CN106282758B - 固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法 - Google Patents
固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106282758B CN106282758B CN201610678550.8A CN201610678550A CN106282758B CN 106282758 B CN106282758 B CN 106282758B CN 201610678550 A CN201610678550 A CN 201610678550A CN 106282758 B CN106282758 B CN 106282758B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- molten iron
- iron
- flywheel
- sand
- spheroidising
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
本发明公开了一种固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法,其特征在于:所述的方法包括以下四个步骤:砂型制造、铁水熔炼和球化处理、浇注、开箱,利用这种方法所获得的飞轮,其产品内部的组织更致密,成品率更高,总体废品率可控制在5%以下;其显微组织全部为铁素体,因此,产品各部位的硬度更趋于均匀,加工时,更利于保证加工精度,减少刀具的磨损;由于采用了硅固溶强化工艺,因此飞轮的硬度比传统的QT500‑7材料的硬度有所提高,加工后产品的表面粗糙度值变小,在一定程度上也提高了飞轮摩擦面的耐磨性,提高了飞轮的使用寿命;而在材料性能相当的情况下,本方法的生产成本可比传统QT600‑3工艺生产的飞轮吨成本降低300元以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞轮的制造方法,特别是一种固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法。
背景技术
在汽车的发动机和变速箱之间安装有离合器,它承担着发动机和传动系统之间切断及传递动力的工作。通过操纵离合器可以实现发动机和传动系的分离和结合,从而切断和传递发动机向传动系的动力,有了它,可以实现汽车的平稳起步,便于换挡和减少换挡的冲击,紧急制动时,能起到分离作用防止传动系统过载。离合器总成安装在飞轮的平面上,离合器工作时的不联动、半联动和全联动各种状态切换,就是靠离合器总成上的压盘和飞轮摩擦面之间分离、半贴合及和完全贴合来实现的。由于飞轮频繁与离合器压盘接触摩擦,飞轮的摩擦面极易出现不平、凹痕等异常磨损而造成飞轮失效。经分析,飞轮摩擦面硬度低是造成飞轮失效的的主要原因之一。目前,生产飞轮的材质主要有灰铸铁和球墨铸铁两种材质。由于球墨铸铁比灰铸铁有更高的塑韧性,可吸收的能量大,不易形成裂纹和疲劳剥落,因此,在商用车及工程车方面,飞轮大多采用球墨铸铁材质,QT500-7和QT600-3则是最常选用的两个牌号。但传统工艺生产的球墨铸铁QT500-7和QT600-3材质的金相是含有珠光体和铁素体的混合基体组织,其中的珠光体组织有较大的缩松倾向,严重影响飞轮产品的致密度及其动平衡性能。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足,提出一种可获得内部的组织更致密,成品率更高,各部位的硬度更趋于均匀,具有较高耐磨性的飞轮的方法。
本发明的技术解决方案是:一种固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法,其特征在于:所述的方法包括以下四个步骤:砂型制造、铁水熔炼和球化处理、浇注、开箱,
在砂型制造步骤中,采用潮模砂机器造型,型砂材料的质量百分配比为:新砂2%~5%,旧砂95%~98%,混配土:总砂量的0.2%~0.5%,膨润土:总砂量的0.2%~0.5%,且砂型硬度≥85GF,
在铁水熔炼和球化处理步骤中,采用中频感应电炉熔炼铁水,炉内炉料熔清后取试样,用直读光谱仪检测其化学成分并进行调整,然后对炉内铁水进行扒渣和精炼,并再次取试样检测其化学成分并进行确认,直至炉内铁水的化学成分的质量百分比达到以下工艺要求:
C:2.8~3.4,Si:2.6~3.1;Mn<0.7,P<0.07,S≤0.020,
然后将铁水倒入铁水包中,采用堤坝式浇包冲入法在铁水包中对铁水进行球化处理,先将球化剂放于浇包底部的堤坝一侧,在球化剂上覆盖孕育剂,这时覆盖的孕育剂为孕育剂总量的50%,然后在孕育剂上面再覆盖铁屑,出铁时,铁水出在未装球化剂堤坝的一侧,防止铁水直接冲在加料侧造成球化剂烧损严重从而影响球化效果,剩余的50%孕育剂在出铁时加到铁水流上,在上述过程中,所加入的球化剂的量为出铁水总质量的1.0~1.2%,所加入的孕育剂的量为除铁水总质量的0.8-1.2%,球化处理的温度为1470~1500℃,
