船用大缸径气缸套的铸造方法

1.一种船用大缸径气缸套的铸造方法，其步骤包括造型制芯，合箱，炉料熔炼，孕育出铁，浇注，铸件清理，铸件粗加工，应力退火，试样测试，其特征在于：所述的造型制芯是按铸造工艺设计要求制作木模和芯盒，木模定位在型板上，采用呋喃树指自硬砂在砂箱(2)和木模间制造铸型(1)，在位于缸套高压区(6)处的铸型(1)内设置第一冷铁(13)，在缸套高压区(6)上方设置试样环(12)，该试样环(12)的上方是环形大冒口(11)；采用呋喃树脂自硬砂在芯盒内制作坭芯(4)，在位于气缸套低压区(3)处坭芯(4)内设置第二冷铁(15)；所述的合箱是按工艺要求将坭芯(4)组装在铸型(1)内，在坭芯(4)和铸型(1)之间构成型腔，采用铸型热风机对型腔进行预热；在所述的环形大冒口(11)上方放置具有浇口(10)的浇口坭芯(7)；在浇口坭芯(7)上方固定一座包(9)，该座包(9)有出铁口，被拔塞头(8)塞住；所述炉料熔炼步骤，包括配置炉料，该炉料的成分如下：组成            含量wt％废钢            38～42新生铁          20～40回炉料          20～40所配炉料采用中频炉熔炼，熔化时最高温度为1500～1520℃，保温时间5～10分钟，降温至出铁温度；所述的孕育出铁步骤，具体包括：①选择孕育剂为复合孕育剂，其构成由硅钙孕育剂、钼铁粉和铬铁粉，或氮化铬铁粉组成，其总重量为熔炼出铁重量的0.68～1wt％组配，其中：硅钙孕育剂        0.3～0.45wt％钥铁粉            0.3～0.45wt％铬铁粉            0.05～0.10wt％或氮化铬铁粉      0.05～0.08wt％混合均匀后待用；②出铁孕育方式：当铁水温度为1480～1500℃时由熔炼炉向浇包出铁，当出铁1/3时，向浇包加入1/3复合孕育剂，再出铁1/3时，加入剩余的2/3复合孕育剂，再继续出铁完，搅拌，扒渣，取样。
2.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于所述的硅钙孕育剂含5～10wt％的钙，53～60wt％的硅。
3.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于所述的钼铁粉含50～55wt％的钼，钼的粒度为0.1～1.0mm。
4.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于所述的铬铁粉含55～60wt％的铬，铬的粒度为0.1～1.0mm。
5.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于所述的氮化铬铁粉中含40～60wt％的铬，含3～5wt％的氮。
6.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于所述的浇注是：孕育后的铁水由浇包注入座包(9)中，当座包(9)里的铁水降温至1340～1360℃时，通过机械拔提拔塞头(8)，铁水由浇口(10)通过环形大冒口(11)进入型腔中，铸件在铸型中保温冷却，降温至小于760℃，开箱落砂，取出缸套铸件，自然冷却。
7.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于：所述的清理，即是从缸套铸件上去除浇口(10)、环形大冒口(11)，清除铸件表面附砂。
8.根据权利要求1所述的船用大缸径气缸套的铸造方法，其特征在于：所述的热风机对型腔进行预热，预热温度为160～180℃，预热时间4小时以上，浇注前15分钟撤消预热。

