一种双层材料发动机缸套的铸造成形方法

摘要

本发明公开了一种双层材料发动机缸套的铸造成形方法，该方法是利用双浇包浇注与传统离心铸造相结合的方法，在离心铸造时先浇注定量的外层材料轻合金熔体，再浇注内层材料所使用的颗粒增强复合材料熔体；凝固后得到径向外层为轻合金材料，内层为颗粒增强复合材料的双层材料发动机缸套。本发明突出的优点在于：本缸套的外层材料可以选择高强韧轻合金材料，外层材料与内层的颗粒增强复合材料相结合，使成形的缸套既具有高强度、高韧性，同时满足耐热耐磨要求；并且便于实现缸套耐热耐磨内层厚度的调控；缸套内外层表面均具有良好的加工性能；本发明流程短、成本低、效率高，易于在现有离心铸造生产线上实现成形制造。

主权项

一种双层材料发动机缸套的铸造成形方法，其特征在于：该方法是利用双浇包浇注与传统离心铸造相结合的方法实现缸套径向外层为轻合金材料，内层为颗粒增强复合材料的双层材料发动机缸套的铸造成形，其步骤及工艺条件如下：步骤一：外层轻合金和内层复合材料熔体的制备（1）在两个熔炼炉中分别熔化双层材料发动机缸套外层材料和内层基体材料的轻合金；（2）在内层基体材料熔体中通过搅拌铸造方法加入至少占其体积百分数5%的增强颗粒，搅拌至增强颗粒在熔体中分布均匀，即获得缸套内层材料所需的颗粒增强复合材料熔体；步骤二：双浇包浇注与离心铸造成形（1）将双层材料发动机缸套外层材料轻合金熔体和内层颗粒增强复合材料熔体分别倒入已预热的两个浇包中，并预热缸套离心铸造成形模具；（2）先浇注外层材料轻合金熔体，在外层材料进入半固态时，再浇注内层颗粒增强复合材料熔体，内层和外层间为冶金结合；（3）在内外层材料完成凝固后，取出铸件，得到外层为轻合金材料、内层为耐热耐磨颗粒增强复合材料的缸套；所述轻合金材料是指铝合金或镁合金；所述颗粒增强复合材料为颗粒增强铝基或镁基复合材料，其增强颗粒是指SiC颗粒或Al2O3颗粒；所述内层颗粒增强复合材料中，颗粒直径为10~50μm的增强颗粒占总体积百分含量的5~20%，并且增强颗粒体积百分数量从内表面向外方向逐渐增加；所述搅拌至增强颗粒在熔体中分布均匀用的搅拌头转速为250~300rpm，搅拌时间为25~45min；上述离心铸造过程中，离心机转速范围为500~2000rpm，内层颗粒增强复合材料浇注时离心机转速大于外层材料浇注时离心机转速。