CN102676910A - 一种蠕铁材质及其制备工艺及使用该材质的飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灰铁材质，其合金组分按重量百分比配比为：C：3.27％～3.33％、Si：2％～2.2％、Mn：0.7％～0.75％、P≤0.06％、S：0.08％～0.12％、Cu：0.48％～0.52％、Sn≤0.03％；余量为Fe。本发明还公开了一种灰铁材质的制备工艺及由该灰铁材质构成的压盘。该灰铁组织中无C型石墨存在，其中的D+E型石墨含量≤5％，珠光体的含量≥95％，本体的抗拉强度≥260MPa，硬度为198～210HB，石墨长度为4～6级。应用于压盘时，使压盘相应具备上述材料及使用性能。

Description

一种蠕铁材质及其制备工艺及使用该材质的飞轮

技术领域

本发明涉及黑金属材质技术领域，具体是涉及一种蠕铁材质及其制备工艺及使用该材质的飞轮。

背景技术

对于手动挡的车型而言，离合器是汽车动力系统的重要部件，它担负着将动力与发动机之间进行切断和连接的工作。在城市道路或者复杂路段驾驶时，离合器为最频繁使用的部件之一。所谓离合器，顾名思义就是说利用“离”与“合”来传递适量的动力，它由摩擦片，弹簧片，压盘以及动力输出轴组成，布置在发动机与变速箱之间，用来将发动机飞轮上储存的力矩传递给变速箱，保证车辆在不同的行驶状况下传递给驱动轮适量的驱动力和扭矩，属于动力总成的范畴。

离合器分为三个工作状态，即不踩下离合器的全连动，部分踩下离合器的半连动，以及踩下离合器的不连动。

当车辆在正常行驶时，压盘是紧紧挤靠在飞轮的摩擦片上的，此时压盘与摩擦片之间的摩擦力最大，输入轴和输出轴之间保持相对静摩擦，二者转速相同。

当车辆起步时，司机踩下离合器，离合器踏板的运动拉动压盘向后靠，也就是压盘与摩擦片分离，此时压盘与飞轮完全不接触，也就不存在相对摩擦。

最后一种，也就是离合器的半连动状态。此时，压盘与摩擦片的摩擦力小于全连动状态。离合器压盘与飞轮上的摩擦片之间是滑动摩擦状态。飞轮的转速大于输出轴的转速，从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。此时发动机与驱动轮之间相当于一种软连接状态。一般来说，离合器是在车辆起步和换挡的时候发挥作用，所以飞轮是汽车离合器中的重要构建。

蠕墨铸铁是指铸铁液经蠕化处理，使其石墨呈蠕虫状与少量的球团状的铸铁，其石墨形状介于蠕铁的片状石墨与球铁的球状石墨之间，如果蠕化处理过度，蠕墨铸铁就变成球墨铸铁，而蠕化不足就变成了灰铸铁。因此蠕化率对蠕铁的性能起着重要的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的蠕铁材质及该蠕铁材质的制备工艺，从而使使用该蠕铁材质的飞轮在离合器中具有良好的使用性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：使蠕铁件本体的抗拉强度控制在380Mpa～450Mpa范围内，延伸率达到4％～8％，蠕化率控制在30％～80％范围内，从而使蠕铁材质的飞轮在离合器中具有良好的使用性能。具体是通过控制原材料的配比、二次孕育、出炉和浇注温度等条件来得到符合技术要求的蠕铁材质。

本发明的蠕铁材质，其合金组分按重量百分比配比为：

C：3.6％～3.8％

Si：2.4％～2.6％

Mn：0.35％～0.40％

P≤0.045％

S≤0.2％

Cu：0.12％～0.18％，余量为Fe。

本发明的蠕铁材质的制备工艺为：

1、炉料配比

按重量百分比配比，25-30％铸造球10生铁，10-13％废钢，62-65％蠕铁回炉料；

2、熔炼

顺序加入废钢、铸造生铁、蠕铁回炉料、占铁水重量百分比0.5％～0.7％的增碳剂；熔炼温度1500-1580℃；

3、调质

加入占铁水重量百分比0.06％～0.08％的Mn、0.1％～0.3％的Cu、0.4％～0.7％的蠕化剂；

4、转运包

转运包必须是热包，加入硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.1-0.3％；

5、浇注成型

浇注成型时，再次添加硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.1-0.3％；温度控制为1360-1430℃；要求每500-600公斤铁水在7分钟内浇注完毕，且每包的浇注时间≤7分钟。

本发明所述的覆盖剂、硅钡孕育剂均从市场上直接购得。

一种上述蠕铁材质构成的飞轮。

一种经上述制备工艺制备的蠕铁材质构成的飞轮。

本发明工艺制备出的灰铁材质，具备的效果是：蠕铁材质本体铸件抗拉强度为380Mpa～450Mpa，延伸率为4％～8％，蠕化率为30％～80％；应用于飞轮时，使飞轮相应具备上述材料及使用性能。

