一种气缸套工装底座的制备材料及制备工装底座的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310310401.2	申请日：	2013.07.23
公开号：	CN103361541A	公开日：	2013.10.23
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C22C 37/10变更事项:专利权人变更前:河南省中原内配股份有限公司变更后:中原内配集团股份有限公司变更事项:地址变更前:454750 河南省焦作市孟州市韩愈大道146号变更后:454750 河南省焦作市孟州市产业集聚区淮河大道69号\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 37/10申请日:20130723\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C37/10; C21D5/00; C21D1/09; B23P15/00	主分类号：	C22C37/10
申请人：	河南省中原内配股份有限公司
发明人：	秦小才; 李红杰; 姜玉领; 姚涛
地址：	454750 河南省焦作市孟州市韩愈大道146号
优先权：
专利代理机构：	郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104	代理人：	田小伍
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内容摘要

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种气缸套工装底座的制备材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。本发明提供的气缸套工装底座制备材料属于一种奥氏体铸铁，各组成按质量百分比计，C，2.75%~3.0%；Si，1.8%~2.3%；P，＜0.08%；S，＜0.1%；Mn，14%~16%；Nb，0.04%~0.06%；稀土，0.04%~0.08%；余量为铁。相较于现有技术，由本发明所提供材料制备的工装底座在高频处理气缸套时，底座内外不产生电动势，尺寸稳定；对底座进一步通过内孔激光技术使槽周围产生极薄的高位错马氏体增加与气缸套的摩擦力，尺寸稳定性凸显，使用效果优良。

权利要求书

权利要求书
1.  一种气缸套工装底座制备材料，其特征在于：该材料属于奥氏体铸铁，按质量百分比计，各组成含量为，C，2.75%~3.0%；Si，1.8%~2.3%；P，＜0.08%；S，＜0.1%；Mn，14%~16%；Nb，0.04%~0.06%；稀土，0.04%~0.08%；余量为铁。

2.  如权利要求1所述气缸套工作底座制备材料，其特征在于：按质量百分比计，各组成含量为，C，2.85%；Si，1.85%；P，0.043%；S，0.065%；Mn，14.5%；Nb，0.055%；稀土，0.075；余量为铁。

3.  如权利要求1所述气缸套工作底座制备材料，其特征在于：按质量百分比计，各组成含量为：C，2.95%；Si，1.95%；P，0.06%；S，0.058%；Mn，15.3%；Nb，0.045%；稀土，0.065；余量为铁。

4.  利用权利要求1所述的气缸套工装底座制备材料制备气缸套工作底座的方法，包括以下步骤：
（1）按配比配料；
（2）将步骤（1）所得配料熔炼浇注成铸管；
（3）铸管加工为底座，内外壁留0.6mm余量；
（4）底座送入中性炉于1050~1100℃下保温50~60min；出炉后用风扇吹冷；
（5）机加工完后内孔进行激光刻槽。

