CN101949474B - 一种耐热不锈钢排气管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐热不锈钢排气管及其制备方法，其配方及质量配比为：低碳钢11.42份-38.66份、本材质回炉钢0份-70份、电解锰0.3份-0.8份、硅铁0.4份-0.7份、电解镍4.1份-13.75份、铬铁13份～43.5份、脱氧剂0.05份-0.1份。其制备方法包括抛丸处理、备料、熔炼、浇注充型、落砂等步骤。本发明克服了现有技术的诸多缺点，实现了产品尺寸精度高、经久耐用、变形率低，以及制备工艺简单、成品率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种排气管及其制备方法，具体地，涉及一种耐热不锈钢排气管及其制备方法。
背景技术
近几年，中国的汽车市场迅速增长，汇合多项科技进步成果。在能源危机和环境保护的双重压力下，当代汽车发动机电子技术、涡轮增压技术与涡轮增压器制造技术的发展互相作用，使得发动机排气管工作温度升高，排气管的制作材料受到了严峻考验。
耐热不锈钢排气管作为一种高效、节能、科技含量高的环保型产品，具有改善汽车发动机尾气排放污染、提高发动机的功率和重量比、提高发动机的扭矩特性、降低燃油消耗、降低排量等优点，已经成为现代汽车尤其是高档汽车的标准配置。
目前生产普通排气管工艺存在铸件易变型、在较高温度下容易出现裂纹，尺寸精度不高、成品率较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种耐热不锈钢排气管及其制备方法，以实现产品尺寸精度高、经久耐用，以及制备工艺简单、成品率高的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种耐热不锈钢排气管，其配方及质量配比是：
低碳钢 11.42-38.66份
本材质回炉钢 0份-70份
电解锰 0.3份-0.8份
硅铁 0.4份-0.7份
电解镍 4.1份-13.75份
铬铁 13份～43.5份
脱氧剂 0.05份-0.1份；
其中，用光谱仪检测所述炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内，C—0.4～0.5%、Si—0.8～1.25%、Mn—0.75～1.1%、Cr—24.0～27.0%、Ni—12.0～15.0%、Nb—1.7～2.1%、S—0.11～0.15%、P≤0.04%、Mo≤0.5%。
进一步地，所述耐热不锈钢排气管，其配方还包括如下物质及其质量配比为：
硫铁 0.07份-0.24份
铌铁 0.56份-1.85份
增碳剂 0.1份-0.5份。
通过电解镍、铬铁、硫铁三种材料配方的调整，可以充分利用Ni、Cr的特性，科学的配比，保证产品耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性，通过加入一定量的S，改善了所述耐热不锈钢排气管材料的加工性能。
进一步地，所述电解镍的镍含量大于99.99%。
进一步地，所述硅铁的型号为75#硅铁。
进一步地，所述低碳钢中铬铁Cr≥60%,杂质含量：碳≤0.06%，硅≤1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%。
所述耐热不锈钢排气管的制备方法包括如下步骤：
1) 将本材质回炉钢抛丸处理，除去表面的锈蚀，排除杂质，且烘干去油、去水；
2) 称取低碳钢、电解镍、铬铁、硅铁、电解锰和本材质回炉钢，备用；
3) 将低碳钢、本材质回炉钢、电解镍、铬铁、电解锰加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入硅铁，覆盖钢液表面；待炉料温度升至1550℃～1620℃时，取样，用光谱仪检测所述炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内：C—0.4～0.5%、Si—0.8～1.25%、Mn—0.75～1.1%、Cr—24.0～27.0%、Ni—12.0～15.0%、Nb—1.7～2.1%、S—0.11～0.15%、P≤0.04%、Mo≤0.5%，即可出炉浇注；温度达到1640℃～1680℃后, 添加脱氧剂进行终脱氧；
4) 表面覆盖保护材料，每注充型时间5～7秒，浇注时间4分钟以内；
5) 待铸型温度低于360℃时，开型落砂。
进一步地，所述充型，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注。
有益效果：
