【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冷激铸铁凸轮轴，具体地涉及一种同等碳当量下低碳高硅冷激铸铁凸轮轴的制造方法。
技术介绍
1、凸轮轴是发动机的关键部件之一，是发动机中启闭气缸气门的重要零件，其凸轮部件的耐磨性直接影响发动机的性能。冷激铸铁由于其高硬度碳化物和莱氏体组织而具有良好的耐磨性和抗擦伤性，碳化物还具有骨架作用，莱氏体中的珠光体具有储油作用，因此冷激铸铁被广泛用作发动机的凸轮轴材料。
2、冷激铸铁凸轮轴中碳化物扮演者至关重要的角色，控制好碳化物的含量可改善冷激铸铁凸轮轴的使用和加工性能。碳化物不仅能提高凸轮轴的硬度、耐磨性能，同时可以与珠光体共同形成一种独特的结构而提高储油性和耐磨损性能，还可以增强凸轮轴的抗冲击性能和抗疲劳性能，使凸轮轴在复杂的工作环境中能够保持稳定的工作状态。然而，凸轮轴中碳化物含量过高容易使得材料的脆性增加，降低韧性，从而导致材料在摩擦过程中更容易产生裂纹和剥落；也并非越低越好，碳化物含量过低，冷激层的硬度会相应降低，从而影响凸轮轴的耐磨性能和使用寿命，同时容易增加缩孔倾向，严重影响凸轮轴的质量和性能。碳当量在冷激铸铁凸轮轴制造中是一个至关重要的技术参数，它涉及到铸造工艺的多个方面和产品的最终性能。而在同等的碳当量下，碳化物含量越低级别越高，性能越好。因此，开发一种在同等碳当量下提高碳化物级别的冷激铸铁凸轮轴的制造方法可提高凸轮轴的性能和使用寿命。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
提到的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种同等碳当量下低碳高硅冷激铸铁凸轮轴的制造
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种同等碳当量下低碳高硅冷激铸铁凸轮轴的制造方法，包括以下步骤：
3、（1）造型：检查清理覆膜砂，利用水平分型射芯机，在制壳机中同时制出上下壳型，脱模后在下壳型冷铁座处将成型冷铁放置在凸轮桃尖部位正下方，并在热态下快速在下模的粘胶槽中挤入粘结剂，并置于压型机中压型，压型完毕2h后浇注，成型；
4、（2）配料：废钢8-10%、生铁25-30%、回炉料55-65%、其它复合成分4-5.5%；所得铁水中c、si比为1.4-1.8；
5、（3）熔炼：按照生铁、废钢、回炉料、其它复合成分的顺序加入到中频感应电炉，控制电炉电压为660v，功率≤600kw，待铁水温度升至1480±10℃时，加入覆盖剂，对铁水进行除渣，待铁水温度升至1520±10℃时，加入覆盖剂继续升温，待铁水温度升至1590-1640℃时对炉内铁水进行净化并扒渣2-3次，扒完渣后，关掉电源铁水出炉，同时在浇包内加入第一孕育剂孕育，然后在铁水表面再次加入覆盖剂进行除渣处理并清理干净，保温待用；
6、（4）浇注：将铁水进行分包处理，并在吊包内加入第二孕育剂，检测白口宽度合格后将吊包转移至壳型浇注区，将铁水温度降至1350-1440℃，进行浇注；
7、（5）冷却拆箱：冷却≥60min后开箱，得到冷激铸铁凸轮轴铸件；
8、（6）清砂：将毛坯拉至抛丸区进行抛丸处理；
9、（7）检测：毛坯出库前进行外观检查，包括跳动、铸造缺陷检查。
10、进一步地，所述碳当量ce%控制在3.9-4.15%。
11、进一步地，步骤（2）中，配料铁水中各成分含量为c3.3-3.4%、si1.9-2.3%、mn 0.6-0.9%、s＜0.1%、p＜0.1%、mo0.2-0.4%、ni0.2-0.4%、sn0.005-0.01%、cr0.4-0.6%、cu 0.5-1.0%，余量为fe及不可避免的杂质。
12、本专利技术通过优化铁水的化学成分，在碳当量相同或相近的情况下，保持低碳高硅，同时配合两次孕育，在保证凸轮轴没有缩孔、缩松的情况下，尽可能的消除凸轮轴心部的碳化物，使产品的金相组织中碳化物级别控制在比较低的级别，白口宽度适宜，整体性能优异。
13、进一步地，上述技术方案步骤（1）中，成型冷铁宽度与凸轮桃相匹配。
14、进一步地，上述技术方案步骤（1）中，所述覆膜砂的粒度为70-140目，常温强度为7.2mpa，850℃的发气量为14.5ml/g；制壳机内射砂时间为3-5s，固化时间为105-125s，模具温度为220-260℃，压型时间＞2min。
15、进一步地，上述技术方案步骤（3）中，所述第一孕育剂的添加量为铁水总量的0.2-0.4%；所述第一孕育剂为复合孕育剂，包含有钡5-6%、钙0.1-0.5%、铝0.1-0.2%、锆0.6-1%%、铈0.01-0.05%、硅65-69%、余量为铁；粒度为6-8mm。钡是硷土金属中活性最大的元素，具有良好的脱氧作用，能有效促进石墨化过程，消除铸件中的白口倾向，同时还能延长孕育剂的作用时长，提高铸件强度；钙能与铁水中氧和硫生成稳定的化合物净化铁液，同时提高铸件的冲击性能；铝不仅作为脱氧剂提高铁水洁净度、延长孕育时间，还可与硅、钙协同促进石墨化过程；锆可改善铁水流动性，提高铁水洁净度；铈净化铁水，细化晶粒组织提高铸件的力学性能和加工性能，同时还可以改善铸铁中的石墨形态；硅作为复合孕育的基础，其促石墨化能力强，可改善铸件断面均匀性、降低铁液过冷倾向、增加共晶团数等，从而提高铸铁的强度和力学性能。本技术方案中通过优化孕育剂配方，并在铁水出炉时加入，可以较早地影响铁水的化学成分和凝固过程，有助于形成细小的石墨组织，降低碳化物形成，提高铸件的强度和韧性，减少白口倾向，提高产品的加工性能和使用寿命。