经球化处理后铁水的化学成分的质量百分比为:
C:2.8~3.4,Si:3.6~4.3;Mn<0.7,P<0.07,S≤0.020,Mg:0.03~0.06,
在浇注步骤中,浇注温度为1350~1420℃,且从从球化处理完成到浇注完成需控制在10分钟内,将铁水浇入型腔的过程中,在铁水流上加入粒度为0.2~1mm的硅铁粉末作为随流孕育剂,随流孕育剂的加入量为每箱产品所需铁水重量的0.1%~0.2%,
所述的浇注步骤完成后,等待至少2个小时后进行开箱步骤。
本发明同现有技术相比,具有如下优点:
利用本方法所获得的飞轮,其产品内部的组织更致密,成品率更高,总体废品率可控制在5%以下;其显微组织全部为铁素体,因此,产品各部位的硬度更趋于均匀,加工时,更利于保证加工精度,减少刀具的磨损;由于采用了硅固溶强化工艺,因此飞轮的硬度比传统的QT500-7材料的硬度有所提高,加工后产品的表面粗糙度值变小,在一定程度上也提高了飞轮摩擦面的耐磨性,提高了飞轮的使用寿命;而在材料性能相当的情况下,本方法的生产成本可比传统QT600-3工艺生产的飞轮吨成本降低300元以上;综上所述,采用本发明的的制造方法所生产出来的飞轮,具有多种优点,特别适合于在本领域中推广应用,其市场前景十分广阔。
附图说明
图1为利用本发明实施例的方法所生产出的飞轮的金相组织图——石墨球化率为85%的石墨形态图片。
图2为用硝酸酒精溶液腐蚀后的石墨形态和基体组织图片,铁素体含量为100%。
具体实施方式
下面将说明本发明的具体实施方式:
一种固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法,包括以下四个步骤:砂型制造、铁水熔炼和球化处理、浇注、开箱,
在砂型制造步骤中,采用潮模砂机器造型,型砂材料的质量百分配比为:新砂2%~5%,旧砂95%~98%,混配土:总砂量的0.2%~0.5%,膨润土:总砂量的0.2%~0.5%,且砂型硬度≥85GF,
在铁水熔炼和球化处理步骤中,采用中频感应电炉熔炼铁水,炉内炉料熔清后取试样,用直读光谱仪检测其化学成分并进行调整,然后对炉内铁水进行扒渣和精炼,并再次取试样检测其化学成分并进行确认,直至炉内铁水的化学成分的质量百分比达到以下工艺要求:
C:2.8~3.4,Si:2.6~3.1;Mn<0.7,P<0.07,S≤0.020,
然后将铁水倒入铁水包中,采用堤坝式浇包冲入法在铁水包中对铁水进行球化处理,先将球化剂放于浇包底部的堤坝一侧,在球化剂上覆盖孕育剂,这时覆盖的孕育剂为孕育剂总量的50%,然后在孕育剂上面再覆盖铁屑,出铁时,铁水出在未装球化剂堤坝的一侧,防止铁水直接冲在加料侧造成球化剂烧损严重从而影响球化效果,剩余的50%孕育剂在出铁时加到铁水流上,在上述过程中,所加入的球化剂的量为出铁水总质量的1.0~1.2%,所加入的孕育剂的量为除铁水总质量的0.8-1.2%,球化处理的温度为1470~1500℃,
经球化处理后铁水的化学成分的质量百分比为:
C:2.8~3.4,Si:3.6~4.3;Mn<0.7,P<0.07,S≤0.020,Mg:0.03~0.06,
在浇注步骤中,浇注温度为1350~1420℃,且从从球化处理完成到浇注完成需控制在10分钟内,将铁水浇入型腔的过程中,在铁水流上加入粒度为0.2~1mm的硅铁粉末作为随流孕育剂,随流孕育剂的加入量为每箱产品所需铁水重量的0.1%~0.2%,
所述的浇注步骤完成后,等待至少2个小时后进行开箱步骤。
实施例:
砂型制造:
采用潮模砂机器进行造型,型砂材料工艺配比为:新砂3%;旧砂97%;混配土:总砂量的0.3%;膨润土:总砂量的0.5%,最终获得的砂型的硬度为87GF。
铁水熔炼和球化处理:
采用3吨的中频感应电炉来熔炼铁水,炉内炉料熔清后取试样,用直读光谱仪检测其化学成分并进行调整,然后对炉内铁水进行扒渣和精炼,并再次取试样检测其化学成分并进行确认,直至炉内铁水的化学成分的质量百分比达到以下工艺要求:
C:3.13,Si:2.82;Mn:0.27,P:0.038,S:0.017,
利用电子吊钩秤控制出铁水量,铁水量控制在1000±20kg,需要加入的球化剂为12kg,需要加入的孕育剂的总量为10kg,先将所有的球化剂放于浇包底部的堤坝一侧,然后在球化剂上覆盖5kg的孕育剂,在孕育剂上面再覆盖5kg的铁屑,出铁时,铁水出在未装球化剂堤坝的一侧,防止铁水直接冲在加料侧造成球化剂烧损严重从而影响球化效果,剩余的5kg孕育剂在出铁时采用随流孕育的方式加到铁水流中,球化处理的温度为1485℃,
在上述步骤中,球化剂中的Mg的含量为7.02%,孕育剂中Si的含量为72.5%。
铁水出到浇包球化后扒净表面浮渣,然后取样并用直读光谱仪检测化学成分,检测结果如下:
C:2.96,Si:3.93;Mn:0.27,P:0.038,S:0.012,Mg:0.045,
浇注:
浇注温度为为首箱1407℃;末箱1356℃,同时浇注用于检验材料性能的炉前试块。
浇注时间:从球化处理完毕到末箱浇注完成的时间为8.5分钟。
