孫思東 趙英軍 孫曉東 程景龍

(河北華北柴油機有限責任公司，河北 石家莊 050081)

0 引言

汽缸套是內燃發(fā)動機的重要組成部分，其是以圓筒形狀為基準，搭配活塞、汽缸蓋設施等，為汽缸裝置構筑一個運行空間。從運行模式來講，汽缸套處于高頻率、高荷載的工作環(huán)境，且在做功期間，整個汽缸結構所產生的應力，將加劇汽缸套的磨損程度，這就需要汽缸套在實際生產制造過程中，具備相對應的強度、耐熱抗磨性能等，提高汽缸套部件的使用壽命。為此，水冷汽缸套的制備材料，是以含高磷、硅、錳、鉻、鉬等元素的合金鑄鐵為主，提高汽缸套表面的硬度及摩擦系數，強化實際工作性能。

1 合金鑄鐵水冷汽缸套鑄造過程質量控制的重要性

對于加工生產來講，質量控制工作的開展，是針對整個鑄造工序實行基于參數指標的全過程監(jiān)管，避免產生鑄造質量的問題。從合金鑄鐵水冷汽缸套的使用特點來看，其本身所處的工作環(huán)境較為復雜，在長時間磨損下，內部結構所產生的熱量將令汽缸套材料產生嚴重的熱磨損問題，進而產生結構破損的問題，如果實際鑄造時，汽缸套的制造工藝未能滿足實際應用參數，則難以承受工作壓力，加劇材料的磨損，縮減汽缸套設施的使用壽命。通過對合金鑄鐵汽缸套進行質量控制時，則需要從原料配比、鑄造工藝等方面進行參數指標的監(jiān)控，查證出合金鑄鐵汽缸套的關鍵屬性，并做好標識處理，確保在相關工序的實現(xiàn)下，汽缸套材料所具備的抗腐蝕性能、抗磨損性能、膨脹系數、剛度強度等，可符合汽缸套在整個汽缸體中的運行需求。

2 合金鑄鐵汽缸套鑄造過程的質量控制研究

2.1 原料選取的質量控制措施

熔煉設備作為合金鑄鐵汽缸套鑄造的基礎，通過為合金鑄鐵材料提供一個熔煉空間，保證材料制備中呈現(xiàn)出的屬性，可符合材料應用需求。為此，熔煉設備的選取應以中頻感應電爐裝置為主，確定好荷載容量、額定溫度值、工作頻率等，保證合金鑄鐵材料加工的持續(xù)性與可靠性。在對加工材料進行選取時，則應充分考慮到爐內運行參數與材料生產屬性呈現(xiàn)出關聯(lián)點，確保合金鑄鐵材料內金屬元素與基料的配比度，保證各類元素的應用，可強化原料質量，避免產生元素融合不達標的現(xiàn)象。例如，在對合金材料進行選取時，應以中硅鐵、硼鐵為主，且應將材料限制到一定規(guī)格中，保證原料的充分反應。在對鐵屑進行選取時，必須保證鐵屑無腐蝕問題，且應合理選定增碳劑、除渣劑類型，提高合金鑄鐵汽缸套部件的制造質量。

2.2 熔煉過程的質量控制措施

在加料工序方面，整個合金鑄鐵氣缸套制造必須嚴格遵循加工工藝，避免因為誤操作造成整體結構力不足的問題。加料工序應遵循的原則為按需分配，先確保爐內反應環(huán)境的清潔性，并對反應原料進行檢查，避免材料潮濕度超標。實際加料時，應先在爐內添加增碳劑，然后依次放入鐵屑、鐵合金、廢鋼、回爐料。增碳劑的作用是保證在長時間冶煉過程中，對鐵合金、鐵屑、廢鋼中流失的碳元素進行補充，保證鐵液中的含碳量達到預期設定值，縮減實際制造誤差。在具體熔煉時，應注意的是，廢鋼材料的加入應避免存在液體、易爆物等，防止在高溫熔煉時，產生金屬液噴濺的現(xiàn)象。在添加原料時，必須在上一批次材料沒有完全熔煉的前提下，慢速投入原料，避免產生熔煉脫節(jié)問題。如果誤將帶有鐵銹的原料投放到熔爐內，則可能產生熔煉“搭橋”的問題，為此，需針對現(xiàn)階段的反應模式，查證出當前液體表面是否存在搭橋問題的表象特征，如果存在應立即處理，避免產生材料生產質量問題。此外，應注意的是在爐內反應完畢以后，需針對原料反應留下的渣體進行清除，防止因為溫度差問題令渣體凝結為渣蓋。為保證材料在固有環(huán)境中的反應效率，則應針對反應前的爐內溫度進行查證，工藝溫度要求≥1450 ℃，生產實踐中溫度一般控制在1500 ℃左右，保證預熱環(huán)境下，原料可充分發(fā)生反應。

2.3 現(xiàn)場澆鑄的質量控制措施

合金鑄鐵水冷汽缸套作為澆鑄類部件，采用離心鑄造工藝。離心鑄造是鐵水在旋轉金屬模具外壁水冷卻條件下凝固成型，鐵水冷卻速度快，涂料涂覆在模具表面，起保溫、緩冷、保護模具等作用。但是考慮到溶液凝固、冷卻過程中產生的結構力、內應力問題等，如果未能按照相對應的工序執(zhí)行，則極有可能產生形變問題，降低部件生產質量。對此，在對現(xiàn)場澆鑄工序進行質量控制時，應充分考慮到當前操作視域下，各項準備工作是否能夠滿足實際使用訴求，例如涂料、噴射嘴、石墨桶、刷子等，且應確保反應坩堝的干燥性。與此同時，應對反應設備進行查證，確保設備內的各項操控部件不會產生碰撞問題。這樣一來，通過相關功能的確定，可令整項澆鑄工作實現(xiàn)持續(xù)運轉，提高汽缸套的鑄造質量。

2.4 汽缸套毛坯的檢驗控制

汽缸套毛坯成型后，主要是針對毛坯件進行機械性能層面的檢驗控制，例如，汽缸套毛坯的強度、硬度等進行檢驗，保證各項操控性能是符合汽缸套設施的實際使用要求。針對毛坯部件進行金相檢驗控制時，則需要針對毛坯部件內的合金成分具備的物理狀態(tài)、化學狀態(tài)等進行分析，利用顯微鏡觀察毛坯部件內部金相組織的各類結構狀態(tài)是否真實反映出當前汽缸套部件的各類屬性，進而確保部件性能符合生產加工的需求。

3 結語

綜上所述，合金鑄鐵水冷汽缸套鑄造過程的質量控制，主要是針對澆鑄部件的化學成份、金相、尺寸參數、硬度等進行分析，然后通過對制造過程環(huán)節(jié)的質量控制，保證了水冷汽缸套鑄件的良品率。