科技成果登记信息公示——一种球墨铸铁油缸座及其生产工艺

成果名称：	一种球墨铸铁油缸座及其生产工艺
登记日期：	2019-09-12
完成单位：	广东中天创展球铁有限公司
完成人员：	柯志敏,黄梓波,陈永成
研究起止日期：	2018-08-15至2019-08-12
主要应用行业：	制造业
高新技术领域：	新材料
评价单位：	国家知识产权局
评价日期：	2019-08-13
成果简介：	①课题来源与背景；油缸缸体是工程机械--挤压机最主要部件，它的职能是将液压能转换成机械能。2013年底我司为广东某公司生产1件厚大断面的油缸缸体如图1所示。铸件材料牌号为QT600-3，净重约13500kg，最大外形尺寸为1980mm×1330mm×1130mm,缸尺寸为Φ840mm×800mm,，主要壁厚为330mm。客户提出以下强制性要求：①采用附铸试块验收，力学性能必须达到以下要求：抗拉强度Rm≥600MPa，伸长率A≥3%；②缸体底部、底部与缸壁R处不得有缩松或针孔等缺陷；③缸内壁进行衍磨，且硬度200-250HB；④加工后进行25MPa的水压测试，历时10min不渗漏不冒汗；⑤磁粉探伤，不允许存在影响强度的铸造缺陷，如夹渣、夹砂、气孔。 ②技术原理及性能指标；采用合理的随形成型冷铁，合理的浇注系统，优质的原材料，合适的铜和锑含量配比及严格的过程控制等，生产出符合客户要求的厚大断面油缸缸体。（1）70mm标准附铸试块的性能：抗拉强度Rm：532-578MPa，屈服强度Rp0.2:372-415MPa，断后伸长率：12.5-16.0%，硬度：175-189HB，球化率：90-96%，石墨大小：6级，珠光体体积分数：25-35%，铁素体体积分数：65-75%。（2）油缸座底部、顶部本体金相中球化率达到94%以上、数量达到300个/mm2，差异小，且硬度差异也小，说明油缸座本体材质均匀性非常好，在使用过程，受到巨大压力时不易开裂。（3）对油缸座进行破坏性试验：在出现裂纹失效R位处切开，进行着色探伤，未发现任何缺陷，特别是缩松、夹渣；金相中球化率为93%、数量300个/mm2；同时取样检测屈服强度Rp0.2，结果为：329-367MPa。 ③技术的创造性与先进性； ⑴无论在哪个位置取样，该铸件的球化率是比较高的，均达到90%，且石墨球数也比较多；从而不仅保证厚大断面铸件的致密性，而且减少缩松的倾向。 ⑵合理使用随形成型冷铁，不仅可以提高球化率和增加石墨球数，还可以提高珠光体体积分数，确保有较高的硬度。 ⑶设计合理的浇注系统，不仅能确保快速平稳充型，而且有效地避免渣子进入铸型，减少夹渣缺陷的产生。 ⑷使用优质的原材料，如高纯生铁、增碳剂、球化剂，同时采用合成球铁熔炼工艺，为生产厚大断面球墨铸铁件提供优质的铁液。 ⑸合适的w（Cu）和w（Sb）量，保证该铸件基体的珠光体体积分数为65%～85%，从而保证厚大断面铸件具有良好的综合力学性能。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性；本成果技术除于成熟阶段，适用于铸件生产过程中，提升产品质量。经客户使用，证明：使用寿命显著提高，由原来的18-24个月提高至48个月以上。 ⑤应用情况及存在的问题；通过合理的铸造工艺和熔炼工艺相结合，生产单一厚大断面油缸缸体，经检验各项技术指标均符合客户要求。为以后生产同类铸件积累宝贵的经验。在持续性的实验过程中发现，缸底与缸壁连接圆弧R位经常出现开裂漏油或无裂纹渗油失效，而此时油缸座使用寿命往往在18-24个月，造成较大的经济损失。经对失效处解剖（此处壁厚大于85mm），金相分析（图1）：球化率90%，石墨大小：5级，石墨球数量：100个/mm2；屈服强度Rp0.2为：285MPa。分析认为：R位石墨球虽然圆整，但因其数量少，不够致密，同时285MPa的屈服强度仍无法承受油缸工作时产生的巨大压力，最终因漏油或渗油失效。 ⑥历年获奖情况；本技术获得国家知识产权局颁发的发明专利证书