CN106591685A - 汽车半轴锻压模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锻压模具，尤其是汽车半轴锻压模具。本发明的汽车半轴锻压模具，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢90~110份、硅铁0.8~1.5份、钒铁0.6~1.2份、碳化钨粉5~10份、中碳锰铁0.6~1份、低碳铬铁0.05~0.1份。本发明提供的汽车半轴锻压模具材料配比好、铸件密度好、组织均匀、强度高、耐高温、使用寿命长。

Description

汽车半轴锻压模具
技术领域
本发明涉及一种锻压模具，尤其是汽车半轴锻压模具。
背景技术
汽车半轴是汽车后桥的主要零件，在汽车运行中，半轴承受着整个车身及货物的重量及传递扭矩等多种复杂的交变应力。目前在生产汽车半轴时，通常使用汽车半轴锻压模具对工件进行锻压。
汽车半轴锻压模具的受力情况：既承受压缩应力和弯曲应力，脱模时也承受一定的拉应力，由于模具与炽热的毛坯接触，需要水冷，因而承受冷热应力引起的热疲劳和热冲刷。在这种恶劣的使用条件下，模具经常出现热疲劳裂纹而报废，使用寿命很低，
汽车半轴锻压模具通常采用铸造方式生产，模具组织均匀性差，拉伸性能和冲击韧度低，在生产过程中模具损耗大，产品成品率低，生产效率不高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种模具组织均匀、强度好、使用寿命长的汽车半轴锻压模具，具体技术方案为：
汽车半轴锻压模具，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢90~110份、硅铁0.8~1.5份、钒铁0.6~1.2份 、碳化钨粉5~10份、中碳锰铁0.6~1份、低碳铬铁0.05~0.1份。
优选的，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢95~100份、硅铁1.1~1.3份、钒铁0.8~1份 、碳化钨粉6~8份、中碳锰铁0.7~0.8份、低碳铬铁0.07~0.09份。
所述硅铁的硅含量为74~80%。
所述钒铁的钒含量为50~60%。
所述中碳锰铁的锰含量为75~80%。
所述低碳铬铁的铬含量为63~75%。
汽车半轴锻压模具的制备方法为：
（1）将合适量的45钢加入到工频电炉中进行加热，将45钢快速的加热得到融化的钢水；
（2）根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取低碳铬铁，加入到步骤（1）融化后的钢水中；
（3）加入低碳铬铁后，搅拌均匀，保温5~6分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取中碳锰铁，加入到钢水中；
（4）加入碳锰铁后，搅拌均匀，保温3~5分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取碳化钨粉加入到钢水中；
（5）加入碳化钨粉后，搅拌均匀，保温10~12分钟后，取合适的配方的比例，称取钒铁，加入到钢水中；
（6）加入钒铁后，搅拌均匀，保温4~6分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取硅铁，加入到钢水中；
（7）搅拌均匀后，升温，加热到1500℃时候，保温状态下，继续熔炼40分钟；
（8）熔炼后出炉，出炉前将温度升高，使出炉时温度为1600℃，并加入纯铝脱氧；
（9）出炉后的钢液冷却2~5分钟后，注入砂型中，进行浇铸铸件；
（10）浇铸完成后，自然冷却24小时候，开箱清理铸件；
（11）将清理完的铸件进行常规的热处理；
（12）将热处理完成的铸件进行机加工，根据图纸加工出汽车半轴锻压模具。
汽车半轴锻压模具的热处理方法为：
（1）预热，将铸件送到热处理炉中，快速升温，使铸件的温度快速升至870~890℃，预热保温时间为2小时；
（2）然后进行高温保温，提高热处理炉内部的温度，使铸件温度快速升至1080~1100℃，高温保温时间为0.5小时；
（3）将铸件从热处理炉中取出，放入淬火槽中淬火，采用淬火油淬火，淬火油的温度不低于60~80℃；
（4）淬火完成后，将冷却的铸件放到热处理炉中进行回火处理，回火温度为580~600℃，回火保温时间为2.5小时；
（5）回火保温完成后，将铸件从热处理炉中取出，将铸件放入淬火槽中进行二次淬火，仍采用淬火油淬火，淬火油温度60~80℃；
（6）将二次淬火后的铸件再次放到热处理炉中进行二次回火，二次回火的温度为580~600℃，二次回火保温时间为2.5小时；
（7）将二次回火后的铸件从热处理炉中取出，将铸件放入淬火槽中进行三次淬火，仍采用淬火油淬火，淬火油温度60~80℃；
（8）将三次淬火后的铸件放到热处理炉中进行低温回火，低温回火的温度为160~180℃，低温回火的保温时间为2.5小时；
（9）低温回火保温结束后，将铸件从热处理炉中取出，进行自然冷却。