浇注孕育:将铁水浇入型腔时,在铁水流上加入粒度为0.2~1mm的硅铁粉末作随流孕育剂使用,随流孕育剂的加入量为每箱产品所需铁水重量的0.1%~0.2%,这样可以细化基体组织;如按照上述方法获得1吨的铁水,每箱产品如要100kg的铁水,共十箱,这样在浇入型腔时所加入的随流孕育剂的量为1-2kg。
开箱
飞轮在砂箱内的冷却时间为2.5小时,然后开箱对浇注件进行浇注系统的清理。
产品检验
取与产品同包浇注的炉前试块,进行材料性能检测:
机械性能:抗拉强度615MPa,延伸率11%,硬度207HB。
金相组织:图1为石墨形态图片,石墨球化率为85%;图2是用硝酸酒精溶液腐蚀后的石墨形态和基体组织图片,铁素体含量为100%。
Claims (1)
1.一种固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法,其特征在于:所述的方法包括以下四个步骤:砂型制造、铁水熔炼和球化处理、浇注、开箱,
在砂型制造步骤中,采用潮模砂机器造型,型砂材料的质量百分配比为:新砂2%~5%,旧砂95%~98%,混配土:总砂量的0.2%~0.5%,膨润土:总砂量的0.2%~0.5%,且砂型硬度≥85GF,
在铁水熔炼和球化处理步骤中,采用中频感应电炉熔炼铁水,炉内炉料熔清后取试样,用直读光谱仪检测其化学成分并进行调整,然后对炉内铁水进行扒渣和精炼,并再次取试样检测其化学成分并进行确认,直至炉内铁水的化学成分的质量百分比达到以下工艺要求:
C:2.8~3.4,Si:2.6~3.1;Mn<0.7,P<0.07,S≤0.020,
然后将铁水倒入铁水包中,采用堤坝式浇包冲入法在铁水包中对铁水进行球化处理,先将球化剂放于浇包底部的堤坝一侧,在球化剂上覆盖孕育剂,这时覆盖的孕育剂为孕育剂总量的50%,然后在孕育剂上面再覆盖铁屑,出铁时,铁水出在未装球化剂堤坝的一侧,防止铁水直接冲在加料侧造成球化剂烧损严重从而影响球化效果,剩余的50%孕育剂在出铁时加到铁水流上,在上述过程中,所加入的球化剂的量为出铁水总质量的1.0~1.2%,所加入的孕育剂的量为除铁水总质量的0.8-1.2%,球化处理的温度为1470~1500℃,
经球化处理后铁水的化学成分的质量百分比为:
C:2.8~3.4,Si:3.6~4.3;Mn<0.7,P<0.07,S≤0.020,Mg:0.03~0.06,
在浇注步骤中,浇注温度为1350~1420℃,且从球化处理完成到浇注完成需控制在10分钟内,将铁水浇入型腔的过程中,在铁水流上加入粒度为0.2~1mm的硅铁粉末作为随流孕育剂,随流孕育剂的加入量为每箱产品所需铁水重量的0.1%~0.2%,
所述的浇注步骤完成后,等待至少2个小时后进行开箱步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610678550.8A CN106282758B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610678550.8A CN106282758B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106282758A CN106282758A (zh) | 2017-01-04 |
CN106282758B true CN106282758B (zh) | 2018-04-17 |
Family
ID=57679514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610678550.8A Active CN106282758B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106282758B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107475600A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-12-15 | 常熟市精工模具制造有限公司 | 多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101773989A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 迁安市津唐球墨铸管有限公司 | 短流程熔炼、水玻璃砂造型生产球墨铸铁件的工艺 |
CN102371346A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-03-14 | 辛培兴 | 一种风力发电机轮毂的铸造方法 |
CN102634723A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-08-15 | 郑州机械研究所 | 一种低温用铁素体球铁及其制造方法 |
CN103060671A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-04-24 | 江苏一汽铸造股份有限公司 | 铁素体球墨铸铁及其制备 |
