CN101476009A - 一种重型汽车后桥壳的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种重型汽车后桥壳的生产方法，属于机械类，该方法首先选用了等温淬火球铁作为重型汽车后桥壳的材料；二是对重型汽车后桥壳进行减薄减重有限元设计；三是采用了低碳、低硫感应电炉熔炼铁水的生产方法；四是采用了不完全奥氏体化等温淬火热处理工艺方法；五是采用等温淬火热处理，再经机械加工的生产方法；其优点是选用非合金化等温淬火球铁材料作为后桥材料，其静态性能与动态性能远比QT600－5优越得多，大大提高了后桥壳的使用寿命；对后桥壳进行减重减薄的有限元设计，其厚度只有16mm－18mm，重量减掉1/3，使油耗降低，使经济效益和社会效益显著。
Description
技术领域：
本发明涉及机械类，特别涉及一种重型汽车后桥壳的生产方法，尤指一种非合金化等温淬火球铁汽车后桥壳的生产方法。
背景技术：
众所周知，随着科学技术的进步，作为交通运输工具的汽车结构的设计也有新的要求，尤其是对重型汽车更显突出，目前国内各种重型汽车制造厂生产的后桥壳采用QT600-5材料制造，这种材料静态和动态性能较差，设计师无奈，只好采用增加壁厚的办法，把后桥壳的壁厚由116mm提高到26mm，从而使后桥壳的重量由190kg增加到285kg，进而增加了汽车的自重，同时也增加金属材料的消耗和汽车的油耗，导致汽车制造成本的增加，急待加以改进。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种重型汽车后桥壳的生产方法，解决目前重型汽车后桥壳静态及动态性能不佳、桥壳壁过厚、过重、燃油消耗多及成本高等问题；
本发明的技术方案是：针对目前一般重型汽车后桥壳在生产及使用中存在的诸多问题，本发明采用以下步骤加以改进；一是采用强度高、塑性好、无论是静态性能还是动态性能都远远好于铸钢和一般球铁的非合金化等温淬火球铁。在同等伸长率情况下，等温淬火球铁的抗拉强度是普通球铁的2倍，而在同等抗拉强度的情况下，伸长率是普通球铁的2倍以上；
为了更加清晰地显现等温淬火球铁材料的性能特点，由表1列举钢、球铁、等温淬火球铁等材料的性能数据。
表1 部分钢、球铁、等温淬火球铁性能比较
| 材料类别 | 材料牌号 | 抗拉强度(Cb)MPa | 屈服强度(C0.2)MPa | 伸长率(δ)％ | 硬度(HB) | 弯曲疲劳强度(C-1)MPa | 密度g/mm3 |
| 钢 | ZG4545钢40Cr42CrMo | 4507109401134 | 210355785930 | ≥18≥16≥9≥12 | 241-285229207217 | ——380422502 | 7.87.87.87.8 |
| 球铁 | QT600-5QT450-10 | 600450 | 400300 | ≥5≥10 | 217-269149-187 | 262210 | 7.07.0 |
| 等温淬火球铁(ADI) | DCQT1050-6DCQT800-10 | 1139966 | 897759 | ≥6≥10 | 304--363260-300 | 485450 | 7.07.0 |
从表中可以看出，无论是静态性能还是动态性能，等温淬火球铁QT-D800—10都好于锻钢件和一般球铁；还要指出的是等温淬火球铁要比QT600-5的冲击韧度和低温性能要优异得多；而等温淬火球铁的疲劳性能是一般球铁的2倍，这足以说明，等温淬火球铁是制造重型汽车后桥壳的理想材料，其炉料配比是：
炉料名称 重量配比(％)
废钢 50％--70％
浇冒口废料 20％—40％
球铁生铁 5％—15％
增强剂 2％—3.5％
二是要对重型汽车的后桥壳进行有限元设计，减薄后桥壳的厚度，有利于等温淬火球铁等温淬火热处理时淬透工件；由于减薄后桥壳的厚度，减掉了1/3重量，节约了大量金属材料，降低了生产成本及油耗，其经济效益和社会效益显著；
三是采用了低碳废钢经增碳处理或者采用高纯球铁生铁，感应电炉熔炼铁水的生产方法，确保得到低磷、低硫的优质铁水。经盖包冲入法球化处理和延后孕育处理工艺得到优质的球铁：其金相组织中，石墨球化率2级以上，石墨球数100个/mm2以上；
四是采用了不完全奥氏体化等温淬火热处理工艺方法，即是把工件加热到两相区保温一段时间后，淬入到350℃--370℃的硝盐中等温处理，得到强度高韧性好的针状铁素体+奥氏体+破碎状铁素体的基体组织；
五是采用先等温淬火热处理，后再经机械加工的生产工艺方法，这是因为经等温淬火处理的后桥壳变形是必然的，所以为了确保等温淬火处理后的后桥壳尺寸精度，就必须采用先淬火后机械加工的方法。本发明的方法采用以下步骤：
(1)要对重型汽车的后桥壳进行有限元设计，减薄后桥壳的厚度，减掉1/3重量，节约大量金属材料，降低生产成本及油耗，有显著的经济效益和社会效益；
(2)采用了强度高、塑性好的非合金化等温淬火球铁材料作为后桥壳的毛坯材料。它是按一定重量配比的金属材料，经感应电炉熔炼铁水，经球化处理及孕育处理后得到一种非合金化的球铁，再浇注成重型汽车后桥壳毛坯，其性能是原来QT600-5材料2倍以上，所以选用非合金化等温淬火球铁制造重型汽车后桥壳是理想的材料，其炉料配比是：
炉料名称 重量配比(％)
废钢 50％--70％
浇冒口废料 20％—40％
球铁生铁 5％—15％
增强剂 2％—3.5％