本发明公开了一种耐热不锈钢排气管的配方及质量配比，通过电解镍、铬铁、硫铁三种材料配方的调整，充分利用Ni、Cr的特性，科学的配比，保证产品耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性。通过加入一定量的S，改善了所述耐热不锈钢排气管材料的加工性能。
通过所述配方及制备方法制备的产品具有：尺寸精度高、力学性能高、抗热冲击、耐高温（温度达到1025℃以上）、耐腐蚀、抗热疲劳等特点，目前国内未见达到此要求的同类产品。本发明所述的制备方法与传统的铸造工艺不同之处在于：外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注，每一个产品用一套外模砂芯型腔，这样的工艺操作能确保尺寸精度，保证铸件尺寸稳定，降低变形并提高了工作效率。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
耐热不锈钢排气管，其配方及质量配比是：
低碳钢 11.42份
本材质回炉钢 70份
电解锰 0.3份
75#硅铁 0.4份
电解镍 4.1份
铬铁 13份
脱氧剂 0.05份
硫铁 0.07份
铌铁 0.56份
增碳剂 0.15份
通过电解镍、铬铁、硫铁三种材料配方的调整，可以充分利用Ni、Cr的特性，科学的配比，保证产品耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性，通过加入一定量的S，改善了所述耐热不锈钢排气管材料的加工性能。
电解镍的镍含量大于99.99%。低碳钢中杂质含量：铬铁Cr≥60%,碳≤0.06%，硅≤1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%。
耐热不锈钢排气管的制备方法包括如下步骤：
1) 将本材质回炉钢抛丸处理，除去表面的锈蚀，排除杂质，且烘干去油、去水；
2) 称取低碳钢、电解镍、铬铁、硅铁、电解锰和本材质回炉钢，备用；
3) 将低碳钢、本材质回炉钢、铬铁、电解镍、电解锰加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入75#硅铁，覆盖钢液表面；待炉料温度升至1620℃时，取样，用光谱仪检测所述炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内：C—0.4～0.5%、Si—0.8～1.25%、Mn—0.75～1.1%、Cr—24.0～27.0%、Ni—12.0～15.0%、Nb—1.7～2.1%、S—0.11～0.15%、P≤0.04%、Mo≤0.5%，即可出炉浇注；温度达到1660℃后, 添加脱氧剂进行终脱氧；
4) 表面覆盖保护材料，每注充型时间5秒，浇注时间4分钟以内；充型，
外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注；
5) 待铸型温度低于360℃时，开型落砂。
实施例二
耐热不锈钢排气管，其配方及质量配比是：
低碳钢 24.74份
本材质回炉钢 35份
电解锰 0.62份
75#硅铁 0.87份
电解镍 8.94份
铬铁 28.17份
脱氧剂 0.8份
硫铁 0.16份
铌铁 1.2份
增碳剂 0.3份
通过电解镍、铬铁、硫铁三种材料配方的调整，可以充分利用Ni、Cr的特性，科学的配比，保证产品耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性，通过加入一定量的S，改善了所述耐热不锈钢排气管材料的加工性能。
电解镍的镍含量大于99.99%。低碳钢中杂质含量：铬铁Cr≥60%,碳≤0.06%，硅≤1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%。
耐热不锈钢排气管的制备方法包括如下步骤：
1) 将本材质回炉钢抛丸处理，除去表面的锈蚀，排除杂质，且烘干去油、去水；
2) 称取低碳钢、电解镍、铬铁、硅铁、电解锰和本材质回炉钢，备用；
3) 将低碳钢、本材质回炉钢、铬铁、电解镍、电解锰加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入75#硅铁，覆盖钢液表面；待炉料温度升至1550℃时，取样，用光谱仪检测所述炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内：C—0.4～0.5%、Si—0.8～1.25%、Mn—0.75～1.1%、Cr—24.0～27.0%、Ni—12.0～15.0%、Nb—1.7～2.1%、S—0.11～0.15%、P≤0.04%、Mo≤0.5%，即可出炉浇注；温度达到1680℃后, 添加脱氧剂进行终脱氧；
