需要注意以下几个方面的问题，随着时间的不断流逝，那么铁液的孕育衰退也就越快，同时如果铁液的初始温度越高，那么孕育衰退也会越快，从而导致白口倾向的增加，进而导致了石墨的减少，所以在实际的铸件过程中可以采用更好的孕育剂，这样可以延长铸件的孕育时间，而且要比传统的硅铁孕育剂的孕育效果也会更好，在这里还要注意一件事情，那就是在孕育完成以后，必须要在短时间进行浇筑，这个时间一般是不超过3分钟，如果铁液降温，或者是其他的客观原因造成的浇筑等待时间过长，那么就需要防止白口倾向出现。

4结束语

发动机做为汽车的核心部件对于冶金铸件的质量要求在不断的提升，因此，随着现阶段科学技术的不断发展，铸件厂家要根据汽车产业的发展要求，对于发动机铸件在化学成分，孕育处理等等方面进行有效的管理，提升整个生产线的产品合格率，同时在要石墨含量，石墨等级以及铸件硬度等等方面不断向世界先进企业靠拢，提升企业的产品质量，有效的保证自身产品的质量水平，为各个企业提供更好的发动机铸件。

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