说明书

说明书一种气缸套工装底座的制备材料及制备工装底座的方法
技术领域
本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种气缸套工装底座的制备材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。
背景技术
气缸套是发动机的关键零部件之一，目前其材质多为合金灰铸铁，组织为珠光体或贝氏体。在加工特殊要求的气缸套时，现有技术的工装底座常无法满足生产要求。例如在加工一种组织为回火马氏体，内表面经高频淬火，淬火层为0.8-1.2mm且上下淬火层偏差不能超过0.254mm的气缸套时，工装底座内孔和外圆尺寸极易发生严重变形，导致气缸套内表面淬火层超出公差，无法满足生产要求。因此开发一种不易变形的气缸套工装底座材料就具有十分重要的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种性能稳定、不易变形的气缸套工装底座材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。
本发明技术方案如下。
一种气缸套工装底座制备材料，该材料属于奥氏体铸铁，按质量百分比计，各组成含量为：C，2.75%~3.0%；Si，1.8%~2.3%；P，＜0.08%；S，＜0.1%；Mn，14%~16%；Nb，0.04%~0.06%；稀土，0.04%~0.08%；余量为铁。
所述气缸套工作底座制备材料，按质量百分比计，各组成含量为：C，2.85%；Si，1.85%；P，0.043%；S，0.065%；Mn，14.5%；Nb，0.055%；稀土，0.075；余量为铁。
所述气缸套工作底座制备材料，按质量百分比计，各组成含量为：C，2.95%；Si，1.95%；P，0.06%；S，0.058%；Mn，15.3%；Nb，0.045%；稀土，0.065；余量为铁。
一种气缸套工作底座的制备方法，包括以下步骤：
（1）各组分按以下质量百分比进行配料：C，2.75%~3.0%；Si，1.8%~2.3%；P，＜0.08%；S，＜0.1%；Mn，14%~16%；Nb，0.04%~0.06%；稀土，0.04%~0.08%；余量为铁；
（2）将步骤（1）所得配料熔炼浇注成铸管；
（3）铸管加工为底座，内外壁留0.6mm余量；
（4）底座送入中性炉于1050~1100℃下保温50~60min；然后出炉后用风扇吹冷；
（5）机加工完后内孔进行激光刻槽，以增加内孔和气缸套外壁的摩擦力，从而保证高频淬火时缸套在工装内不转动。
需要说明的是，本发明所采用稀土为一种市售产品，其成分含量为：Re：30~33%，Si：40%，Mn，3.0%，Ca，4.0%，Ti：1.0%，余量为Fe.。
本发明所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，相较于现有技术的工装底座材料，Mn元素比例的增大扩大了奥氏体区域，使奥氏体转变点降至室温以下；稀土中稀土元素使得晶粒细化；而Nb元素的添加提高了激光时槽附近的淬透性。
本发明所提供的工装底座的制备方法中，先通过中性气氛加热步骤使组织体进行奥氏体转化，然后通过风冷进行固溶处理，获得组织为奥氏体的铸铁材料。由于奥氏体是一种顺磁性结构，所以在高频处理气缸套时底座内外不产生电动势，尺寸稳定，最后通过内孔激光使槽周围产生极薄的高位错马氏体增加与缸套的摩擦力，使此材料突显出它的尺寸稳定的优越性，在制备特殊要求的气缸套时，工装底座的HBW指标可达130~160，抗拉强度可达170~210Mpa，经使用产品缸套内孔淬火层偏差不超过0.15mm，使用效果优良，较好的实现了发明目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。
下述实施例所采用的稀土来源为宁夏铸峰特殊合金有限公司生产的一种牌号为：FeSiRe32—B产品，其主要成分含量为：Re：30~33%，Si：40%，Mn，3.0%，Ca，4.0%，Ti：1.0%，余量为Fe.。
实施例1
本实施例所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，其组成成分按质量百分比计，各组成成分含量如下：
C，2.85%；Si，1.85%；P，0.043%；S，0.065%；Mn，14.5%；Nb，0.055%；稀土，0.075；余量为铁。
气缸套工装底座的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照上述各组分的质量百分比进行配料；
（2）熔炼浇注成铸管；
（3）铸管加工为底座，留0.6mm余量；
（4）底座送入中性炉于1050-1100℃下保温50-60min；然后出炉后用风扇吹冷；
（5）机加工完后内孔进行激光刻槽以增加内孔和高频淬火时气缸套外壁的摩擦力，从而保证高频淬火时缸套在工装内不转动。
经检验，本发明所提供的气缸套工装底座的部分性能指标为：HBW，138；抗拉强度，198Mpa。
实施例2
本实施例所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，其组成成分按质量百分比计，各组成成分含量如下：
C，2.95%；Si，1.95%；P，0.06%；S，0.058%；Mn，15.3%；Nb，0.045%；稀土，0.065；余量为铁。
本实施例制备气缸套工装底座的制备方法同实施例1，不再重复描述。
经检验，本实施例所提供的气缸套工装底座的部分性能指标为：HBW，145；抗拉强度，178Mpa。
上述实施例是本发明的最佳实施例，本领域技术人员按照本发明所提供的气缸套工装底座材料的配方进行适当变换即可得到本发明所请求保护的专利权范围，因此不再提供过于重复的实施例描述。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103361541 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103361541 A *CN103361541A* (21)申请号 201310310401.2 (22)申请日 2013.07.23 C22C 37/10(2006.01) C21D 5/00(2006.01) C21D 1/09(2006.01) B23P 15/00(2006.01) (71)申请人河南省中原内配股份有限公司地址 454750 河南省焦作市孟州市韩愈大道 146 号 (72)发明人秦小才李红杰姜玉领姚涛 (74)专利代理机构郑州联科专利事务所 ( 普通合伙。