4) 表面覆盖保护材料，每注充型时间7秒，浇注时间4分钟以内；充型，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注；
5) 待铸型温度低于360℃时，开型落砂。
实施例三
耐热不锈钢排气管，其配方及质量配比是：
低碳钢 38.66份
电解锰 0.8份
75#硅铁 0.7份
电解镍 13.75份
铬铁 43.5份
脱氧剂 1份
硫铁 0.24份
铌铁 1.85份
增碳剂 0.5份
通过电解镍、铬铁、硫铁三种材料配方的调整，可以充分利用Ni、Cr的特性，科学的配比，保证产品耐高温、耐腐蚀、抗热疲劳性，通过加入一定量的S，改善了所述耐热不锈钢排气管材料的加工性能。
电解镍的镍含量大于99.99%。低碳钢中杂质含量：铬铁Cr≥60%,碳≤0.06%，硅≤1.5%，磷≤0.04%，硫≤0.03%。
耐热不锈钢排气管的制备方法包括如下步骤：
1) 将本材质回炉钢抛丸处理，除去表面的锈蚀，排除杂质，且烘干去油、去水；
2) 称取低碳钢、电解镍、铬铁、硅铁、电解锰和本材质回炉钢，备用；
3) 将低碳钢、本材质回炉钢、铬铁、电解镍、电解锰加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入75#硅铁，覆盖钢液表面；待炉料温度升至1590℃时，取样，用光谱仪检测所述炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内：C—0.4～0.5%、Si—0.8～1.25%、Mn—0.75～1.1%、Cr—24.0～27.0%、Ni—12.0～15.0%、Nb—1.7～2.1%、S—0.11～0.15%、P≤0.04%、Mo≤0.5%，即可出炉浇注；温度达到1640℃后, 添加脱氧剂进行终脱氧；
4) 表面覆盖保护材料，每注充型时间6秒，浇注时间4分钟以内；充型，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注；
5) 待铸型温度低于360℃时，开型落砂。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种耐热不锈钢排气管，其特征在于，其配方及质量配比为：
低碳钢 11.42份-38.66份
本材质回炉钢 0份-70份
电解锰 0.3份-0.8份
硅铁 0.4份-0.7份
电解镍 4.1份-13.75份
铬铁 13份～43.5份
脱氧剂 0.05份-0.1份；
其中，用光谱仪检测炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内，C-0.4～0.5％、Si-0.8～1.25％、Mn-0.75～1.1％、Cr-24.0～27.0％、Ni-12.0～15.0％、Nb-1.7～2.1％、S-0.11～0.15％、P≤0.04％、Mo≤0.5％。
2.根据权利要求1所述的耐热不锈钢排气管，其特征在于，其配方还包括如下物质及其质量配比为：
硫铁 0.07份-0.24份
铌铁 0.56份-1.85份
增碳剂 0.1份-0.5份。
3.根据权利要求1所述的耐热不锈钢排气管，其特征在于，所述电解镍中的镍含量大于99.99％。
4.根据权利要求1所述的耐热不锈钢排气管，其特征在于，所述硅铁的型号为75#硅铁。
5.根据权利要求1所述的耐热不锈钢排气管，其特征在于，所述低碳钢中铬铁Cr≥60％，杂质含量：碳≤0.06％，硅≤1.5％，磷≤0.04％，硫≤0.03％。
6.权利要求1所述的耐热不锈钢排气管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将本材质回炉钢抛丸处理，除去表面的锈蚀，排除杂质，且烘干去油、去水；
2)称取低碳钢、电解镍、铬铁、硅铁、电解锰和本材质回炉钢，备用；
3)将低碳钢、本材质回炉钢、电解镍、铬铁、电解锰加入电炉熔炼，待熔炼结束后，加入硅铁，覆盖钢液表面；待炉料温度升至1550℃～1620℃时，取样，用光谱仪检测所述炉料中各化学元素含量处在如下控制范围内：C-0.4～0.5％、Si-0.8～1.25％、Mn-0.75～1.1％、Cr-24.0～27.0％、Ni-12.0～15.0％、Nb-1.7～2.1％、S-0.11～0.15％、P≤0.04％、Mo≤0.5％，即可出炉浇注；温度达到1640℃-1680℃后，添加脱氧剂进行终脱氧；
4)表面覆盖保护材料，每注充型时间5～7秒，浇注时间4分钟以内；
5)待铸型温度低于360℃时，开型落砂。
7.根据权利要求6所述的耐热不锈钢排气管的制备方法，其特征在于，所述充型，外模砂芯不需从芯盒型腔中取出，两个外模砂芯合模之后进行铸造浇注。
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