(3)采用低碳废钢经增碳处理或者采用高纯球铁生铁，感应电炉熔炼铁水的生产方法，确保得到优质的低磷、低硫的铁水，经盖包冲入法球化处理和延后孕育处理工艺，得到优质的球铁，其金相组织中，石墨球化率2级以上，石墨球数100个/mm2。
(4)采用不完全奥氏体化等温淬火热处理工艺方法，即把工件加热到两相区保温一段时间后，淬入到350℃--370℃的硝盐中等温处理，得到了强度高、韧性好的针状铁素体+奥氏体+破碎状铁素体的基体组织；
(5)采用先等温淬火热处理，后经机械加工的生产工艺方法，能确保等温淬火处理后的后桥壳尺寸精度。
本发明的优点是选用非合金化等温淬火球铁材料作为后桥壳毛坯材料，其性能远比QT600-5要优越得多，大大提高后桥壳使用寿命；减薄减重有限元设计，使其后桥壳厚度只有16—18mm，重量减掉1/3，减轻自重，所以油耗降低，使经济效益和社会效益显著。
具体实施方式：
本发明选用等温淬火后桥壳金属炉料配方：
炉料名称重量份配比％
废钢 50％--60％
浇冒口废料 20％--30％
球铁生铁 5—15％
增碳剂 2—3.5％
按上述金属炉料配方取各料份配比量，在感应电炉中熔炼，可以得到低磷、低硫的优质球铁铁水，这是生产高质量的等温淬火件的保证，因废钢中含磷和硫都低。
表2 炉前化学成份表
| C | Si | Mn | P | S |
| 3.50--3.70 | 1.60—2.20 | <0.30 | <0.03 | <0.02 |
铁水出炉前温度，也是球化处理温度1480℃--1510℃，采用盖包冲入法进行球化处理，球化剂加入量1.0—1.5％，所说的盖包冲入法就是形成一种灭容装置，使镁蒸汽不能自由逸出，以得到圆整数量多的石墨球，达到改善球铁性能；
采用三次孕育处理，孕育总量0.8—1.0％，特别强调选用瞬间孕育方法；
浇注后检验后桥壳上的附铸金相块，即石墨球化率和石墨球数量，并打硬度检查，合格者进入清理为成品后桥壳件，炉后化学成份见表3
表3 炉后化学成份
| C | Si | Mn | P | S | Mg | Re |
| 3.50-3.70 | 2.80-3.20 | <0.3 | <0.03 | <0.02 | 0.035-0.055 | 0.01-0.02 |
经清理后的合格后桥壳进行等温淬火热处理，在带有保护性气氛的盐炉生产线上进行。为了提高淬火介质的淬火烈度，注意向硝盐介质中加水。
奥氏体化加热 830℃--850℃/2h
等温淬火处理 350℃--370℃/2h。
等温淬火处理后的后桥壳，要检验后桥壳上另一块附体金相块。
检测力学性能试棒；
在大连新重集团和一汽铸造厂作实施例1及实施例2，以上述方法进行试验，其结果见等温淬火后桥壳化学成份检测结果见表4；后桥壳金相组织检测结果见表5；后桥壳力学性能检测结果见表6；
表4 等温淬火后桥壳化学成份检测结果
表5 等温淬火后桥壳金相组织
表6 等温淬火后桥壳力学性能
Claims (1)
1、一种重型汽车后桥壳的生产方法，其特征在于该方法是采用以下步骤进行生产的：
(1)要对重型汽车的后桥壳进行有限元设计、减薄桥壳的厚度，减掉1/3重量，节约大量金属材料，降低生产成本及油耗，具有显著的经济效益和社会效益。
(2)采用强度高、塑性好非合金化等温淬火球铁材料作为后桥壳的毛坯材料，它是按一定重量份配比的金属材料；经感应电炉熔炼铁水，经球化处理及孕育处理后得到一种非合金化球铁，再浇注成重型汽车后桥壳毛坯，所以选用非合金化等温淬火球铁制造重型汽车后桥壳是理想材料，其炉料配比是：
炉料名称 重量配比(％)
废钢 50％--70％
浇冒口废料 20％—40％
球铁生铁 5％—15％
增强剂 2％—3.5％
(3)是采用低碳废钢经增碳处理或者采用高纯球铁生铁，感应电炉熔炼铁水的生产方法，确保得到低磷、低硫优质原铁水，经盖包冲入法球化处理和验后孕育处理工艺，得到优质的球铁，其金相组织中，石墨球化率二级以上，石墨球数100个/mm2。
(4)是采用不完全奥氏体化等温淬火热处理工艺方法，即把工件加热到两相区830—850℃，保温一段时间后，淬入到350℃—370℃的硝盐中等温处理，得到了强度高、韧性好的针状铁素体+奥氏体+破碎状铁素体的基体组织；
(5)是采用先等温淬火热处理，后经机械加工的生产工艺方法，能确保等温淬火处理后的桥壳尺寸精度。
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| CNA2009100664711A CN101476009A (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 一种重型汽车后桥壳的生产方法 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105463297A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 安徽悦众车身装备有限公司 | 一种重型汽车用铸钢桥壳 |
| CN107944191A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-04-20 | 广州电力机车有限公司 | 一种自卸车后桥壳的设计方法 |
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2009
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