16、进一步地，上述技术方案步骤（3）中，所述覆盖剂为膨胀珍珠岩或膨胀石墨。
17、进一步地，上述技术方案步骤（4）中，第二孕育剂在吊包中加入1/3铁水量时加入，并控制从加入第二孕育剂到浇注完成的时间在9-10min以内。本技术方案中通过在吊包加入铁水的中途加入可利用液流的冲击，达到搅拌的作用，使得孕育剂完全溶于高温铁水中，提高孕育效果。
18、进一步地，上述技术方案步骤（4）中，所述第二孕育剂添加量为吊包总铁水量的0.1-0.2%；第二孕育剂为锶硅铁复合孕育剂，包含有锶0.8-1.2%、钙0.05-0.1%、铝0.1-0.2%、硅70-75%、余量为铁，粒度为2-4mm。锶具有很强的促进石墨化的能力，能够显著改善铸件中石墨的形态和分布状况，同时具有减少共晶团数的特殊作用，有助于减少铸件的缩孔和缩松缺陷，还可以有效降低铸铁白口倾向，提高铸件的强度和韧性；在锶硅铁复合孕育剂中加入少量的钙可以进一步增强孕育剂的孕育效果，改善铸件的微观组织；本技术方案中，在吊包内再次加入孕育剂，可进一步促进石墨化、细化晶粒，改善铸铁的断面组织均匀性、增加共晶团数量、减少偏析等缺陷，从而提高铸件的强度和韧性，提高铸件的稳定性。
19本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种同等碳当量下低碳高硅冷激铸铁凸轮轴的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述碳当量CE%控制在3.9-4.15%。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，配料铁水中各成分含量为C3.3-3.4%、Si1.9-2.3%、Mn 0.6-0.9%、S＜0.1%、P＜0.1%、Mo0.2-0.4%、Ni0.2-0.4%、Sn0.005-0.01%、Cr0.4-0.6%、Cu 0.5-1.0%，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，成型冷铁宽度与凸轮相匹配。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，所述覆膜砂的粒度为70-140目，常温强度为7.2MPa，850℃的发气量为14.5mL/g；制壳机内射砂时间为3-5s，固化时间为105-125s，模具温度为220-260℃，压型时间＞2min。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（3）中，所述第一孕育剂的添加量为铁水总量的0.2-0.
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（3）中，所述覆盖剂为膨胀珍珠岩或膨胀石墨。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，第二孕育剂在吊包中加入1/3铁水量时加入，并控制从加入第二孕育剂到浇注完成的时间在9-10min以内。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，所述第二孕育剂添加量为吊包总铁水量的0.1-0.2%；第二孕育剂为锶硅铁复合孕育剂，包含有锶0.8-1.2%、钙0.05-0.1%、铝0.1-0.2%、硅70-75%、余量为铁，粒度为2-4mm。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，在吊包装好后取样，浇注砂型试块，判断三角试样白口宽度，并根据结果进行调整，调整三角试样白口宽度方式：如果白口宽度偏深，可在铁水面上再次加入适量第二孕育剂孕育进行调整；如果白口宽度偏浅，可加入适量废钢进行调整。
...【技术特征摘要】
1.一种同等碳当量下低碳高硅冷激铸铁凸轮轴的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述碳当量ce%控制在3.9-4.15%。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，配料铁水中各成分含量为c3.3-3.4%、si1.9-2.3%、mn 0.6-0.9%、s＜0.1%、p＜0.1%、mo0.2-0.4%、ni0.2-0.4%、sn0.005-0.01%、cr0.4-0.6%、cu 0.5-1.0%，余量为fe。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，成型冷铁宽度与凸轮相匹配。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，所述覆膜砂的粒度为70-140目，常温强度为7.2mpa，850℃的发气量为14.5ml/g；制壳机内射砂时间为3-5s，固化时间为105-125s，模具温度为220-260℃，压型时间＞2min。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（3）中，所述第一孕育剂的添加量为铁水总量的0.2-0.4%；所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱振滔，杨启明，余天，顾建宏，
申请(专利权)人：江西同欣机械制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。