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球墨铸件发动机缸体铸造概况和常规热处理(一)、发动机缸体铸造概况
发动机是汽车的“心脏”，而缸体是发动机中重量重、复杂程度高、生产难度大的一个关键零件。如今，根据发动机结构紧凑、轻量化的设计要求，缸体不仅要有好的内在质量以提高其寿命，还要好的外在质量，包括尺寸精度、形位公差、光洁度以及加工性能等。对于整体式发动机缸体，要求缸筒要有较高的耐磨性，还要耐压、耐腐蚀。康明斯发动机缸体，不仅水泵壳，连机油泵壳、机油散热器壳都与缸体铸为一体。国外为了提高发动机功率，降低油耗，从技术和工艺上采取各种措施提高材质性能以减薄铸件壁厚，减轻铸件乃至整机重量，如今一般中小型发动机缸体的璧厚在3.5~4.5mm之间，壁厚最薄处已不足3mm。要铸造出这样薄壁、强度高、具有复杂内腔的铸件，就对我国的铸造技术提出了更高的要求，不仅要求材质强度高，均匀性好，而且对铸件尺寸精度和表面粗糙度的要求也十分严格。
在发动机缸体铸件的质量、生产技术和工装水平方面，我国与国外存在较大的差距：如尺寸精度，国外一般可达到ISO6~8级，国内较好的汽车、内燃机厂为ISO8~10级。表面粗糙度国外铸件一般为Ra12.5~50μm，国内一般厂为Ra25~100μm，如今，国外很多型号的发动机缸体和车身都采用了铝合金铸造，而我国大部分采用高牌号的灰铸铁铸造，车身架采用的是球墨铸铁铸造。
如今，随着铝质发动机缸体的增多，发动机缸体的铸造方法扩展了许多，如最常用的湿型粘土砂有箱高压造型卧式浇注法；压力铸造、中压铸造、低压铸造都可以用来生产铝合金缸体；金属型铸造可以生产简单的铝缸体；Cosworth法采用冷芯盒砂芯组芯造型，用于生产复杂薄壁铝合金铸件；消失模铸造采用干砂造型，可以生产薄壁、无拔模斜度的复杂铸件；树脂砂型铸造等。
(二)、球墨铸铁的常规热处理
1、退火处理
若要提高球墨铸铁的韧性可采用退火处理。球墨铸铁在铸造过程中比普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，球墨铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体。为提高球墨铸铁件的延性或韧性，可将球墨铸铁件重新加热到900~950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。在此过程中基体中的渗碳体会分解出石墨，奥氏体中会析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体则全转换为铁素体，从而提高球墨铸铁的韧性。若铸态组织由(铁素体+珠光体)为基体+球状石墨组成，那么只需将球墨铸铁件重新加热到700~760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷，就能将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨来提高其韧性。
2、正火处理
若要提高球墨铸铁强度可采用正火处理。球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850~900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，从而提高球墨铸铁件的强度。
3、淬火加低温回火处理
若要提高球墨铸铁的硬度可采用淬火并低温回火的方法。当球墨铸铁用作轴承等零件时往往需要比较高的硬度，此时可将球墨铸铁件淬火并低温回火处理。具体工艺是：将球墨铸铁件加热到860~900℃的温度，保温让原基体组织全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250~350℃加热保温回火，原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，原球状石墨形态不变。处理后的球墨铸铁件具有较高的硬度和一定韧性，同时还保留了石墨的润滑性能。
4、调质处理
若要提高球墨铸铁综合力学性能可采用调质处理。当球墨铸铁件用作为轴类件，如柴油机的曲轴、连杆，要求强度高同时韧性较好的综合力学性能，此时可对球墨铸铁件进行调质处理。具体工艺是：将球墨铸铁件加热到860~900℃的温度保温让基体组织奥氏体化，再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经500~600℃的高温回火，获得回火索氏体组织(一般尚有少量碎块状的铁素体)，原球状石墨形态不变。处理后强度、韧性匹配良好，适应于轴类件的工作条件。
5、等温淬火处理
若要获得较高强度的球墨铸铁可采用等温淬火处理。球墨铸铁等温淬火处理目的在于让球墨铸铁件的基体组织转换为强韧的下贝氏体组织，强度极限可超过1100MPa，冲击韧度αk≥32J。处理工艺是：将球墨铸铁件加热到830~870℃温度保温使基体奥氏体化后，投入280~350℃的熔盐中保温，让奥氏体部分转变为下贝氏体，原球状石墨不变，从而获得比较高强度的球墨铸铁。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铁铸件、减速机壳、机械加工、端面铣床加工等业务。
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