2、) 41104 代理人田小伍 (54) 发明名称一种气缸套工装底座的制备材料及制备工装底座的方法 (57) 摘要本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种气缸套工装底座的制备材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。本发明提供的气缸套工装底座制备材料属于一种奥氏体铸铁，各组成按质量百分比计， C， 2.75%3.0% ； Si， 1.8%2.3% ； P， 0.08% ； S， 0.1% ； Mn， 14%16% ； Nb， 0.04%0.06% ；稀土， 0.04%0.08% ；余量为铁。相较于现有技术，由本发明所提供材料制备的工装底座在高频处理气。

3、缸套时，底座内外不产生电动势，尺寸稳定；对底座进一步通过内孔激光技术使槽周围产生极薄的高位错马氏体增加与气缸套的摩擦力，尺寸稳定性凸显，使用效果优良。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书2页 (10)申请公布号 CN 103361541 A CN 103361541 A *CN103361541A* 1/1 页 2 1. 一种气缸套工装底座制备材料，其特征在于：该材料属于奥氏体铸铁，按质量百分比计，各组成含量为， C， 2.75%3.0% ； Si， 1.8。

4、%2.3% ； P， 0.08% ； S， 0.1% ； Mn， 14%16% ； Nb， 0.04%0.06% ；稀土， 0.04%0.08% ；余量为铁。 2. 如权利要求 1 所述气缸套工作底座制备材料，其特征在于：按质量百分比计，各组成含量为， C， 2.85% ； Si， 1.85% ； P， 0.043% ； S， 0.065% ； Mn， 14.5% ； Nb， 0.055% ；稀土， 0.075 ；余量为铁。 3. 如权利要求 1 所述气缸套工作底座制备材料，其特征在于：按质量百分比计，各组成含量为： C， 2.95% ； Si， 1.95% ；。

5、 P， 0.06% ； S， 0.058% ； Mn， 15.3% ； Nb， 0.045% ；稀土， 0.065 ；余量为铁。 4. 利用权利要求 1 所述的气缸套工装底座制备材料制备气缸套工作底座的方法，包括以下步骤：（1）按配比配料；（2）将步骤（1）所得配料熔炼浇注成铸管；（3）铸管加工为底座，内外壁留 0.6mm 余量；（4）底座送入中性炉于 10501100下保温 5060min ；出炉后用风扇吹冷；（5）机加工完后内孔进行激光刻槽。权利要求书 CN 103361541 A 2 1/2 页 3 一种气缸套工装底座的制备材料及。

6、制备工装底座的方法技术领域 0001 本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种气缸套工装底座的制备材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。背景技术 0002 气缸套是发动机的关键零部件之一，目前其材质多为合金灰铸铁，组织为珠光体或贝氏体。在加工特殊要求的气缸套时，现有技术的工装底座常无法满足生产要求。例如在加工一种组织为回火马氏体，内表面经高频淬火，淬火层为 0.8-1.2mm 且上下淬火层偏差不能超过 0.254mm 的气缸套时，工装底座内孔和外圆尺寸极易发生严重变形，导致气缸套内表面淬火层超出公差，无法满足生产要求。因此开发一种不易变形的气缸套工装底座材。

7、料就具有十分重要的意义。发明内容 0003 本发明目的在于提供一种性能稳定、不易变形的气缸套工装底座材料及利用该材料制备气缸套工装底座的方法。 0004 本发明技术方案如下。 0005 一种气缸套工装底座制备材料，该材料属于奥氏体铸铁，按质量百分比计，各组成含量为： C， 2.75%3.0% ； Si， 1.8%2.3% ； P， 0.08% ； S， 0.1% ； Mn， 14%16% ； Nb， 0.04%0.06% ；稀土， 0.04%0.08% ；余量为铁。 0006 所述气缸套工作底座制备材料，按质量百分比计，各组成含量为： C， 2.85% ； S。

8、i， 1.85% ； P， 0.043% ； S， 0.065% ； Mn， 14.5% ； Nb， 0.055% ；稀土， 0.075 ；余量为铁。 0007 所述气缸套工作底座制备材料，按质量百分比计，各组成含量为： C， 2.95% ； Si， 1.95% ； P， 0.06% ； S， 0.058% ； Mn， 15.3% ； Nb， 0.045% ；稀土， 0.065 ；余量为铁。 0008 一种气缸套工作底座的制备方法，包括以下步骤：（1）各组分按以下质量百分比进行配料： C， 2.75%3.0% ； Si， 1.8%2.3% ； P， 0.08% ； S，。

