·856·铸造FOUNDRYAug.2014Vol.63No.8优化发动机缸体缸盖熔炼工艺措施张凤丽，赵学清，吴大春，洪恒发，郭文俊（东风汽车股份有限公司铸造分公司，湖北襄阳441004）摘要：介绍了灰铸铁柴油机缸体缸盖熔炼过程中合成铸铁技术的应用、碳化硅的使用、孕育处理工艺。重点阐述了合金元素硅、锰、铜、铬、锡含量对缸体缸盖力学性能的影响。通过合理控制合金元素含量，降低了铸件主材成本，改善了铸件加工性能，取得了可观的经济效益。关键词：熔炼工艺；合成铸铁；碳化硅；合金化中图分类号：TG243文献标识码：B文章编号：1001-4977（2014）08-0856-05MeasuresforOptimizingEngineCylinderBlockandCylinderHeadMeltingProcessZHANGFeng-li，ZHAOXue-qing，WUDa-chun，HONGHeng-fa，GUOWen-jun（FoundryBranch,DongfengAutomobileCo.,Ltd.，Xiangyang441004，Hubei，China）Abstract：Thispaperdescribestheapplicationofsynthesiscastirontechnologyduringthemeltingprocessofthegrayironcylinderblockandcylinderheadofdieselengine,useofsiliconcarbide，inoculationtechnology.TheeffectsofalloyingelementssuchasSi,Mn,Cu,Cr,Snonmechanicalpropertiesofcylinderblockandcylinderheadwererepresented.Thecostoftheprimarymaterialwasreducedandthemachinabilityofcastingswasimprovedthroughthereasonablecontrolofalloyelementcontent，andconsiderableeconomicbenefitswereachieved.Keywords：meltingprocess;syntheticcastiron;SiC;alloying发动机缸体、缸盖是结构复杂的壁厚不均匀铸件，铸造性能的好坏直接影响铸件质量。熔炼工艺在铸件生产中是非常关键的一个环节，铸件质量和力学性能是否符合要求、铸件主材成本是否得到良好的控制与熔化配料及合金加入量密切相关。为提高铸件的性能和降低成本，合理选择化学成分、优化炉料配比、改善孕育处理及优化合金元素含量等工艺是生产优质铸件、降低生产成本的几种关键措施。本文就发动机缸体、缸盖熔炼工艺的改进措施总结如下，供探讨。1原工艺生产条件及存在问题笔者公司生产的康明斯系列柴油机发动机缸体（不镶缸套）、缸盖铸件重量分别为250kg和50kg左右，平均壁厚为5mm，材质为HT250。要求本体抗拉强度≥207MPa，硬度HB179～241，铸件不允许有砂眼、渣眼、缩松、裂纹等缺陷。采用10t中频感应电炉熔炼铁液，2012年之前，生产配料时生铁∶废钢∶回炉料比例为5∶2∶3，熔炼时在中频炉底部1/3处随冷炉料加入50kg未经过高温煅烧的普通增碳剂，熔炼过程中加入合金元素Si、Cu、Mn、Cr、Sn，出炉时加入硅钡孕育剂进行孕育，浇注时随流孕育加入硅锶孕育剂，生产的缸体缸盖浇注时间在18～22s。原工艺生产的缸体缸盖熔炼时生铁及合金加入比例大，生产成本高，铸件组织粗大，A型石墨大小通常在3级左右，铸件本体强度及硬度散差较大，铸件精加工表面Rz＞15，铸件机械加工性能差，气密性试验时缸体铸件渗露率在2%以上。因此，优化熔炼工艺，改善缸体缸盖铸件力学性能、提高铸件基体组织的致密性、改善铸件加工性能、降低生产成本成为笔者公司近年来面临的重点课题。2优化熔炼工艺的几种措施2.1高温石墨化增碳剂+废钢的合成铸铁熔炼工艺生铁中存在具有遗传性的过共晶石墨，在熔炼时，碳原子会在原始石墨上生长造成石墨粗大且大小不均匀，石墨尖头的应力集中效应，降低了铸件的力学性能。因此，以生铁为主的配料工艺，即使加入较高的合金元素，铸件本体强度偏低，硬度偏高。随着合成铸铁技术在铸造行业的推广应用，笔者公司自2012年收稿日期：2014-05-12收到初稿，2014-06-10收到修订稿。作者简介：张凤丽（1986-），女，助理工程师，主要从事铸造工艺以及材料技术工作。电话：0710-3394715，E-mail：zhangfengli@dfac.com铸造张凤丽等：优化发动机缸体缸盖熔炼工艺措施·857·起成功试验推广“废钢+高温石墨化增碳剂+少量生铁”的合成铸铁工艺，代替了“生铁+普通增碳剂+废钢”的生产工艺，生铁∶废钢∶回炉料=0.5∶6.5∶3，选用经过高温石墨化处理的晶体型增碳剂增碳，每炉分批加入150kg。采用了合成铸铁工艺，消除了生铁中粗大石墨的遗传性，石...