วัสดุเหล็กหล่อสำหรับบล็อกเครื่องยนต์รถยนต์

I. สถานะการใช้งานปัจจุบันของเหล็กหมูในบล็อกเครื่องยนต์รถยนต์

(i) อิทธิพลขององค์ประกอบเหล็กหมูต่อบล็อกเครื่องยนต์

สัดส่วนขององค์ประกอบในเหล็กหมูโดยตรงจะกำหนดประสิทธิภาพของบล็อกเครื่องยนต์ 

คาร์บอน (c) ส่วนประกอบหลักอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2.11% ถึง 4.3% เมื่อมีกราไฟท์จะช่วยเพิ่มการไหลของเหล็กหลอมเหลวสำหรับการหล่อโครงสร้างที่ซับซ้อนแม้ว่าคาร์บอนมากเกินไปจะช่วยลดความแข็งแรงของวัสดุ

ซิลิคอน (SI) ส่งเสริมการกราฟิกลดแนวโน้มสีขาว - ปากและปรับปรุงความเหนียว/ความสามารถในการกลึงในขณะที่ช่วยกระจายความร้อน 

แมงกานีส (MN) ทำให้เป็นกลางซัลเฟอร์ (ก่อตัวเป็น MNS) เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอ 

องค์ประกอบที่เป็นอันตรายเช่นซัลเฟอร์ (ลดการไหลและทำให้เกิดการแตกร้าวร้อน) และฟอสฟอรัส (ความเปราะบาง) จะต้องถูกควบคุมอย่างเคร่งครัด (โดยทั่วไป≤ 0.08%)

(ii) การประยุกต์ใช้เหล็กสีเทาและเหล็กดัดในบล็อกเครื่องยนต์ปัจจุบัน

เหล็กสีเทาและเหล็กดัดยังคงเป็นวัสดุที่โดดเด่นในการผลิตบล็อกเครื่องยนต์ เหล็กสีเทาที่มีความสามารถในการหล่อที่ยอดเยี่ยมความสามารถในการกลึงและราคา - ประสิทธิภาพคิดเป็นมากกว่า 60% ของการใช้งานยานพาหนะกลางต่ำถึงต่ำ 

เหล็กดัดซึ่งมีมูลค่าเพื่อความแข็งแรงและความเหนียวที่สูงขึ้นได้เห็นส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มขึ้นเป็น ~ 30% ในระดับสูง - ประสิทธิภาพ/ขนาดใหญ่ - เครื่องยนต์แรงม้าและการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาโดยส่วนที่เหลืออยู่โดยโลหะผสมอลูมิเนียม

ii. เหล็กสีเทาสำหรับบล็อกเครื่องยนต์

(i) ข้อดี

ความสามารถในการหล่อที่ยอดเยี่ยม: การไหลของเหล็กสีเทาหลอมเหลวอย่างง่ายดายเพื่อเติมเชื้อราที่ซับซ้อนลดข้อบกพร่องในการหล่อและเปิดใช้งานการก่อตัวของช่องภายในที่แม่นยำ (เช่นทางน้ำ/น้ำมัน)

ความสามารถในการกลึงที่เหนือกว่า:Flake Graphite ทำหน้าที่เป็นน้ำมันหล่อลื่นธรรมชาติในระหว่างการตัดลดการสึกหรอของเครื่องมือและลดต้นทุนการตัดเฉือน 15% - 20%

ความต้านทานการหน่วงการสั่นสะเทือนและการสึกหรอ:Flake graphite ดูดซับการสั่นสะเทือนในการดำเนินงานในขณะที่โครงสร้างของมันช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานการสึกหรอในระยะยาวซึ่งขยายอายุการใช้งานของบล็อกให้มากกว่า 250,000 กม.

ประสิทธิภาพต้นทุน: กระบวนการผลิตที่เป็นผู้ใหญ่และวัตถุดิบที่อุดมสมบูรณ์ทำให้บล็อกเหล็กสีเทา 15% - 20% ราคาถูกกว่าวัสดุทางเลือก

การนำความร้อน:การนำความร้อนสูง (45 - 55 W/(M · K)) กระจายความร้อนของเครื่องยนต์เพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานที่ดีที่สุด

(ii) ข้อเสีย

1. ความแข็งแรงเชิงกล จำกัด : ความต้านทานแรงดึง (150 - 350 MPa) ลดลงจากเครื่องยนต์ประสิทธิภาพสูงที่ต้องการความต้านทานต่อแรงดัน 15 MPa 爆发และความเครียดแบบวัฏจักร.

