CN105506459A - 一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，由下列重量份的原料制成：废钢（铁含量不小于98％）95-98、Z18生铁2-3、结晶硅0.4-0.45、碳0.2-0.23、镍0.3-0.4、钒0.12-10.3、铜0.25-0.28、铟0.08-0.1、硅化钙0.8-0.86、聚乙烯醇0.24-02.6、钛铁粉末0.5-0.6、粉煤灰0.6-0.7、粘土0.3-0.4、杂质≤0.01。本发明通过熔融热轧、脱氧、热处理等工艺制成的铸钢材料机械性能良好，低温冲击韧性好，添加铟元素，能够降低金属熔炼时的温度，提高材料的加工性能；本发明冶炼工艺简单，合金增添少，特别适用于生产汽车桥壳。

Description

一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料
技术领域
本发明涉及铸造材料技术领域，尤其涉及一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料。
背景技术
汽车车桥是汽车关键零部件之一，它既是传动系的组成部分，也是行驶系的重要组成部分。汽车桥壳作为车桥的主体部分，是保证汽车正常运行和使用寿命的关键部件，所以对其机械强度、刚度和耐疲劳性能等都有较高要求。桥壳生产成本约占驱动桥总成本的百分之三十。特别是重型汽车在工作时由于道路及工况恶劣，桥壳承受着强烈的冲击载荷，对桥壳的品质要求更高。板焊桥壳由于受自身结构及焊接工艺的限制，在使用过程中容易发生变形，出现漏油和裂纹等现象，难以满足重型汽车的工作需要。为此，为了满足了汽车承载量增加的需要，尤其是重型汽车的需求，需要研发一种铸钢材料，满足汽车车桥的需要，同时可以取得一定的经济和社会效益。铸态铸钢的强度硬度很低、冲击性较差，无法满足材料的使用要求，必须进行适当的热处理，以确保高强韧低合金铸钢的安全应用，同时利用热处理工艺挖掘铸钢潜能，拓展其应用范围。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，由下列重量份的原料制成：废钢（铁含量不小于98％）95-98、Z18生铁2-3、结晶硅0.4-0.45、碳0.2-0.23、镍0.3-0.4、钒0.12-10.3、铜0.25-0.28、铟0.08-0.1、硅化钙0.8-0.86、聚乙烯醇0.24-02.6、钛铁粉末0.5-0.6、粉煤灰0.6-0.7、粘土0.3-0.4、杂质≤0.01。
所述一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，由以下具体步骤制备而成：
（1）将所有工具和模具在250℃条件下进行加热处理，取出后备用；将废钢、Z18生铁、碳、结晶硅分别进行破碎成小颗粒，然后放入球磨机中，在通入氩气状态下球磨4小时，得到复合粉；向真空感应电炉中投入复合粉，升温加热至完全熔融，然后热轧，冷却后制成钢坯；
（2）将硅化钙与粉煤灰、粘土混合，放入球磨机中干磨40分钟，过200目筛后与钛铁粉末混合，形成混合粉末；将聚乙烯醇加入3倍量的水中，边搅拌边加热至60℃至完全溶解形成溶液；混合粉末送入造粒机中，加入聚乙烯醇溶液，搅拌15分钟后挤出造粒，将颗粒送入烘箱以100℃的温度干燥30分钟后送入烧结炉中以10℃/分钟速率升温至450℃，烧结2小时，取出冷却至室温，得到混合脱氧剂；
（3）将步骤（1）得到的钢坯放入中频感应电炉中加热至熔融状态，保温1小时后扒除炉渣，待炉料溶清后，加入其余剩余成分进行熔炼，将温度升到1630-1660℃后出钢，加入步骤（2）得到的复合脱氧剂进行最终脱氧，再进行除渣，在温度达到1550℃后将混合钢液浇入预先做好的砂型中；
（4）铸件经开箱、清砂后进行热处理，把铸件送入充满氮气的箱式电阻炉中加热到880℃，保温60分钟，然后将铸件取出空冷，待冷却至室温后继续送入箱式电阻炉中回火，加热到580℃保温90分钟，取出空冷至室温即得。
本发明的优点是：本发明通过科学合理的成分配比，采用废钢作为主要铁基材料，通过预先机械合金化的方法，实现了铁、碳、硅元素的复合；在铸钢的制备工艺中通过添加硅化钙等成分通过适当的工艺制成具有多孔结构的复合脱氧剂，能够快速与钢水反应，具有良好的脱氧、脱硫、增碳的效果，同时可改善钢水流动性，有效去除钢水中夹杂物，提高钢水纯净度；再通过合理便捷的热处理工艺，获得一种强度高、塑性好、低温韧性佳的综合性能高的铸钢材料。
本发明通过熔融热轧、脱氧、热处理等工艺制成的铸钢材料机械性能良好，低温冲击韧性好，添加铟元素，能够降低金属熔炼时的温度，提高材料的加工性能；本发明冶炼工艺简单，并且具有成分容易控制、合金增添少等特点，特别适用于生产汽车桥壳。
具体实施方式
一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：废钢（铁含量不小于98％）95、Z18生铁2、结晶硅0.4、碳0.2、镍0.3、钒0.12、铜0.25、铟0.08、硅化钙0.8、聚乙烯醇0.24、钛铁粉末0.5、粉煤灰0.6、粘土0.3、杂质≤0.01。
所述一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，由以下具体步骤制备而成：
（1）将所有工具和模具在250℃条件下进行加热处理，取出后备用；将废钢、Z18生铁、碳、结晶硅分别进行破碎成小颗粒，然后放入球磨机中，在通入氩气状态下球磨4小时，得到复合粉；向真空感应电炉中投入复合粉，升温加热至完全熔融，然后热轧，冷却后制成钢坯；
（2）将硅化钙与粉煤灰、粘土混合，放入球磨机中干磨40分钟，过200目筛后与钛铁粉末混合，形成混合粉末；将聚乙烯醇加入3倍量的水中，边搅拌边加热至60℃至完全溶解形成溶液；混合粉末送入造粒机中，加入聚乙烯醇溶液，搅拌15分钟后挤出造粒，将颗粒送入烘箱以100℃的温度干燥30分钟后送入烧结炉中以10℃/分钟速率升温至450℃，烧结2小时，取出冷却至室温，得到混合脱氧剂；
（3）将步骤（1）得到的钢坯放入中频感应电炉中加热至熔融状态，保温1小时后扒除炉渣，待炉料溶清后，加入其余剩余成分进行熔炼，将温度升到1630℃后出钢，加入步骤（2）得到的复合脱氧剂进行最终脱氧，再进行除渣，在温度达到1550℃后将混合钢液浇入预先做好的砂型中；
（4）铸件经开箱、清砂后进行热处理，把铸件送入充满氮气的箱式电阻炉中加热到880℃，保温60分钟，然后将铸件取出空冷，待冷却至室温后继续送入箱式电阻炉中回火，加热到580℃保温90分钟，取出空冷至室温即得。
本发明产品依据QC/T533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》和QC/T534-1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》进行台架试验，其垂直弯曲疲劳寿命试验循环次数大于等于80万次，垂直弯曲静强度试验极限载荷大于等于800KN，均符合汽车行业标准。