CN105063467A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-18 | 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 | 一种大断面硅固溶强化铁素体球墨铸铁心部石墨形态的控制方法 |
-
2016
- 2016-08-17 CN CN201610678550.8A patent/CN106282758B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101773989A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 迁安市津唐球墨铸管有限公司 | 短流程熔炼、水玻璃砂造型生产球墨铸铁件的工艺 |
CN102371346A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-03-14 | 辛培兴 | 一种风力发电机轮毂的铸造方法 |
CN102634723A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-08-15 | 郑州机械研究所 | 一种低温用铁素体球铁及其制造方法 |
CN103060671A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-04-24 | 江苏一汽铸造股份有限公司 | 铁素体球墨铸铁及其制备 |
CN105063467A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-18 | 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 | 一种大断面硅固溶强化铁素体球墨铸铁心部石墨形态的控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
硅在铸铁中的固溶强化作用;李传栻;《金属加工(热加工)》;20150115(第1期);第73-77页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106282758A (zh) | 2017-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101716651B (zh) | 大型船用涡轮增压器涡壳铸件的铸造方法 | |
CN102796939B (zh) | 一种采用混合蠕化剂制备蠕墨铸铁的方法 | |
CN101445853B (zh) | 电梯铸态球铁曳引轮铸造方法 | |
CN106811676A (zh) | 一种高强度高韧性铸态qt700‑10及其生产方法 | |
CN101585078A (zh) | 机车铸态高韧性球铁轴承盖铸造方法 | |
CN106244911B (zh) | 汽车转向器壳体用固溶强化铁素体球墨铸铁及其生产方法 | |
CN108396219A (zh) | 一种曲轴用铸态高强度球墨铸铁及其制备方法 | |
CN101444830A (zh) | 电梯灰铸铁槽轮的铸造方法 | |
CN109154030A (zh) | 灰口铸铁孕育剂 | |
CN101823139B (zh) | 低合金液压泵定子铸件铸造方法 | |
CN104152793B (zh) | Qt500-7厚壁件质量和成分控制的方法 | |
CN103182487B (zh) | 一种含有稀土元素的铁铸件的生产方法 | |
CN101229578B (zh) | 一种列车用钢筒的制造工艺 | |
CN102397993B (zh) | 空调压缩机曲轴生产工艺 | |
CN103924149A (zh) | 一种压缩机球墨铸铁曲轴及其制造方法 | |
CN106282758B (zh) | 固溶强化铁素体球铁飞轮的制造方法 | |
CN106282820B (zh) | 一种含石墨的高速钢轧辊制造方法 | |
CN111206182A (zh) | 一种模具用低合金球墨铸铁的制备方法 | |
KR20150027902A (ko) | 시브이(cv) 흑연주철과 시브(cv) 구성화제를 적용한 유압주조품 제조방법 | |
CN102078924A (zh) | 一种下垫梁铸钢件的铸造方法 | |
CN104988378A (zh) | 一种球墨铸铁磨球专用模具及其制备工艺 | |
US2867555A (en) | Nodular cast iron and process of manufacture thereof | |
EP2341154B1 (en) | Process for making nodular cast iron | |
CN105112773B (zh) | 一种高速电梯用钒钛合金减磨铸铁绳轮及其生产工艺 | |
CN115747626A (zh) | 一种厚大灰铸铁件的熔化和浇注方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |