La culasse est une pièce importante du moteur à combustion interne utilisée pour fermer le cylindre et former la chambre de combustion, généralement fabriquée en fonte grise ou en alliage de fonte de haute qualité. Vous trouverez ci-dessous les informations sur la culasse en fonte grise :
L'utilisation de culasse en fonte grise
Le rôle principal de la culasse en fonte grise est de sceller le cylindre et le piston pour former l'espace de combustion et de supporter le rôle de gaz à haute température et haute pression. Elle est également responsable de l'installation de divers accessoires du moteur diesel, tels que l'injecteur de carburant, le dispositif de soupape d'admission et d'échappement, etc., et de l'agencement des canaux d'admission et d'échappement, des voies d'eau de refroidissement, etc.
Procédé de fabrication de culasse en fonte grise
Le processus de fabrication de la culasse en fonte grise comprend cinq étapes : la fabrication du moule, la fusion, le moulage, l'usinage et le contrôle qualité. Un four à induction haute fréquence est utilisé pour la fusion afin de garantir une composition précise de l'alliage, des machines-outils CNC et d'autres équipements sont utilisés pour l'usinage de précision, et enfin le produit est entièrement inspecté et testé.
Exigences de conception de la culasse en fonte grise
Les exigences de conception de la culasse en fonte grise comprennent une rigidité et une résistance suffisantes, une faible déformation de fonctionnement et une garantie d'étanchéité. Dans le même temps, il est nécessaire d'agencer raisonnablement la chambre de combustion, les soupapes et les voies d'aération pour assurer les performances de fonctionnement du moteur. De plus, l'aptitude au traitement est bonne et le champ de température est aussi uniforme que possible pour réduire les contraintes thermiques et éviter les fissures thermiques.
La culasse est l'une des pièces importantes du moteur. Sa chambre de combustion résiste à une pression de près de 70 MPa et à une température de paroi de près de 300 degrés. L'environnement de travail est très difficile.
Les exigences de dureté de la culasse en fonte grise sont principalement liées à la résistance à la traction de son matériau et à la valeur de dureté de pièces spécifiques pour garantir sa fiabilité et ses performances dans le moteur à combustion interne.
Exigences de dureté pour les culasses en fonte grise
- Exigences matérielles : la culasse et le corps en fonte grise utilisés ne doivent pas être de nuance inférieure à la nuance HT200 spécifiée dans GB/T9439, et sa résistance à la traction doit être supérieure ou égale à 200 MPa.
- Parties spécifiques des exigences de dureté : la dureté des deux plans du corps et de la culasse doit être utilisée comme élément de contrôle, et sa valeur de dureté doit atteindre 170~241HBS. la différence de dureté entre la même culasse et le corps doit être inférieure ou égale à 50HBS.
Les facteurs affectant la dureté de la culasse en fonte grise sont :
- La quantité de fonte ajoutée : plus la quantité de fonte ajoutée est élevée, plus la réduction de la dureté superficielle de la culasse est évidente.
- Température de traitement de vieillissement : la température de traitement de vieillissement a un effet significatif sur la dureté de la culasse en fonte grise.
- Ajout de surgénérateur : l'ajout de surgénérateur affectera la teneur en perlitique de la fonte grise, ce qui affectera à son tour la dureté.
- Température de surchauffe de fusion : une température de surchauffe de fusion trop élevée entraînera une mauvaise formation de fonte grise sous forme de graphite, affectant la dureté.
Les exigences de dureté des culasses en fonte grise concernent non seulement la résistance à la traction du matériau, mais également la valeur de dureté des pièces spécifiques. En même temps, les facteurs affectant la dureté comprennent la quantité de fonte ajoutée, la température de traitement de vieillissement, la quantité d'inoculant ajoutée et la température de surchauffe de fusion, etc. Ces facteurs doivent être strictement contrôlés dans le processus de production.
En règle générale, la dureté de la fonte grise est corrélée positivement à la résistance à la traction et à l'usure, tandis que la dureté et les performances de coupe sont corrélées négativement, c'est-à-dire que la dureté de la fonte augmente en même temps, la résistance à la traction augmente, la résistance à l'usure est élevée, mais les performances de coupe sont réduites. Par conséquent, la dureté industrielle est généralement utilisée comme mesure de l'usinabilité de la fonte de la norme. La valeur de dureté est également utilisée comme principale donnée de référence pour la production de pièces moulées et le traitement des pièces pour analyser les performances de coupe, mais le processus de production réel rencontre de temps en temps des fluctuations de valeur de dureté de coulée différentes qui ne sont pas faciles à contrôler, la même valeur de dureté de coulée n'est pas un phénomène uniforme.
La garantie de dureté de la culasse en fonte grise repose principalement sur le contrôle de la composition chimique, l'optimisation du processus de fusion et un traitement de gestation approprié. Voici la méthode de garantie détaillée et les informations associées :
La dureté de la culasse en fonte grise peut être garantie par les méthodes suivantes lors de la production
- Dosage des matériaux du four : utilisation de fonte, de ferraille, de matériaux de haut fourneau et méthode de carburant, utilisation d'azote dans le carburant pour modifier la forme et la longueur du graphite afin d'améliorer la dureté des pièces moulées en fonte grise.
- Contrôler la composition chimique : contrôler la dureté en ajustant la teneur en carbone, silicium, manganèse et autres éléments, la teneur en soufre et en phosphore doit être contrôlée à un niveau bas.
- Surchauffe de la fonte liquide : l'augmentation de la température de la fonte liquide dans une certaine plage peut permettre l'affinage du graphite, l'organisation dense de la matrice, améliorant ainsi la résistance à la traction et la dureté Brinell de la fonte.
- Inoculant et méthode d'inoculation : ajouter lentement l'inoculant (le 75Si-Fe le plus couramment utilisé) à la fonte après avoir quitté le four, fonte grise après traitement d'inoculation, la dureté aura tendance à être uniforme, améliorant les performances d'usinage.
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