船用大缸径气缸套的铸造方法\n技术领域\n本发明涉及船用柴油机，特别是一种船用大缸径气缸套的铸造方法。\n背景技术\n船用大缸径气缸套是一种筒状零件，其断面厚大(200mm)，内孔直径较大(如Φ800mm，Φ900mm，Φ980mm等)，零件长度2640mm，分为高压区、中压区、低压区三部分。气缸套是构成柴油燃烧室的重要零件之一，工作条件十分苛，其内孔表面承受高温压燃烧气体作用的同时，还要承受与活塞环之间的滑动磨擦，外表面要经受冷却。其中以高压区的条件最为恶劣。对于大缸径柴油机III类气缸套，更是难度高，高压区部位铸件厚达200mm以上材质本体性能要求抗拉强度σb≥245N/mm2，延伸率σs≥0.3％，硬度HB180-230，金相细片状珠光体，1A3/4，渗碳体+硬相3～7％，铁素体＜1％。如何使我们铸造的船用大功率柴油机缸套满足上述要求是一个重要的课题。\n发明内容\n本发明要解决的技术问题在于提供一种船用大缸径气缸套的铸造方法，以使我们缸套铸件满足上述船用大功率柴油机的要求，即材质本体的抗强度σb≥245N/mm2，延伸率σs≥0.3％，硬度HB180-230，金相细片状珠光体，1A3/4，渗碳体+硬相3～7％，铁素体＜1％。\n本发明的技术解决方案如下：一种船用大缸径气缸套的铸造方法，其步骤包括造型制芯，合箱，炉料熔炼，孕育出铁，浇注，铸件清理，铸件粗加工，应力退火，试样测试，其特征在于：\n所述的造型制芯是按铸造工艺设计要求制作木模和芯盒，木模定位在型板上，采用呋喃树指自硬砂在砂箱2和木模间制造铸型1，在位于缸套高压区6处的铸型1内设置第一冷铁13，在缸套高压区6上方设置试样环12，该试样环12的上方设置环形大冒口11；采用呋喃树脂自硬砂在芯盒内制作坭芯4，在位于缸套低压区3处的坭芯4内设置第二冷铁15；所述的合箱是按工艺要求将坭芯4组装在铸型1内，在坭芯4和铸型1之间构成型腔，采用铸型热风机对型腔进行预热；在所述环形大冒口11上方放置具有浇口10的浇口坭芯7；在浇口坭芯7上方固定一座包9，该座包9有出铁口，被拔塞头8塞住。\n所述炉料熔炼步骤，包括配置炉料，该炉料的成分如下：组成                  含量wt％废钢                  38～42新生铁                20～40回炉料                20～40所配炉料采用中频炉熔炼，熔化时最高温度为1500～1520℃，保温时间5～10分钟，降温至出铁温度。\n所述的孕育出铁步骤，具体包括：①选择孕育剂为复合孕育剂，其构成由硅钙孕育剂、钼铁粉和铬铁粉，或氮化铬铁粉组成，其总量为熔炼出铁量的0.68～1wt％组配，其中：硅钙孕育剂            0.3～0.45wt％钥铁粉                0.3～0.45wt％铬铁粉                0.05～0.10wt％或氮化铬铁粉          0.05～0.08wt％混合均匀后待用；②出铁孕育方式：当铁水温度为1480～1500℃时由熔炼炉向浇包出铁，当出铁1/3时，向浇包加入1/3复合孕育剂，再出铁1/3时，加入剩余的2/3复合孕育剂，再继续出铁完，搅拌，扒渣，取样。\n所述的硅钙孕育剂含5～10wt％的钙，53～60wt％的硅。\n所述的钼铁粉含50～55wt％的钼，钼的粒度为0.1～1.0mm。\n所述的铬铁粉含55～60wt％的铬，铬的粒度为0.1～1.0mm。\n所述的氮化铬铁粉中含40～60wt％的铬，含3～5wt％的氮。\n所述的浇注方法是：孕育后的铁水由浇包注入座包，当座包里的铁水降温至1340～1360℃时，通过机械拔提拔塞头，铁水由浇口通过环形大冒口进入型腔中，铸件在铸型中保温冷却，降温至小于760℃，开箱落砂，取出缸套铸件，自然冷却。\n所述的清理，即是从缸套铸件上去除浇口、环形大冒口，清除铸件表面附砂。\n所述的热风机对型腔进行预热，预热温度为160~180℃，预热时间4小时以上，浇注前15分钟撤消预热。\n本发明的技术效果是：采用本发明所述的铸造方法后，铸造的船用大功率柴油机气缸套，经测试检验，其本体材质性能达到了σb≥245N/mm2，σs≥0.3％，HB180～230，金相细片状珠光体，1A3/4，渗碳体+硬相3～7％，铁素体＜1％。