一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車橋是汽車關(guān)鍵零部件之一，它既是傳動(dòng)系的組成部分，也是行駛系的重要組成部分。汽車橋殼作為車橋的主體部分，是保證汽車正常運(yùn)行和使用壽命的關(guān)鍵部件，所以對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度、剛度和耐疲勞性能等都有較高要求。橋殼生產(chǎn)成本約占驅(qū)動(dòng)橋總成本的百分之三十。特別是重型汽車在工作時(shí)由于道路及工況惡劣，橋殼承受著強(qiáng)烈的沖擊載荷，對(duì)橋殼的品質(zhì)要求更高。板焊橋殼由于受自身結(jié)構(gòu)及焊接工藝的限制，在使用過(guò)程中容易發(fā)生變形，出現(xiàn)漏油和裂紋等現(xiàn)象，難以滿足重型汽車的工作需要。為此，為了滿足了汽車承載量增加的需要，尤其是重型汽車的需求，需要研發(fā)一種鑄鋼材料，滿足汽車車橋的需要，同時(shí)可以取得一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。鑄態(tài)鑄鋼的強(qiáng)度硬度很低、沖擊性較差，無(wú)法滿足材料的使用要求，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚源_保高強(qiáng)韌低合金鑄鋼的安全應(yīng)用，同時(shí)利用熱處理工藝挖掘鑄鋼潛能，拓展其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )95-98、Z18生鐵2-3、結(jié)晶硅0.4-0.45、鎳鋁中間化合物0.6-0.7、氮0.Ι-Ο.12、錳 1.8-2、鉻0.7-0.8、碳 0.3-0.33、硅化鈣0.8-0.86、石英0.4-0.45、 白泥0.7-0.73、石圭溶膠0.3-0.4、預(yù)膠化淀粉0.2-0.23、雜質(zhì)< 0.0l。
[0005]所述一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°c條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Ζ18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將石英破碎成小顆粒后與白泥、硅化鈣混合，放入球磨機(jī)中球磨90分鐘，取出后加入總量2倍量的水、硅溶膠，超聲振蕩40分鐘后靜置過(guò)濾，將濾餅在100 0C的條件下烘干，過(guò)400目篩，得到混合粉末;將預(yù)膠化淀粉加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解后與混合粉末共同送入造粒機(jī)中，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結(jié)爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結(jié)90分鐘，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；
(4 )鑄件經(jīng)開(kāi)箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過(guò)科學(xué)合理的成分配比，采用廢鋼作為主要鐵基材料，通過(guò)預(yù)先機(jī)械合金化的方法，實(shí)現(xiàn)了鐵、碳、硅元素的復(fù)合;在鑄鋼的制備工藝中通過(guò)添加硅化鈣等成分通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囍瞥删哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)的復(fù)合脫氧劑，能夠快速與鋼水反應(yīng)，具有良好的脫氧、脫硫、增碳的效果，同時(shí)可改善鋼水流動(dòng)性，有效去除鋼水中夾雜物，提高鋼水純凈度;再通過(guò)合理便捷的熱處理工藝，獲得一種強(qiáng)度高、塑性好、低溫韌性佳的綜合性能尚的鑄鋼材料。
[0007]本發(fā)明成分配比科學(xué)合理，通過(guò)在熔煉過(guò)程中添加適量的鎳鋁中間化合物，可以制成耐高溫沖蝕磨損性能佳的鑄鋼材料，利用本發(fā)明材料制成汽車零部件，尤其是排氣管、渦輪殼等，具有更高的承溫能力及耐久性能。
【具體實(shí)施方式】
[0008]—種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98 % )95、Z18生鐵2、結(jié)晶硅0.4、鎳鋁中間化合物0.6、氮0.1、錳1.8、鉻0.7、碳0.3、硅化鈣0.8、石英0.4、白泥0.7、硅溶膠0.3、預(yù)膠化淀粉0.2、雜質(zhì)<0.01。
[0009]所述一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°c條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將石英破碎成小顆粒后與白泥、硅化鈣混合，放入球磨機(jī)中球磨90分鐘，取出后加入總量2倍量的水、硅溶膠，超聲振蕩40分鐘后靜置過(guò)濾，將濾餅在100 0C的條件下烘干，過(guò)400目篩，得到混合粉末;將預(yù)膠化淀粉加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解后與混合粉末共同送入造粒機(jī)中，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結(jié)爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結(jié)90分鐘，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；
(4 )鑄件經(jīng)開(kāi)箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0010]本發(fā)明產(chǎn)品依據(jù)QC/T533-1999《汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法》和QC/T534-1999《汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)》進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，其垂直彎曲疲勞壽命試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)大于等于80萬(wàn)次，垂直彎曲靜強(qiáng)度試驗(yàn)極限載荷大于等于800KN，均符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )95-98、Z18生鐵2-3、結(jié)晶硅0.4-0.45、鎳鋁中間化合物0.6-0.7、氮0.1-0.12、錳1.8-2、鉻0.7-0.8、碳0.3-0.33、硅化鈣0.8-0.86、石英0.4-0.45、白泥0.7-0.73、硅溶膠0.3-0.4、預(yù)膠化淀粉0.2-0.23、雜質(zhì) < 0.0I。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，其特征在于，由以下具體步驟制備而成: (1)將所有工具和模具在250°C條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯； (2)將石英破碎成小顆粒后與白泥、硅化鈣混合，放入球磨機(jī)中球磨90分鐘，取出后加入總量2倍量的水、硅溶膠，超聲振蕩40分鐘后靜置過(guò)濾，將濾餅在100 0C的條件下烘干，過(guò)400目篩，得到混合粉末;將預(yù)膠化淀粉加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解后與混合粉末共同送入造粒機(jī)中，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結(jié)爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結(jié)90分鐘，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑； (3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中； (4)鑄件經(jīng)開(kāi)箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐高溫性能優(yōu)異的汽車零部件用鑄鋼材料，由下列重量份的原料制成：廢鋼（鐵含量不小于98％）95-98、Z18生鐵2-3、結(jié)晶硅0.4-0.45、鎳鋁中間化合物0.6-0.7、氮0.1-0.12、錳1.8-2、鉻0.7-0.8、碳0.3-0.33、硅化鈣0.8-0.86、石英0.4-0.45、白泥0.7-0.73、硅溶膠0.3-0.4、預(yù)膠化淀粉0.2-0.23、雜質(zhì)≤0.01。本發(fā)明成分配比科學(xué)合理，通過(guò)在熔煉過(guò)程中添加適量的鎳鋁中間化合物，可以制成耐高溫沖蝕磨損性能佳的鑄鋼材料，利用本發(fā)明材料制成汽車零部件，尤其是排氣管、渦輪殼等，具有更高的承溫能力及耐久性能。
【IPC分類】C22C33/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105568119
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511011271
【發(fā)明人】楊賢亮
【申請(qǐng)人】安徽悅眾車身裝備有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日