Claims (2)

1.一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：废钢（铁含量不小于98％）95-98、Z18生铁2-3、结晶硅0.4-0.45、碳0.2-0.23、镍0.3-0.4、钒0.12-10.3、铜0.25-0.28、铟0.08-0.1、硅化钙0.8-0.86、聚乙烯醇0.24-02.6、钛铁粉末0.5-0.6、粉煤灰0.6-0.7、粘土0.3-0.4、杂质≤0.01。
2.根据权利要求1所述一种机械性能高的铸钢汽车桥壳材料，其特征在于，由以下具体步骤制备而成：
（1）将所有工具和模具在250℃条件下进行加热处理，取出后备用；将废钢、Z18生铁、碳、结晶硅分别进行破碎成小颗粒，然后放入球磨机中，在通入氩气状态下球磨4小时，得到复合粉；向真空感应电炉中投入复合粉，升温加热至完全熔融，然后热轧，冷却后制成钢坯；
（2）将硅化钙与粉煤灰、粘土混合，放入球磨机中干磨40分钟，过200目筛后与钛铁粉末混合，形成混合粉末；将聚乙烯醇加入3倍量的水中，边搅拌边加热至60℃至完全溶解形成溶液；混合粉末送入造粒机中，加入聚乙烯醇溶液，搅拌15分钟后挤出造粒，将颗粒送入烘箱以100℃的温度干燥30分钟后送入烧结炉中以10℃/分钟速率升温至450℃，烧结2小时，取出冷却至室温，得到混合脱氧剂；
（3）将步骤（1）得到的钢坯放入中频感应电炉中加热至熔融状态，保温1小时后扒除炉渣，待炉料溶清后，加入其余剩余成分进行熔炼，将温度升到1630-1660℃后出钢，加入步骤（2）得到的复合脱氧剂进行最终脱氧，再进行除渣，在温度达到1550℃后将混合钢液浇入预先做好的砂型中；
（4）铸件经开箱、清砂后进行热处理，把铸件送入充满氮气的箱式电阻炉中加热到880℃，保温60分钟，然后将铸件取出空冷，待冷却至室温后继续送入箱式电阻炉中回火，加热到580℃保温90分钟，取出空冷至室温即得。
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