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小缸径高合金铸铁活塞环产品开发.pdf.pdf
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小缸径高合金铸铁活塞环产品开发2结构参数及技术要求徐胜洪拇ê阃钊酚邢薰R猐本文介绍了一种小缸径高合金铸铁活塞环产品的试制开发。在此过程中,成功地开发应用了在常规造型机上进行单体多片毛坯造型铸造的新技术、水基淬火液作为冷却介质对小缸径高合金铸铁活塞环进行淬火处理的新技术和正圆坯件椭圆内外圆同时仿形加工的新技术,同时,对小缸径高合金铸铁活塞环产品的机加工工艺进行了优化设计,从而,有效地提高了该类产品的生产效率和产品的质量。丶蔧高合金活塞环开发刖吾小缸径怼低合金铸铁活塞环在国内生产、应用比较普遍,但小缸径帷高合金铸铁活塞环在国内生产、应用较少;在国外,随着二冲程小缸径内燃机的不断发展,其对活塞环的要求也越来越高,传统的低合金材质和加工工艺技术生产的活塞环产品已不能满足其使用要求,逐步开发了一些种具有特殊性能的高合金铸铁材质和采用先进加工工艺技术生产的活塞环产品。本公司接到国外一主机厂434在国内没有使用,产品全部出口国外;同时,小缸径的高合金铸铁活塞环坯件的铸造和机加工生产比较困难,在国内能够成功开发、应用的不多,该产品能够成功开发、应用,对企业的生存发展具有重要的意根据主机厂产品图纸要求,其主要结构参数、材料及加工技术要求归纳如下。产品主要结构、参数1材料技术要求图纸上材料要求为,金相标准为—,经查阅相关技术资料和标准,其要求具体见表⒈。3)100工艺参数设计杂煽?谥礷:根据弹力计算公式.唬痶一蟪霾纷杂煽fh=12D=34t=14Ft=30E=内燃机配件20095义。66213表高合金铸铁活塞环产品化学成份要求334030+030×//.lJ),巾___o-134单位:项次技术要求硬度抗弯强度800E热稳定性3003h12石墨AB+DED%,褪ā%,石墨长度不大于基体组织马氏体位向的回火索氏体,不允许有铁素体、珠光体碳化物碳化物应为点状、小条状或小块状,细片状,总5~
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3得:Bddd=2芚020983XA(Dt)+01807271]+D+Kd=AXA(Dt)+0,式中:辏琫为加工过程中开口收缩率,取值琙—A(Dt)K=050ぶ.,讨.,扁度长轴一讨环模参数设计由于该产品合金元素较多,且环高、径向值较(032)体单片毛坯铸造技术,易于形成白口金相组织,达不到金相组织要求,同时,由于缸径小,环高薄,单体单片铸造的毛坯,端面磨削余量较大,端面磨削加工困难,成品率低,还由于该产品椭圆加工的扁度值较小,经综合考虑,决定采用正圆单体多片毛坯砂型铸造的新技术来进行坯件生产和采用内外圆同时仿形加工技术来进行机加工生产。050,内圆嗔课.,得:毛坯外圆直径369,毛坯内圆直径为.为保证机加工椭圆仿形质量,坯件内、外圆需进050,取合金铸109ff,小端内圆直径为.,考虑单体5工,环模高度值设计为mm4工艺技术路线的设计混砂一造型\原材料一配料一熔炼一浇铸一清砂一高温退火一切片。主要工艺步骤及技术参数的设计A35,每墩叠箱。哿堵核嵝灾衅档缏萘,综合利用率取%。CC%,100Mn%,%,≤琕95W%。淞铣煞%焊莶烦煞菀G螅390---410Mn090PO15S0琓.,琖E(CA0V12)kgQ12(C41Sil1)250,废钢kg(Si.kg(Mn65)kg(Cr60)66kg(Mo55)16,镍板kg(Cu,钨铁kg(Nb60)46F8090***出炉前分钟左右取样,然后进行光谱分析,根据分析结果进行炉前成份调整,使各元素成份满足要求。H1450---,1550()I75浇包内孕育处理,按~%添加。J1400K1L目视检验,手工清理飞边毛刺。M94096090120600650冷。骷衅菏紫饶凇⑼庠餐背迪鳎饩度.,内径巾.;然后进行切片,切刀厚度mm14155,每个铸造5铸造坯件试制结果按照上述技术路线及工艺步骤进行生产试制。2"---3等情况,根据情况进行调整处理,达到要求后继续浇铸和后工序生产。首炉试制产品的化学成份及金相检测结果见表⒈。徐胜洪:小缸径高合金铸铁活塞环产品开发X(34141)3(007071)=37mmX[0一.~,090Mo99)71%~×.—..。2,090Cr045Ni090Nb030154.
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54工艺技术路线的设计切片坯件装筒一人炉一升温一保温一淬火一冷却一升温一保温一冷却一检验。小批量试制工艺技术试验5工频高温电炉,淬火冷却介PAG筒压紧,每筒数量~片,淬火、回火工艺试验结果见表⒈。批量试制工艺技术参数的确定根据小批量坯件的热处理试验结果,确定坯件批量调质处理试制工艺技术参数如下。A数量片。BS0kW935"--,9454045慊鹄淙唇橹剩~.水基淬火液。D75KW580"-,59090120E3)8调质坯件一端面磨削一检验一内外仿形一粗修13121一端面精磨一磷化一检验。2)9小批量试制加工后的质量结果统计见表。俄Ⅲ似内燃机配件20095表高合金铸铁活塞环铸造坯件化学成份检测结果534734表高合金铸铁活塞环坯件调质处理批量试制结果634一:表示存在如晶粒大小、残余()碳化物转化程度、硬度等方面的缺陷或不足+或无不足加热温度保温时间硬度检测结果种∞如¨卯9505480490470480475475470465410400400380400390380390380一~
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76机加工工艺技术改进从小批量试制质量结果看出,主要存在的问题是产品漏光比例较大,其次是产品翘曲,为此,改进的重点是解决该问题,改进后的工艺技术路线为:调质坯件一端面磨削一检验一内外仿形一时效处理一粗修口一精车外圆一磨外圆一精车内圆一精修口一磨端面定位槽一端面精磨一珩磨外圆一磷化一检验。5401043425(43410)1Ft=00707fhEq,(Dt1)35Ftfth=1E械性能试验仪检测产品抗弯强度艿,用椭圆度检测3003h性试验,检测弹力消失率£,结果见表。A造型砂中水分不能高,否则坯件易于形成严重的皮下气孔。B孕育剂中杂质成份不能多,特别是的含量必须较低,否则坯件易于形成严重的皮下气孔;同时,孕育剂使用需适中,否则坯件易于形成严重的皮下气孔和金相组织缺陷。C由于采用正圆坯件椭圆加工,加工后内应力较伦5徐胜洪:小缸径高合金铸铁活塞环产品开发1134(500)表审高合金铸铁活塞环产品机械性能指标检测结果005。1
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4结论33(7)气缸套内表面上不规则磨光的形式通常意味着气缸套的扭曲。控制机油的关键条件是活塞环周与缸套间均匀接触。若出现气缸套扭曲,活塞环就不能给机油或燃气提供很好的周边密封,机油经过活塞环进入燃烧室并燃烧,而从活塞外泄的高温燃气会使曲轴箱的压力增 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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