9、 0.1% ； Mn， 14%16% ； Nb， 0.04%0.06% ；稀土， 0.04%0.08% ；余量为铁；（2）将步骤（1）所得配料熔炼浇注成铸管；（3）铸管加工为底座，内外壁留 0.6mm 余量；（4）底座送入中性炉于 10501100下保温 5060min ；然后出炉后用风扇吹冷；（5）机加工完后内孔进行激光刻槽，以增加内孔和气缸套外壁的摩擦力，从而保证高频淬火时缸套在工装内不转动。 0009 需要说明的是，本发明所采用稀土为一种市售产品，其成分含量为： Re ： 3033%， Si ： 40%， Mn， 3.0%， Ca， 4.0。

10、%， Ti ： 1.0%，余量为 Fe.。 0010 本发明所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，相较于现有技术的工装底座材料， Mn 元素比例的增大扩大了奥氏体区域，使奥氏体转变点降至室温以下；稀土中稀土元素使得晶粒细化；而 Nb 元素的添加提高了激光时槽附近的淬透性。说明书 CN 103361541 A 3 2/2 页 4 0011 本发明所提供的工装底座的制备方法中，先通过中性气氛加热步骤使组织体进行奥氏体转化，然后通过风冷进行固溶处理，获得组织为奥氏体的铸铁材料。由于奥氏体是一种顺磁性结构，所以在高频处理气缸套时底座内外不产生电动势，尺寸。

11、稳定，最后通过内孔激光使槽周围产生极薄的高位错马氏体增加与缸套的摩擦力，使此材料突显出它的尺寸稳定的优越性，在制备特殊要求的气缸套时，工装底座的 HBW 指标可达 130160，抗拉强度可达 170210Mpa，经使用产品缸套内孔淬火层偏差不超过 0.15mm，使用效果优良，较好的实现了发明目的。具体实施方式 0012 下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。 0013 下述实施例所采用的稀土来源为宁夏铸峰特殊合金有限公司生产的一种牌号为： FeSiRe32B 产品，其主要成分含量为： Re ： 3033%， Si ： 40%， Mn， 3.0%， Ca， 4。

12、.0%， Ti ： 1.0%，余量为 Fe.。 0014 实施例 1 本实施例所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，其组成成分按质量百分比计，各组成成分含量如下： C， 2.85% ； Si， 1.85% ； P， 0.043% ； S， 0.065% ； Mn， 14.5% ； Nb， 0.055% ；稀土， 0.075 ；余量为铁。 0015 气缸套工装底座的制备方法，包括如下步骤：（1）按照上述各组分的质量百分比进行配料；（2）熔炼浇注成铸管；（3）铸管加工为底座，留 0.6mm 余量；（4）底座送入中性炉于 1050-1100下保温。

13、50-60min ；然后出炉后用风扇吹冷；（5）机加工完后内孔进行激光刻槽以增加内孔和高频淬火时气缸套外壁的摩擦力，从而保证高频淬火时缸套在工装内不转动。 0016 经检验，本发明所提供的气缸套工装底座的部分性能指标为： HBW， 138 ；抗拉强度， 198Mpa。 0017 实施例 2 本实施例所提供的气缸套工装底座材料属于一种奥氏体铸铁，其组成成分按质量百分比计，各组成成分含量如下： C， 2.95% ； Si， 1.95% ； P， 0.06% ； S， 0.058% ； Mn， 15.3% ； Nb， 0.045% ；稀土， 0.065 ；余量为铁。 0018 本实施例制备气缸套工装底座的制备方法同实施例 1，不再重复描述。 0019 经检验，本实施例所提供的气缸套工装底座的部分性能指标为： HBW， 145 ；抗拉强度， 178Mpa。 0020 上述实施例是本发明的最佳实施例，本领域技术人员按照本发明所提供的气缸套工装底座材料的配方进行适当变换即可得到本发明所请求保护的专利权范围，因此不再提供过于重复的实施例描述。说明书 CN 103361541 A 4 。

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