CN101982554A - 一种曲轴用铜锑合金球铁材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲轴用铜锑合金球铁材料,其化学成分和含量为:C3.60-3.90,Si2.00-2.80,Mn 0.30-0.50,P≤0.06,S≤0.03,Re0.02-0.05,Mg0.02-0.06,Cu0.40-0.60,Sb0.01-0.05,其余均为Fe。本曲轴用铜锑合金球铁材料大大提高了球铁曲轴的机械强度,减少了铜钼合金球铁曲轴废品损失率和潜在曲轴心部缩松风险,同时又很大程度的降低了生产成本,提高了铜锑合金球铁曲轴的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种曲轴用铜锑合金球铁材料及其制备方法。
背景技术
曲轴是发动机的一个心脏部件,是发动机的动力源,其材料是碳素结构钢或球墨铸铁。随着球铁铸造技术的迅速发展,现在大量的曲轴都采用球墨铸铁。曲轴在发动机中承载着复杂的载荷,要求曲轴材料必须是具有较高的强度和韧性,也就是必须要有较好的综合机械性能。因此,球铁曲轴铸造时广泛通过添加铜、钼等合金元素,来改善球铁曲轴的综合性能。
以往的铸造球铁曲轴大都采用铜钼合金球铁材料,由于铜能降低奥氏体共析转变的临界范围,有助于珠光体的形成和细化。而钼能减缓奥氏体向珠光体转变,当钼与珠光体稳定元素铜一起加入时,极大地细化了珠光体,形成细粒状的珠光体组织,大大提高了球铁的强度和韧性,综合机械性能优异。但是由于钼在球铁中是强碳化物形成元素,易阻碍石墨的析出,造成球铁缩孔缩松的走向严重,曲轴心部易出现缩松现象,出现废品损失。且钼合金价格昂贵,加入量相时也较多,一般要在0.2-0.35%的钼,产品的成本相对提高。
本发明针对上述现有曲轴用铜钼合金球铁材料的缺陷,提供一种曲轴用铜锑合金球铁材料及其制备方法,既大大提高了球铁曲轴的机械强度,减少了铜钼合金球铁曲轴废品损失率和潜在曲轴心部缩松风险,同时又很大程度的降低了生产成本,提高了铜锑合金球铁曲轴的经济价值。
发明内容
为达到上述的目的,本发明采用如下技术方案:
一种曲轴用铜锑合金球铁材料,其特征在于其化学成分和含量为:C3.60-3.90,Si2.00-2.80,Mn 0.30-0.50,P≤0.06,S≤0.03,Re0.02-0.05,Mg0.02-0.06,Cu0.40-0.60,Sb0.01-0.05,其余均为Fe。
一种曲轴用铜锑合金球铁材料的制备方法,其特征在于将硫、磷等元素含量低的优质球墨铸铁和废钢投入高温炉中熔炼,然后加入锰铁等,熔炼的铁水温度不超过1500℃,待得铁水球化后,镁的残余含量低于0.05时,投入Cu和Sb材料孕育2~3分钟,清渣保温,确保浇注温度在1300℃-1400℃之间,并在15分钟内浇注完成。
本发明的有益效果是:采用0.01-0.05%的锑取代0.2-0.35%的钼,不但提高了球铁曲轴的机械强度,降低了铜钼合金曲轴心部缩松的风险,试验数据表明,采用铜锑合金配方后,无论是球铁试块还是曲轴本体的物理性能均高于GB/T1348-2009标准所规定的各项指标。锑的这种反石墨球化作用可以受到球化剂中稀土元素的抑制,在采用稀土镁球化剂的球铁中加入适量的锑,不但没有干扰石墨球化的作用,而是起到了稳定球光体,增加石墨球数,改善机械性能和防止大截面心部石墨畸变的有益作用。同时极大地降低了生产成本,用铜锑合金生产的球铁曲轴比铜钼合金球铁曲轴每炉次降低140元,比铜锡合金球铁曲轴每炉次降低70元。
说明书附图
图1为铜锑合金铸件组织照片(×100)
具体实施方式
一种曲轴用铜锑合金球铁材料,其特征在于其化学成分和含量为:C3.60-3.90,Si2.00-2.80,Mn 0.30-0.50,P≤0.06,S≤0.03,Re0.02-0.05,Mg0.02-0.06,Cu0.40-0.60,Sb0.01-0.05,其余均为Fe。
一种曲轴用铜锑合金球铁材料的制备方法,其特征在于将硫、磷等元素含量低的优质球墨铸铁和废钢投入高温炉中熔炼,然后加入锰铁等,熔炼的铁水温度不超过1500℃,待得铁水球化后,镁的残余含量低于0.05时,投入Cu和Sb材料孕育2~3分钟,清渣保温,确保浇注温度在1300℃-1400℃之间,并在15分钟内浇注完成。
本发明的有益效果是:采用0.01-0.05%的锑取代0.2-0.35%的钼,不但提高了球铁曲轴的机械强度,降低了铜钼合金曲轴心部缩松的风险,试验数据表明,采用铜锑合金配方后,无论是球铁试块还是曲轴本体的物理性能均高于GB/T1348-2009标准所规定的各项指标。锑的这种反石墨球化作用可以受到球化剂中稀土元素的抑制,在采用稀土镁球化剂的球铁中加入适量的锑,不但没有干扰石墨球化的作用,而是起到了稳定球光体,增加石墨球数,改善机械性能和防止大截面心部石墨畸变的有益作用。同时极大地降低了生产成本,用铜锑合金生产的球铁曲轴比铜钼合金球铁曲轴每炉次降低140元,比铜锡合金球铁曲轴每炉次降低70元。
Claims (2)
1.一种曲轴用铜锑合金球铁材料,其特征在于其化学成分和含量为:C3.60-3.90,Si2.00-2.80,Mn 0.30-0.50,P≤0.06,S≤0.03,Re0.02-0.05,Mg0.02-0.06,Cu0.40-0.60,Sb0.01-0.05,其余均为Fe。
2.一种曲轴用铜锑合金球铁材料的制备方法,其特征在于将硫、磷等元素含量低的优质球墨铸铁和废钢投入高温炉中熔炼,然后加入锰铁等,熔炼的铁水温度不超过1500℃,待得铁水球化后,镁的残余含量低于0.05时,投入Cu和Sb材料孕育2~3分钟,清渣保温,确保浇注温度在1300℃-1400℃之间,并在15分钟内浇注完成。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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