我国蠕墨铸铁的现状及展望

回顾总结自2005年召开的全国蠕墨铸铁技术及应用研讨会以来,我国蠕墨铸铁发展取得的成绩、进展.介绍有关蠕墨铸铁两项新的国家标准的颁布情况,以及内燃机蠕墨铸铁缸体的研制情况.建议以内燃机蠕墨铸铁缸体的应用为契机扩大蠕墨铸铁的应用范围,加快我国蠕墨铸铁的发展.并对我国蠕墨铸铁的发展提出了几点建议.     

二步法蠕化工艺生产缸体的组织和性能

采用二步法蠕化工艺生产蠕墨铸铁缸体铸件,并借助金相显微镜和力学性能测试等手段对缸体的组织和力学性能进行了研究。结果表明:二步法蠕化工艺生产缸体的力学性能和微观组织均能够达到Ru T400的标准要求,蠕化率和硬度的稳定性优于普通冲入法生产的蠕墨铸铁缸体。     

蠕墨铸铁缸体缸盖的铸造技术开发

蠕墨铸铁在国外高性能发动机缸体缸盖上的应用日益普遍.本文主要介绍采用蠕墨铸铁进行6DL发动机缸体缸盖的样件技术开发,在蠕化率、抗拉强度、基体组织、蠕化衰退以及铸造工艺等方面进行了系统的试验研究,并成功开发出具有国际同类产品水平的批量产品样件.     

蠕墨铸铁性能及其在内燃机中应用的研究进展

内燃机作为一种应用广泛的动力源,在轻量化及性能要求不断提高的背景下,大功率内燃机的缸体、缸盖等结构复杂的薄壁铸件逐渐趋向于使用蠕墨铸铁以满足其对力学性能和导热性能的要求。但蠕墨铸铁生产工艺控制较难把握,保证其质量一致性和稳定性存在着一定的难度。综述了蠕墨铸铁中石墨的生长机理,总结了蠕墨铸铁生产技术以及组织性能控制的研究现状。提出了蠕墨铸铁的生产技术存在的问题和解决措施,并给出了蠕墨铸铁研究的发展方向建议。     

蠕墨铸铁缸体试验研究

为了适应柴油机功率增大，进行了用蠕墨铸铁制造LR4108缸体试验。采用引爆法进行蠕化处理，蠕化剂是RESiFe，引爆剂是REMg合金。试制的缸体材料性能达到RuT300的要求，蠕铁缸体顺利通过按灰铁缸体工艺流程进行的机械加工，并通过了致密性试验。     

大型蠕墨铸铁件的工艺试验研究

从蠕化处理设备改进、蠕化处理包芯线成分、喂线速度、喂线加入量、合金化工艺、浇注工艺、厚大断面蠕化衰退过程研究等方面介绍了厚大断面蠕墨铸铁件的生产技术改进,并且在发动机缸体上进行了试验;选用蠕墨铸铁专用材料,控制蠕墨铸铁中的一些微量元素含量,保证加工性能。试验结果显示:厚大部位(主螺栓孔、凸轮轴孔)的蠕化率80%,薄壁部位的蠕化率85%,珠光体体积分数85%~95%,抗拉强度480~510 MPa,伸长率1.5%~3%,硬度200~215 HB,均符合RuT450材料标准要求。     

蠕墨铸铁的起源、发展及其熔炼工艺

介绍了蠕墨铸铁的起源、发展、性能指标及石墨形态.按照蠕化剂的发展过程阐述镁系和稀土系蠕化剂的化学成分和加入量.简要介绍蠕墨铸铁化学成分的选择,各种预处理、蠕化处理和热处理工艺,并列举了蠕墨铸铁的应用实例,认为蠕墨铸铁将有巨大的工程应用空间.     

蠕墨铸铁在发动机铸件上的应用

蠕墨铸铁作为一种新型铸造材料在国外发动机缸体等重要铸件上得到广泛使用,本文介绍了发动机铸件对蠕墨铸铁的具体要求以及目前国内外的应用状况,并介绍了蠕墨铸铁铸造生产工艺难点及其先进的生产工艺.在发动机关键铸件上的应用,蠕铁应当是这样的一种铸造材料,即蠕化率超过80%以上的蠕墨铸铁.蠕铁存在着较大的铸造生产工艺难点,为能生产出符合这一标准的蠕铁,必须采用具备有效过程控制手段的先进的蠕铁生产工艺,来稳定地、高标准地生产出符合要求的铸件.     

蠕墨铸铁——现代柴油发动机缸体和缸盖的材料

在不增加发动机尺寸和重量的前提下,为满足使用寿命的要求,油发动机缸体和缸盖的材料将要由普通的灰口铁转向蠕墨铸铁.蠕墨铸铁的抗拉强度和刚度分别高于普通灰口铁的75%和45%,疲劳强度几乎是普通灰口铁的2倍.因此,用蠕墨铸铁缸体和缸盖所制造的柴油发动机不仅满足了使用寿命的要求,同时尺寸也稳定,在整个使用寿命内满足尾气质量的要求.由于欧4标准的要求,在欧洲,已有9种新设计的蠕墨铸铁缸体和缸盖的重型柴油发动机在2007年启动.预计,欧4标准将在2009年引入中国的主要城市.中国的铸造业在2010年末前将会经历一个很大的转向到研发重型柴油发动机的蠕墨铸铁缸体和缸盖,然后,很快地进入批量生产.同时还要出口到国际市场.     