材料供应充足、铸造方法简便易掌握，本发明经济效益明显，仅为同类进口缸套价格约60％。\n附图说明\n图1为本发明方法实施例1船用大缸径柴油机铸件缸套浇注状态的结构剖视示意图。\n1-铸型    2-砂箱          3-缸套低压区4-坭芯    5-缸套中压区    6-缸套高压区\n7-浇口坭芯     8-拔塞头       9-座包10-浇口        11-环形大冒口  12-试样环13-第一冷铁    14-缸套铸      15-第二冷铁具体实施方式下面结构实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发蝗的保护范围。\n先请参阅图1，图1是本发明实施例1船用大功率柴油机缸套铸件浇注状态的结构剖视示意图。其缸径为Φ776mm断面厚度为220mm。\n本发明实施例1的具体铸造方法包括下列步骤：(1)造型制芯本实施例柴油机气缸套分三个部分：缸套低压区3、缸套中压区5、缸套高压区6，根据柴油机气缸套的铸造工艺要求制作木模和芯盒，木模定位于型板上；采用呋喃树指自硬砂在砂箱2和木模间制造铸型1，在缸套高压区6处的铸型1内设置第一冷铁13，在缸套高压区6上方设置试样环12，该试样环12的上方是环形大冒口11；采用呋喃树脂自硬砂在芯盒内制作坭芯4，在缸套低压区3处的坭芯4内设置第二冷铁15；(2)合箱所述的合箱是按工艺要求将坭芯4组装在铸型1内，在坭芯4和铸型1之间构成型腔，采用铸型热风机对型腔进行预热，预热温度为160℃，预热时间6小时，浇注前15分钟撤消预热；所述环形大冒口11上方设置具有浇口10的浇口坭芯7；在该浇口坭芯7上方固定一座包9，该座包9有出铁口，被拔塞头8塞住；(3)炉料熔炼所述炉料熔炼步骤，包括配置炉料，该炉料的成分如下：组成            含量wt％\n废钢                38新生铁              40回炉料              22所配炉料采用中频炉熔炼，熔化时最高温度为1500℃，保温时间10分钟，降温至出铁温度1480℃；(4)孕育出铁，具体包括：①选择的孕育剂为复合孕育剂，其构成由硅钙孕育剂、钼铁粉和铬铁粉或氮化铬铁粉组成，其总量按熔炼出铁量的0.75～1wt％组配，其中：硅钙孕育剂            0.4wt％钥铁粉                0.3wt％铬铁粉或氮化铬铁粉    0.05wt％混合均匀后待用；②出铁孕育方式：当铁水温度达1480℃时，由熔炼炉向浇包(图中未示)出铁，当出铁1/3时，向浇包加入1/3所述的复合孕育剂，再出铁1/3时，加入剩余的2/3复合孕育剂，再继续出铁完，搅拌，扒渣，取样。\n(5)浇注孕育后的铁水由浇包注入座包9，当座包9里的铁水降温至1340℃时，通过机械拔提拔塞头8，铁水由浇口10通过环形大冒口11进入型腔中，铸件在铸型1中保温冷却，降温至760℃，开箱落砂，取出缸套铸件，自然冷却；(6)铸件清理所述的清理，即是从缸套铸件上去除浇10、环形大冒口11，清除铸件表面附砂；(7)铸件粗加工按粗加工图对铸件进行粗加工；\n(8)应力退火按工艺要求采用一般方法进行热处理，消除应力；(9)试样测试取下试样环12，对缸套材质进行检测，检测结果达到到柴油机气缸套技术要求后，即完成了本发明的铸造。\n下表是本发明方法几个实施例的主要工艺参数：\n实施例2、3、4的工艺过程同实施例1，故不再赘述。\n本发明船用大缸径气缸套的铸造方法已试用于700mm以上的大缸径柴油机III气缸套的铸造，采用本发明铸造的大缸径柴油机III类气缸套，经检验材质本体的抗拉强度σb≥245N/mm2，σs≥0.3％，HB180-230，金相细片状珠光体，1A3/4，渗碳体+硬相3～7％，铁素体＜1％，达到了III类气缸套各项技术性能指标。用本发明铸造大缸径柴油机缸套经济效益明显，仅为同类进口缸套价格约60％，且材料供应充足、铸造方法简便易掌握。