一种发动机缸盖及其制备方法技术

本申请涉及一种发动机缸盖及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)正火处理：将合金材料浇铸而成的发动机缸盖毛坯加热至850℃～950℃，并保温1.5h～2.5h；再进行风冷，冷却至≤230℃后停止风冷，最后冷却至室温；(2)回火处理：将经正火处理后的发动机缸盖毛坯放入炉中进行回火处理，回火温度为550℃～650℃，回火时间为2～3h；(3)完成回火处理后，依次进行喷丸和机加工处理，得到发动机缸盖。本申请可以提高合金材料浇铸的发动机缸盖强度，进而提高热疲劳寿命。高热疲劳寿命。高热疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机缸盖及其制备方法


[0001]本申请涉及汽车制造行业内发动机关键零部件
，特别涉及一种发动机缸盖及其制备方法。

技术介绍

[0002]发动机缸盖为汽车发动机的关键零部件，在运行过程中，缸盖承受较高的爆压和热冲击，因此，相关的技术要求发动机缸盖具备较好的导热性和热疲劳性能。
[0003]当前发动机缸盖制造常用的合金材料有灰铁和蠕墨铸铁。
[0004]采用灰铁材料，是因为其具备较好的铸造性、导热性、吸震性、润滑性。然而随着发动功率及爆压的增加，发动机气缸盖表面承受较大的压力，尤其是缸盖鼻梁区位置压力更为突出。在台架试验过程中经常出现局部开裂的情况，像HT300材质的发动机缸盖，其热疲劳寿命仅为210次，已经无法满足现今的技术要求。
[0005]采用蠕墨铸铁，是因为其含有较多的合金元素Cr、Mo、Sn等，像RuT450的基体强度高达450MPa，是现今大马力发动机缸盖的首选材料，具有很好的轻量化效果，可以满足节能减排要求。
[0006]但是由于蠕铁中添加了较多的合金元素，导致蠕铁的导热性变差，此外由于蠕墨铸铁缸盖轻量化设计比较突出，缸盖鼻梁区厚度较薄，实际生产中发现蠕墨铸铁缸盖的热疲劳寿命较低，RuT450材质的仅为300次，限制了蠕墨铸铁缸盖的轻量化设计空间。
[0007]由于缸盖热疲劳寿命与材料强度正相关。因此，如何提高合金材料浇铸的发动机缸盖强度，进而提高热疲劳寿命，成为了现阶段亟需解决的问题。