SinterCast蠕墨铸铁技术讲座在北京举办

瑞典SinterCast公司为进一步推广先进的蠕墨铸铁生产技术,提高蠕墨铸铁企业高品质、大批量蠕墨铸铁件的产业化生产水平,于2011年5月13日在北京首都大酒店举办了蠕墨铸铁技术讲座。讲座邀请到了以柳百城院士为代表的蠕墨铸铁领域的专家、教授以及国内柴油发动机缸体、缸盖主要生产厂家的工程技术人员约50人参加。     

YC6113柴油机蠕墨铸铁缸盖铸件的质量控制

通过合理选择炉料配比,并在冲天炉出铁时脱硫,可以有效得到满足蠕墨铸铁生产的低硫原铁液,同时正确选择控制化学成分、熔炼工艺及蠕化处理方法,并使用长方形压边冒口工艺,使牌号为RUT340的柴油机缸盖铸件的蠕化率≥75％,金相组织中珠光体体积分数稳定达到98％以上,石墨长度为4级,硬度≥160HBS,铸件综合废品率低于8％,满足相关技术和质量控制要求。     

稀土蠕化剂对蠕墨铸铁石墨形态和性能的影响

对以云南地方生铁为主要炉料的铁液,搭配使用稀土硅铁合金和稀土镁合金作为蠕化剂,研究了稀土蠕化剂加入量对蠕墨铸铁石墨形态和性能的影响。研究结果表明,随着稀土蠕化剂加入量的增加,铁液中稀土残留量逐渐增加,石墨形态从片状逐渐向球状过渡,抗拉强度和硬度逐渐上升。实践证明,通过合适的蠕化处理工艺,云南地方生铁铁液可以获得组织和性能较为理想的蠕墨铸铁。     

Influence of fading on characteristics of thermal analysis curve of compacted graphite iron

In general,during the production of compacted graphite iron (CGI),the active residual magnesium reduces and the effect of inoculation fades after magnesium treatment.In this paper,characteristics of the thermal analysis curve of CGI are compared with those of ductile iron and grey cast iron.The fading effect on the compacted graphite percentage and thermal analysis curve were also studied.Results indicate that the undercooling of CGI is as low as that of ductile iron,but CGI shows evident recalescence.In fading process,the magnesium element acts with oxygen.For a decrease in magnesium content,both the compacted graphite percentage and the austenitic liquidus temperature increase.The temperature of eutectic undercooling (TEu) decreases before the flake graphite appears.After that,TEu increases quickly,up to as high as 20 ℃,and then gradually decreases.The evolution of recalescence degree is opposite to that of TEU.     

再探蠕虫状石墨的形成机理

通过对不同冷速下结晶蠕铁的液淬试样进行分析观测，对蠕墨铸铁的一次结晶及蠕墨的形成机理进行了一些探讨，并进一步阐述了石墨中倾斜孪晶的作用。     

基于支持向量机的蠕墨铸铁表面粗糙度预测

目的准确预测蠕墨铸铁加工过程中的表面质量,指导加工参数调整,保证加工过程中加工质量的稳定,运用差分进化算法优化的SVM模型(DE-SVM)构建蠕墨铸铁表面粗糙度(Ra)预测模型和加工参数选择方法。方法采用DE-SVM提高支持向量机回归模型的预测精度,建立针对实际加工材料的表面粗糙度预测模型,基于构建的预测模型,挖掘表面粗糙度与加工参数之间的关系,从而获得较优的加工参数。结果结合蠕墨铸铁的铣削加工实验数据,对比DE-SVM与常用优化算法(粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA))优化的SVM模型,DE-SVM模型获得的MAPE(0.122)和R2(0.9559)值均优于粒子群和遗传算法优化的支持向量模型获得MAPE和R2值。在给定的加工参数范围内,切削速度和进给速度对表面粗糙度的影响较大,且表面粗糙度与切削速度成正比关系,与进给速度成反比,而切削深度对表面粗糙度影响不显著。结论由实验的对比结果可知,采用DE-SVM模型建立的蠕墨铸铁表面粗糙度模型具有更高的预测精度,基于DE-SVM获得的加工参数对表面粗糙度的影响,可有效指导加工参数的选择与调整,对保持蠕墨铸铁优良的加工质量具有较好的指导意义。     

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。     

发动机铸铁件新材料工艺探讨

随着国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ柴油机的研发,这些新型发动机都对其关键铸件如缸体、缸盖等的铸件材质提出了更高的要求。目前普遍采用的HT250牌号已经远远满足不了其材质可靠性要求。发动机铸件材质国内外在80年代走过了从HT200到普遍使用HT250的时代,已经进入了从HT250向高性能铸铁发展的时代。作为高性能铸铁。一个是以HT280为代表的高性能灰铸铁,另一个就是蠕墨铸铁。     

Si—Mo,Cr—Mo耐热铸铁导热性能的研究

本文对Si-Mo、Cr-Mo耐热铸铁的导热率和热扩散率及其影响因素作了测试和分析。结果表明:灰铁的导热性能最好,蠕铁次之,球铁最差;蠕化率越高,导热率越好;铁素体的导热性能优于珠光体。     

Understanding compacted graphite iron solidification through interrupted solidification experiments

While the manufacture of compacted graphite (CG) iron castings has seen significant expansion over the recent years, the growth of CG during iron solidification is still not fully understood. In this work, effort was expanded to experimentally reveal the evolution of graphite shape during early solidification and its relationship to the solid fraction. To this purpose, interrupted solidification experiments were carried out on hypereutectic irons with three magnesium levels. The graphite shape factors were measured and analysed as a function of chemical composition and solid fraction. Scanning electron microscopy was carried out to establish the fraction of solid at which the transition from spheroidal graphite (SG) to CG occurs. It was confirmed that solidification started with the development of SG for all CG irons. The SG-to-CG transition was considered to occur when the SG developed a tail (tadpole graphite). The findings were integrated in previous knowledge to attempt an understanding of the solidification of CG iron.