Способ центробежного литья гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к литейному производству и, в частности к получению отливок методом центробежного литья, и может быть использовано для изготовления центробежно-литых гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания.Пель изобретения - улучшение обрабатываемости наружной поверхности и повышение износостойкости рабочей поверхности готовых гильз.Сущность способа заключается в том, что жидкий чугун с содержанием углерода 3,5-3,7% и кремния 2,4-2,7% предварительно модифицированный ФС в заливочно-дозировочном ковше центробежной машины, заливают при 1360-1400 С .во вращающуюся изложницу с теплоизоляционным покрытием и, начиная с температур 1200-1250 С, принудительно охлаждают внутреннюю поверхность металла в течение 20 30 с до эатвердевания водовоздушной смесью при расходе воды 20-30 мл/кг залитого чугуна. Далее отливка естественным образом охлаждается в изложнице до 1050-900 С, извлекается из последней и охлаждается на воздухе до комнатной температуры. Затем отливка проходит черновую обработку и внутренняя поверхность закаливается с использованием нагрева ТВЧ.Использование жидкого чугуна с повышенным содержанием углерода и кремния в сочетании с графитизирую" щим модифицированием позволяет снизить твердость наружного слоя заготовки до 210-225 НВ и улучшить обрабатываемость резанием. При этом интенсивное охлаждение внутренней поверхности не оказывает влияния на структуру и твердость чугуна наружного слоя.Принудительное интенсивное охлаждение внутренней поверхности жидкого металла ускоряет процесс его кристаллизации, в результате чего размеры графитных включений уменьшаются, а дисперсность перлитной основы повышается. При этом твердость чугуна внутреннего слоя заготовки на глубину, превышающую припуск на мехобработку, повышается до 200-220 НВ, что позволяет после закалки ТВЧ получить на рабочей поверхности готовых гильз твердость 44-55 НКС. В то же время более высокое содержание углерода и кремния в чугуне позволяет при уско ренной кристаллизации внутреннего слоя избежать отбела и выпадения междендритного графита.П .р и м е р, На центробежной карусельно-кокильной машине мод. 4933 отливают две партии отливок гильз цилиндров дизельного двигателя ЯМЗ,Обе партии отливаются в идентичных условиях модифицирования и заливкиметалла, подготовки и охлаждения иэ 10 ложниц. Контрольная партия отливается по существующей технологии из серого чугуна, содержащего (мас.%):углерода 3,35; кремния 2, 15; марганца 0,65; серы 0,035; фосфора О, 11;хрома 0,37; никеля 0,16; меди 0,49; 15 титана 0,044; железо остальное. Опытная партия отливается по предлагаемому способу из чугуна, содержащего 20(мас.%): углерода 3,6; кремния 2,42;марганца 0,65; серы 0,035; фосфораО, 11; хрома 0,37; никеля О, 16; меди0,49; титана 0,044; железо остальноеМодифицируют чугуны обеих партий в 25 эаливочно-дозировочном ковше ферросилицием марки ФСв количестве0,3% от массы обрабатываемого метал. ное устройство подается под давление2 атм. Проведен сравнительный металло- графический анализ отливок и готовых гильз обеих партий (таблица), Отливки, отлитые по существующей технологии, имеют во внутреннем слое на глубину припуска на мехобработку твердость чугуна 185-195 НВ, а твердость 50 чугуна на наружной поверхности 235255 НВ. Гильзы, изготовленные из отливок контрольной партии, после закалки ТВЧ имеют на рабочей поверхности твердость 38-42 НКС,ла и при температуре 1380 С заливают З 0 в изложницы, вращающиеся со скоростью950 оборотов в мин, Изложницы имеютна рабочей поверхности теплоизоляционную обмазку толщиной 1,5 мм, состоящую (мас,%) из 95% песка горячеплакированного и 5% ферросилиция ФС пылевидного,Изложницы охлаждают водой с температурой 20 С и расходом 1,5 м/ч.Внутренняя поверхность отливок 40 опытной партии по достижении температуры 1200 С принудительно охлаждается водовоздушной смесью в течение20 с, Расход воды 550 мл на отливкумассой 18 кг. Воздух в распылитель1328064 Температуравнутреннейповерхностик началу Охлаждения, С Способ литья.СодержаниеС н Б, Х Размер граФита в стенке нв глубине верка"ла гильз ГлубинаСЛОЯ ИЗмельченнойструктуры мм РасходВОДЫ НВ1 кг чугуна,мл Твердостьметаллана глубинезеркалаГИЛЬЗ ПОСле закалкиТВЧ НЕС Отсутст- Г 180 36-40вует 1 О редлагаемый 44-45 Г, 45-25 8-10 1200-1250 3,60% С2,50% 81Не Обрабатывались включеннем цемен тита 12-15 50 Междендр. точечный 36-40 44-46 50"55 1100 Г 90" 180 дГ 45"25 Отсутст"вует8-12 1200 20-30 Междендр. точечный 12-15 1360 Предлагаемый3,35% С3,20% Зд 10-12 Нв Обрвбвтывалнсь, вклю" чения цемен" тита 1200-1250 , 20-30 Мезкдендр.точечньй,м/д пласт.участки Известный 3,35% С3,20% 81 Принудительное охлаждение жидкой внутренней поверхности От" ЛИВКИ НЕ ПРОВО- дили 38-42 Г 90-80 дду р н м е ч а н н е. С внутренней поверхности заготовки прнпуск нв механическую обработку составляет 6 мм,Отливки, отлитые по предлагаемому способу с принудительным охлаждением внутренней поверхности, имеют во внутреннем слоетвердость чугуна 210-215 НВ, а твердость наружного слоя 210-218 НВ. Гильзы, изготовленные из этих отливок, после закалки ТВЧ имеют на рабочей поверхности твердость 44-55 НЕС,Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить твердость иизносостойкость рабочей поверхности эакаливаемых гильз цилиндров и снизить расход режущего инструмента при обработке заготовок гильз резанием.формула изобретенияСпособ центробежного литья гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, включающий заливку чугуна во вращающуюся изложницу с теплоиэоляционным покрытием, принудительное охлаждение внутренней поверхности эалитого металла водовоэдушной смесью, извлечение отливки, ее черновую обработку и последующую закалку токами высокой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения обрабатываемости наружной поверхности и повышения износостойкости рабочей поверхности готовых гильз, чугун заливают с содержанием углерода 3,5 - 3,77 и кремния 2,4-2,77., а принудительное охлаждение внутренней поверхности начинают с температур 1200 - 1250 С и заканчивают после эатвердевания при расходе воды 20-30 мл/кг 20 залитого чугуна.