作为汽车重要部件的发动机气缸盖,是典型的薄壁复杂铸件。气缸盖在发动机工作过程中,承受着高温高压的循环冲击,工作条件恶劣。因此气缸盖铸件的质量要求很高,既要求高的强度、致密性和均匀性,又要求有好的铸造性能,制造困难很大。 目前汽车往节能、环保、安全和舒适方向发展,这就要求汽车轻量化。而发动机的单位重量的功率提高,要求气缸体、气缸盖铸件提高材质性能,减少壁厚,减轻重量,同时铸件结构变得更为复杂。气缸盖铸件多采用低合金灰铸铁或合金灰铸铁材质,由于灰铸铁强度提高有限(一般<400Mpa)且提高强度后铸造性能变差,目前正逐渐被具有高的机械性能及良好铸造性能的蠕墨铸铁所代替。 本课题是对蠕墨铸铁气缸盖的研制,通过对稀土硅铁合金、稀土钙合金、镁钛合金三种类型蠕化剂进行三种不同加入量的试验,以及为获得珠光体组织相应的化学成份的进行选择。从试验中,优选出具有优良综合性能的镁钛合金蠕化剂及其加入量。本课题还对蠕虫状石墨的形成机理进行了探讨。 根据试验结果,我们将镁钛合金投入生产验证并取得了成功。在对气缸盖原有浇冒系统进行相应改进后,我们制造出了合格的蠕墨铸铁气缸盖,而且在小批量试产中也取得了成功,可以投入批量生产。 通过本课题的研究,我们得到如下结论: 1.蠕墨铸铁一次结晶时,石墨开始呈小球状析出,蠕墨铸铁中的蠕墨是由球畸变而成的。 2.蠕墨的畸变和主体生长是在同液相保持接触下进行的。 3.镁钛合金在生产上有较大的适应性,在加入量0.8～1.1%的范围内,蠕化率稳定地在50%以上。 4.蠕墨铸铁气缸盖批量试产中获得的最佳综合性能:蠕化率85%,珠光体量90%,抗拉强度445MPa,延伸率2%,硬度249HB。