具体的实施方式

实施例1：

1、炉料配比

按重量百分比计，铸造球10生铁25％，废钢13％，蠕铁回炉料62％，其中蠕铁回炉料选用蠕铁GGV30；

2、熔炼

顺序加入废钢、铸造生铁、蠕铁回炉料、增碳剂0.5％～0.7％；熔炼温度1500-1580℃；

3、调质

加入占铁水重量百分比0.02％～0.13％的Mn、0.1％～0.13％的Cu、0.4％～0.7％的蠕化剂；

4、转运包

转运包必须是热包，加入硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.2-0.3％；

5、浇注成型

浇注成型时，再次添加硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.2-0.3％；温度控制为1360-1430℃；要求每500-600公斤铁水在7分钟内浇注完毕，且每包的浇注时间≤7分钟。

生产出的蠕铁各合金组分的重量百分比为：C：3.6％、Si：2.6％、Mn：0.35％、P：0.045％、S：0.015％、Cu：0.18％，余量为Fe。

一种使用上述制备工艺生产的材质的飞轮。

该实施例中蠕铁飞轮铸件组织中铁素体大于70％，硬度170～180，强度380～420Mpa，蠕化率40％～70％。

实施例2：

1、炉料配比

按重量百分比计，铸造球10生铁30％，废钢10％，蠕铁回炉料60％，其中蠕铁回炉料选用蠕铁GGV30；

2、熔炼

顺序加入废钢、铸造生铁、蠕铁回炉料、增碳剂0.5％～0.7％；熔炼温度1500-1580℃；

3、调质

加入占铁水重量百分比0.02％～0.13％的Mn、0.1％～0.13％的Cu、0.4％～0.7％的蠕化剂；

4、转运包

转运包必须是热包，加入硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.2-0.3％；

5、浇注成型

浇注成型时，再次添加硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.2-0.3％；温度控制为1360-1430℃；要求每500-600公斤铁水在7分钟内浇注完毕，且每包的浇注时间≤7分钟。

生产出的蠕铁各合金组分的重量百分比为：C：3.8％、Si：2.5％、Mn：0.4％、P：0.045％、S：0.015％、Cu：0.15％，余量为Fe。

一种使用上述制备工艺生产的材质的飞轮。

该实施例蠕铁飞轮铸件组织中铁素体大于70％，硬度175～185，强度380～420Mpa，蠕化率40％～70％。

实施例3：

1、炉料配比

按重量百分比计，铸造球10生铁35％，废钢13％，蠕铁回炉料52％，其中蠕铁回炉料选用蠕铁GGV30；

2、熔炼

顺序加入废钢、铸造生铁、蠕铁回炉料、增碳剂0.4％～0.7％；熔炼温度1500-1580℃；

3、调质

加入占铁水重量百分比0.02％～0.08％的Mn、0.1％～0.13％的Cu、0.4％～0.7％的蠕化剂；

4、转运包

转运包必须是热包，加入硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.2-0.3％；

5、浇注成型

浇注成型时，再次添加硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.2-0.3％；温度控制为1360-1430℃；要求每500-600公斤铁水在7分钟内浇注完毕，且每包的浇注时间≤7分钟。

生产出的蠕铁各合金组分的重量百分比为：C：3.7％、Si：2.45％、Mn：0.38％、P：0.045％、S：0.015％、Cu：0.18％、Sn：0.025％，余量为Fe。

一种使用上述制备工艺生产的材质的飞轮。

该实施例中蠕铁飞轮铸件组织中铁素体大于70％，硬度170～180，强度380～420Mpa，蠕化率40％～70％。

Claims (4)

1.一种蠕铁材质，其特征在于：其合金组分按重量百分比配比为：

C：3.6％～3.8％

Si：2.4％～2.6％

Mn：0.35％～0.40％

P≤0.045％

S≤0.2％

Cu：0.12％～0.18％，余量为Fe。

2.一种制备权利要求1所述的蠕铁材质的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)、炉料配比

按重量百分比配比，25-30％铸造球10生铁，10-13％废钢，62-65％蠕铁回炉料；

2)、熔炼

顺序加入废钢、铸造生铁、蠕铁回炉料、占铁水重量百分比0.5％～0.7％的增碳剂；熔炼温度1500-1580℃；

3)、调质

加入占铁水重量百分比0.06％～0.08％的Mn、0.1％～0.3％的Cu、0.4％～0.7％的蠕化剂；

4)、转运包

转运包必须是热包，加入硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.1-0.3％；

5)、浇注成型

浇注成型时，再次添加硅钡孕育剂，其用量占铁水重量百分比为0.1-0.3％；温度控制为1360-1430℃；要求每500-600公斤铁水在7分钟内浇注完毕，且每包的浇注时间≤7分钟。

3.一种由权利要求1所述蠕铁材质构成的汽车离合器部件飞轮。

4.一种由权利要求2制备方法制备的蠕铁材质构成的汽车离合器部件压盘。