   
   

2. ความหนาแน่นสูง:ไม่เหมาะสมสำหรับการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาเนื่องจากจะเพิ่มน้ำหนักยานพาหนะและการใช้เชื้อเพลิง

iii. dเหล็ก actile สำหรับบล็อกเครื่องยนต์

(i) ข้อดี

1. ความแข็งแกร่งและความเหนียว:กราไฟท์ทรงกลมช่วยลดการหยุดชะงักของเมทริกซ์ให้ความต้านทานแรงดึง (400 - 900 MPa) และการยืดตัว (2% - 18%) เหมาะสำหรับเครื่องยนต์สูง - โหลด (เช่น SUV ประสิทธิภาพ)

2. ความต้านทานความเหนื่อยล้า: ทนต่อความเครียดของวัฏจักรจากการเริ่มต้น/หยุดบ่อยๆลดความเสี่ยงต่อความเหนื่อยล้าในระหว่างการทดสอบม้านั่ง 1,000+ ชั่วโมง

3. ศักยภาพที่มีน้ำหนักเบา:แม้จะมีความหนาแน่นคล้ายกับเหล็กสีเทา แต่ความแข็งแรงสูงช่วยให้การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างสำหรับการลดน้ำหนัก 10% ในช่วงขยายช่วง EV

4. ประสิทธิภาพความร้อน:ค่าการนำความร้อนที่เพียงพอ (35 - 45 W/(M · K)) รองรับการจัดการความร้อนของเครื่องยนต์

(ii) ข้อเสีย

1. ต้นทุนที่สูงขึ้น: การรักษาด้วยการปนเปื้อน (โดยใช้ MG - inoculants ตาม) และการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดขึ้นค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น 20% - 30% เมื่อเทียบกับเหล็กสีเทา

2. การคัดเลือกนักแสดงที่ซับซ้อน:การสลายตัวที่เป็นก้อนจำเป็นต้องมีการเทภายใน 30 นาทีเพิ่มอัตราข้อบกพร่องและความซับซ้อนในการผลิต.

iv.หมูกับอลูมิเนียม: ไหนดีกว่าสำหรับบล็อกเครื่องยนต์?

โลหะผสมอลูมิเนียม (1/3 ความหนาแน่นของเหล็กหล่อ) เก่งใน EV ที่มีน้ำหนักเบาและเชื้อเพลิง - การออกแบบที่มีประสิทธิภาพ แต่ขาดความต้านทานต่อความแข็ง/การสึกหรอ (ต้องใช้การรักษาพื้นผิว) และสูญเสียความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง 

ในทางกลับกันเหล็กหมูครองเครื่องยนต์แบบดั้งเดิมเนื่องจากความทนทานความทนทานค่าใช้จ่าย - ประสิทธิผลและความต้านทานความร้อนซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ - การเคลื่อนที่/แรงบิดสูง การเลือกขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ต้นทุนและความต้องการการใช้งาน

โซลูชั่นเหล็กหมูของ Tiegu สำหรับบล็อกเครื่องยนต์

(i) โมเดลผลิตภัณฑ์และข้อมูลจำเพาะ

• เหล็กสีเทา HT250: แรงดึง≥ 250 MPa, HB 170 - 241, C: 3.2% - 3.6%, SI: 1.8% - 2.2% (เหมาะสำหรับยานพาหนะกลางช่วง)

• Ductile Iron QT500 - 7: แรงดึง≥ 500 MPa, การยืดตัว≥ 7%, HB 170 - 230 (เหมาะสำหรับเครื่องยนต์ประสิทธิภาพสูง)
  ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเป็นไปตามมาตรฐานการเจือจางที่เข้มงวด (S/P ≤ 0.08%)

(ii) กรณีแอปพลิเคชัน

• ผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำใช้ HT250 เป็นเวลา 3,000 ตันต่อปีของบล็อกรถยนต์โดยสารโดยได้รับอัตราข้อบกพร่อง <2% และประสิทธิภาพการตัดเฉือน 15%

• ซัพพลายเออร์ระบบส่งกำลังใช้ QT500 - 7 สำหรับบล็อก SUV ผ่าน 1,000 - การทดสอบแรงดันสูง 1,000 ชั่วโมงโดยไม่มีรอยแตก/การเปลี่ยนรูป

VI. บทสรุป