合金铸铁汽缸套铸造过程的质量控制

孙思东 赵英军 孙晓东 程景龙

(河北华北柴油机有限责任公司，河北 石家庄 050081)

0 引言

汽缸套是内燃发动机的重要组成部分，其是以圆筒形状为基准，搭配活塞、汽缸盖设施等，为汽缸装置构筑一个运行空间。从运行模式来讲，汽缸套处于高频率、高荷载的工作环境，且在做功期间，整个汽缸结构所产生的应力，将加剧汽缸套的磨损程度，这就需要汽缸套在实际生产制造过程中，具备相对应的强度、耐热抗磨性能等，提高汽缸套部件的使用寿命。为此，水冷汽缸套的制备材料，是以含高磷、硅、锰、铬、钼等元素的合金铸铁为主，提高汽缸套表面的硬度及摩擦系数，强化实际工作性能。

1 合金铸铁水冷汽缸套铸造过程质量控制的重要性

对于加工生产来讲，质量控制工作的开展，是针对整个铸造工序实行基于参数指标的全过程监管，避免产生铸造质量的问题。从合金铸铁水冷汽缸套的使用特点来看，其本身所处的工作环境较为复杂，在长时间磨损下，内部结构所产生的热量将令汽缸套材料产生严重的热磨损问题，进而产生结构破损的问题，如果实际铸造时，汽缸套的制造工艺未能满足实际应用参数，则难以承受工作压力，加剧材料的磨损，缩减汽缸套设施的使用寿命。通过对合金铸铁汽缸套进行质量控制时，则需要从原料配比、铸造工艺等方面进行参数指标的监控，查证出合金铸铁汽缸套的关键属性，并做好标识处理，确保在相关工序的实现下，汽缸套材料所具备的抗腐蚀性能、抗磨损性能、膨胀系数、刚度强度等，可符合汽缸套在整个汽缸体中的运行需求。

2 合金铸铁汽缸套铸造过程的质量控制研究

2.1 原料选取的质量控制措施

熔炼设备作为合金铸铁汽缸套铸造的基础，通过为合金铸铁材料提供一个熔炼空间，保证材料制备中呈现出的属性，可符合材料应用需求。为此，熔炼设备的选取应以中频感应电炉装置为主，确定好荷载容量、额定温度值、工作频率等，保证合金铸铁材料加工的持续性与可靠性。在对加工材料进行选取时，则应充分考虑到炉内运行参数与材料生产属性呈现出关联点，确保合金铸铁材料内金属元素与基料的配比度，保证各类元素的应用，可强化原料质量，避免产生元素融合不达标的现象。例如，在对合金材料进行选取时，应以中硅铁、硼铁为主，且应将材料限制到一定规格中，保证原料的充分反应。在对铁屑进行选取时，必须保证铁屑无腐蚀问题，且应合理选定增碳剂、除渣剂类型，提高合金铸铁汽缸套部件的制造质量。

2.2 熔炼过程的质量控制措施

在加料工序方面，整个合金铸铁气缸套制造必须严格遵循加工工艺，避免因为误操作造成整体结构力不足的问题。加料工序应遵循的原则为按需分配，先确保炉内反应环境的清洁性，并对反应原料进行检查，避免材料潮湿度超标。实际加料时，应先在炉内添加增碳剂，然后依次放入铁屑、铁合金、废钢、回炉料。增碳剂的作用是保证在长时间冶炼过程中，对铁合金、铁屑、废钢中流失的碳元素进行补充，保证铁液中的含碳量达到预期设定值，缩减实际制造误差。在具体熔炼时，应注意的是，废钢材料的加入应避免存在液体、易爆物等，防止在高温熔炼时，产生金属液喷溅的现象。在添加原料时，必须在上一批次材料没有完全熔炼的前提下，慢速投入原料，避免产生熔炼脱节问题。如果误将带有铁锈的原料投放到熔炉内，则可能产生熔炼“搭桥”的问题，为此，需针对现阶段的反应模式，查证出当前液体表面是否存在搭桥问题的表象特征，如果存在应立即处理，避免产生材料生产质量问题。此外，应注意的是在炉内反应完毕以后，需针对原料反应留下的渣体进行清除，防止因为温度差问题令渣体凝结为渣盖。为保证材料在固有环境中的反应效率，则应针对反应前的炉内温度进行查证，工艺温度要求≥1450 ℃，生产实践中温度一般控制在1500 ℃左右，保证预热环境下，原料可充分发生反应。

2.3 现场浇铸的质量控制措施

合金铸铁水冷汽缸套作为浇铸类部件，采用离心铸造工艺。离心铸造是铁水在旋转金属模具外壁水冷却条件下凝固成型，铁水冷却速度快，涂料涂覆在模具表面，起保温、缓冷、保护模具等作用。但是考虑到溶液凝固、冷却过程中产生的结构力、内应力问题等，如果未能按照相对应的工序执行，则极有可能产生形变问题，降低部件生产质量。对此，在对现场浇铸工序进行质量控制时，应充分考虑到当前操作视域下，各项准备工作是否能够满足实际使用诉求，例如涂料、喷射嘴、石墨桶、刷子等，且应确保反应坩埚的干燥性。与此同时，应对反应设备进行查证，确保设备内的各项操控部件不会产生碰撞问题。这样一来，通过相关功能的确定，可令整项浇铸工作实现持续运转，提高汽缸套的铸造质量。

2.4 汽缸套毛坯的检验控制

汽缸套毛坯成型后，主要是针对毛坯件进行机械性能层面的检验控制，例如，汽缸套毛坯的强度、硬度等进行检验，保证各项操控性能是符合汽缸套设施的实际使用要求。针对毛坯部件进行金相检验控制时，则需要针对毛坯部件内的合金成分具备的物理状态、化学状态等进行分析，利用显微镜观察毛坯部件内部金相组织的各类结构状态是否真实反映出当前汽缸套部件的各类属性，进而确保部件性能符合生产加工的需求。

3 结语

综上所述，合金铸铁水冷汽缸套铸造过程的质量控制，主要是针对浇铸部件的化学成份、金相、尺寸参数、硬度等进行分析，然后通过对制造过程环节的质量控制，保证了水冷汽缸套铸件的良品率。