技术实现思路

[0008]本申请实施例提供一种发动机缸盖及其制备方法，可以提高合金材料浇铸的发动机缸盖强度，进而提高热疲劳寿命。
[0009]本申请提供的技术方案具体如下：
[0010]第一方面，提供一种发动机缸盖的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0011](1)正火处理：将合金材料浇铸而成的发动机缸盖毛坯加热至850℃～950℃，并保温1.5h～2.5h；再进行风冷，冷却至≤230℃后停止风冷，最后冷却至室温；
[0012](2)回火处理：将经正火处理后的发动机缸盖毛坯放入炉中进行回火处理，回火温度为550℃～650℃，回火时间为2～3h；
[0013](3)完成回火处理后，依次进行喷丸和机加工处理，得到发动机缸盖。
[0014]作为上述技术方案的优选，所述合金材料采用HT300或RuT450。
[0015]作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中，保温温度为890℃。
[0016]作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中，风冷速度为45℃/min～100℃/min。
[0017]作为上述技术方案的优选，风冷速度为90℃/min。
[0018]作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中，对HT300发动机缸盖毛坯的火力面和背
面同时吹风冷却。
[0019]作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中，保温时间为2h。
[0020]作为上述技术方案的优选，在步骤(2)中，回火温度为620℃。
[0021]作为上述技术方案的优选，在步骤(2)中，回火时间为3h。
[0022]第二方面，提供一种发动机缸盖，采用如上任一所述的发动机缸盖的制备方法制备得到。
[0023]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0024]本申请将合金材料浇铸而成的发动机缸盖毛坯，经过正火加回火强化处理后，可以大幅地提升发动机缸盖的热疲劳寿命，对于HT300，硬度可达到260HB，抗拉强度Rm可达到380MPa，热疲劳寿命可达1400次，力学性能及热疲劳寿命均优于铸态HT300发动机缸盖的力学性能；对于RuT450，硬度可达到220HB，抗拉强度Rm可达到500MPa，热疲劳寿命可达900次，力学性能及热疲劳寿命均优于铸态RuT450发动机缸盖的力学性能。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本申请提供的铸态HT300发动机缸盖毛坯的金相组织图；
[0027]图2为本申请提供的铸态RuT450发动机缸盖毛坯的金相组织图；
[0028]图3为本申请实施例1提供的HT300发动机缸盖的金相组织图；
[0029]图4为本申请实施例2提供的HT300发动机缸盖的金相组织图；
[0030]图5为本申请实施例3提供的HT300发动机缸盖的金相组织图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]本申请实施例提供的一种发动机缸盖的制备方法，其包括如下步骤：
[0033](1)正火处理：将合金材料浇铸而成的发动机缸盖毛坯加热至850℃～950℃，并保温1.5h～2.5h；再进行风冷，冷却至≤230℃后停止风冷，最后冷却至室温；
[0034](2)回火处理：将经正火处理后的发动机缸盖毛坯放入炉中进行回火处理，回火温度为550℃～650℃，回火时间为2～3h；
[0035](3)完成回火处理后，依次进行喷丸和机加工处理，得到发动机缸盖。
[0036]在步骤(1)中，合金材料可以采用HT300或RuT450。若保温温度低于850℃，或保温时间低于1.5h，则发动机缸盖毛坯不能全面奥氏体化，影响最终的正火组织；而若保温温度高于950℃，或保温时间高于2.5h，则发动机缸盖毛坯会出现表面氧化严重、出现组织粗大的问题，其抗拉强度以及热疲劳寿命也会下降。
[0037]在步骤(1)中，若风冷速度低于45℃/min，则发动机缸盖毛坯会出现抗拉强度提高不明显的问题；而风冷速度高于100℃/min，则发动机缸盖毛坯会出现因成分偏析引起的组织不均匀的问题。
[0038]在步骤(1)中，为了保证发动机缸盖毛坯冷却均匀性，防止出现残余应力较大的问题，对发动机缸盖毛坯的火力面和背面同时吹风冷却，冷却至≤230℃后停止风冷，然后置于空气中冷却至室温。
[0039]在步骤(2)中，若回火温度低于550℃，或回火时间低于2h，则发动机缸盖毛坯会出现残余应力较大、缸盖毛坯硬度较高，难以加工的问题；而若回火温度高于650℃，或回火时间高于3h，则发动机缸盖毛坯会出现表面氧化严重、硬度及强度降低的问题。
[0040]如无特殊说明，本申请实施例和对比例均采用同一批次的HT300发动机缸盖毛坯或RuT450发动机缸盖毛坯，其铸造方法如下：将合金材料熔炼后进行浇铸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机缸盖的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)正火处理：将合金材料浇铸而成的发动机缸盖毛坯加热至850℃～950℃，并保温1.5h～2.5h；再进行风冷，冷却至≤230℃后停止风冷，最后冷却至室温；(2)回火处理：将经正火处理后的发动机缸盖毛坯放入炉中进行回火处理，回火温度为550℃～650℃，回火时间为2～3h；(3)完成回火处理后，依次进行喷丸和机加工处理，得到发动机缸盖。2.如权利要求1所述的发动机缸盖的制备方法，其特征在于：所述合金材料采用HT300或RuT450。3.如权利要求1所述的发动机缸盖的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，保温温度为890℃。4.如权利要求1所述的发动机缸盖的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊平，牛恩来，康明，陈功军，殷世福，喻平，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：