大型船用柴油機(jī)缸套是核心耐磨耐壓部件,鑄造加工的核心是保證
高致密度、耐磨耐腐蝕、尺寸精度,適配船舶長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行,以下是關(guān)鍵技術(shù)方案:
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首選材質(zhì):合金鑄鐵(HT300+Cr-Mo-Cu 合金),含鉻 0.8%-1.2%、鉬 0.3%-0.5%、銅 0.5%-0.8%,提升耐磨性與抗蝕性。
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高端工況:采用硼鑄鐵或釩鈦合金鑄鐵,表面硬度 HB220-280,抗拉強(qiáng)度≥300MPa,耐海水腐蝕能力比普通鑄鐵提升 40%。
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成分控制:碳 3.2%-3.5%、硅 1.8%-2.2%、錳 0.8%-1.0%,硫≤0.03%、磷≤0.04%,避免有害元素導(dǎo)致的內(nèi)部缺陷。
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設(shè)備選擇:臥式離心鑄造機(jī)(轉(zhuǎn)速根據(jù)缸套內(nèi)徑調(diào)整,通常 500-800r/min),確保金屬液在離心力作用下形成均勻壁厚(偏差≤±1mm)。
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模具處理:模具內(nèi)壁涂刷石墨涂料(厚度 0.5-0.8mm),預(yù)熱至 200-250℃,防止粘模并改善鑄件表面質(zhì)量。
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澆注參數(shù):澆注溫度 1380-1420℃,金屬液流速控制在 0.8-1.0m/s,采用連續(xù)澆注方式,避免斷流導(dǎo)致的分層缺陷。
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冷卻控制:采用水霧冷卻模具,冷卻速度 15-20℃/min,確保鑄件從外到內(nèi)定向凝固,致密度≥98%,無(wú)氣孔、縮孔。
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造型工藝:樹(shù)脂砂造型,砂型硬度≥90(B 型硬度計(jì)),透氣性≥95,缸套內(nèi)壁采用砂芯成型,砂芯強(qiáng)度≥2.0MPa。
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澆注系統(tǒng):底注式澆注,直澆道:橫澆道:內(nèi)澆道 = 1.5:1.2:1,設(shè)置環(huán)形內(nèi)澆道均勻布液,避免沖擊砂芯。
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補(bǔ)縮設(shè)計(jì):缸套兩端設(shè)置發(fā)熱冒口,冒口重量為鑄件的 20%-25%,針對(duì)壁厚突變處放置冷鐵,保證補(bǔ)縮充分。
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采用數(shù)控車床車削外圓、端面,去除鑄造余量(外圓余量 8-10mm,內(nèi)孔余量 10-12mm),初步保證直線度≤0.03mm/m。
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鉆削定位孔,為精加工提供基準(zhǔn),定位孔位置度公差≤±0.02mm。
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正火處理:900-950℃保溫 2-3 小時(shí),空冷至室溫,細(xì)化晶粒,提升基體硬度均勻性。
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去應(yīng)力退火:550-600℃保溫 4-6 小時(shí),爐冷至 200℃以下出爐,消除鑄造與粗加工應(yīng)力,避免后續(xù)變形。
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表面強(qiáng)化(可選):內(nèi)孔采用激光淬火或等離子噴涂,表面硬度提升至 HRC50-55,耐磨層厚度 0.5-1.0mm,延長(zhǎng)使用壽命。
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內(nèi)孔加工:采用珩磨工藝,精度控制在 IT7 級(jí),表面粗糙度 Ra0.4-0.8μm,圓度≤0.005mm,圓柱度≤0.01mm/m。
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外圓與端面加工:數(shù)控磨床磨削,外圓尺寸公差 ±0.015mm,端面平面度≤0.02mm/m,保證與機(jī)體貼合緊密。
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最終檢測(cè):三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x全尺寸檢測(cè),關(guān)鍵尺寸(如內(nèi)徑、壁厚、止口直徑)100% 檢驗(yàn),合格率≥99%。
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缺陷檢測(cè):超聲波探傷排查內(nèi)部氣孔、裂紋(探測(cè)深度≥30mm),磁粉探傷檢測(cè)表面缺陷,內(nèi)孔采用內(nèi)窺鏡檢查。
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性能檢測(cè):抽樣進(jìn)行硬度測(cè)試(HB220-280)、拉伸試驗(yàn)(抗拉強(qiáng)度≥300MPa)、腐蝕試驗(yàn),確保符合船用標(biāo)準(zhǔn)。
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尺寸穩(wěn)定性:精加工后自然時(shí)效 24 小時(shí),再次復(fù)檢關(guān)鍵尺寸,確保偏差≤0.01mm。
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