根据汽车企业中使用工具及生产量、模具刃口性能的要求，通过添加适量的碳化钨和钒合金元素，防止钢的回火脆性，降低热敏感性，提高回火稳定性，提高模具钢的力学性能。
模具钢的铸态组织主要为马氏体、贝氏体、碳化物颗粒和奥氏体组织。模具钢的淬透性非常好，硬度为58 HRC。
热处理时，在充分预热后，在高温区保温0. 5 h后分级淬火，再经过高温回火完成组织转变和消除应力，低温回火消除残余应力，使模具表层具有高的耐疲劳性，而心部具有良好的冲击韧度。这样处理后的模具达到了高温强度和冲击韧度最佳的匹配，使用寿命得到了提高。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的汽车半轴锻压模具材料配比好、铸件密度好、组织均匀、强度高、耐高温、使用寿命长。
具体实施方式
现通过实施例作进一步说明。
实施例一
汽车半轴锻压模具，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢90份、硅铁0.8份、钒铁0.6份 、碳化钨粉5份、中碳锰铁0.6份、低碳铬铁0.05份。
所述硅铁的硅含量为80%。
所述钒铁的钒含量为60%。
所述中碳锰铁的锰含量为80%。
所述低碳铬铁的铬含量为75%。
实施例二
汽车半轴锻压模具，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢110份、硅铁1.5份、钒铁1.2份 、碳化钨粉10份、中碳锰铁1份、低碳铬铁0.1份。
所述硅铁的硅含量为74%。
所述钒铁的钒含量为50%。
所述中碳锰铁的锰含量为75%。
所述低碳铬铁的铬含量为63%。
实施例三
汽车半轴锻压模具，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢95份、硅铁1.1份、钒铁0.8份 、碳化钨粉6份、中碳锰铁0.7份、低碳铬铁0.07份。
所述硅铁的硅含量为76%。
所述钒铁的钒含量为55%。
所述中碳锰铁的锰含量为78%。
所述低碳铬铁的铬含量为70%。
实施例四
汽车半轴锻压模具，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢100份、硅铁1.3份、钒铁1份、碳化钨粉8份、中碳锰铁0.8份、低碳铬铁0.09份。
所述硅铁的硅含量为78%。
所述钒铁的钒含量为57%。
所述中碳锰铁的锰含量为76%。
所述低碳铬铁的铬含量为69%。
实施例五
汽车半轴锻压模具的制备方法为：
（1）将合适量的45钢加入到工频电炉中进行加热，将45钢快速的加热得到融化的钢水；
（2）根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取低碳铬铁，加入到步骤（1）融化后的钢水中；
（3）加入低碳铬铁后，搅拌均匀，保温5~6分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取中碳锰铁，加入到钢水中；
（4）加入碳锰铁后，搅拌均匀，保温3~5分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取碳化钨粉加入到钢水中；
（5）加入碳化钨粉后，搅拌均匀，保温10~12分钟后，取合适的配方的比例，称取钒铁，加入到钢水中；
（6）加入钒铁后，搅拌均匀，保温4~6分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取硅铁，加入到钢水中；
（7）搅拌均匀后，升温，加热到1500℃时候，保温状态下，继续熔炼40分钟；
（8）熔炼后出炉，出炉前将温度升高，使出炉时温度为1600℃，并加入纯铝脱氧；
（9）出炉后的钢液冷却2~5分钟后，注入砂型中，进行浇铸铸件；
（10）浇铸完成后，自然冷却24小时候，开箱清理铸件；
（11）将清理完的铸件进行常规的热处理；
（12）将热处理完成的铸件进行机加工，根据图纸加工出汽车半轴锻压模具。
实施例六
汽车半轴锻压模具的热处理方法为：
（1）预热，将铸件送到热处理炉中，快速升温，使铸件的温度快速升至870~890℃，预热保温时间为2小时；
（2）然后进行高温保温，提高热处理炉内部的温度，使铸件温度快速升至1080~1100℃，高温保温时间为0.5小时；
（3）将铸件从热处理炉中取出，放入淬火槽中淬火，采用淬火油淬火，淬火油的温度不低于60~80℃；
（4）淬火完成后，将冷却的铸件放到热处理炉中进行回火处理，回火温度为580~600℃，回火保温时间为2.5小时；
（5）回火保温完成后，将铸件从热处理炉中取出，将铸件放入淬火槽中进行二次淬火，仍采用淬火油淬火，淬火油温度60~80℃；
（6）将二次淬火后的铸件再次放到热处理炉中进行二次回火，二次回火的温度为580~600℃，二次回火保温时间为2.5小时；
（7）将二次回火后的铸件从热处理炉中取出，将铸件放入淬火槽中进行三次淬火，仍采用淬火油淬火，淬火油温度60~80℃；
（8）将三次淬火后的铸件放到热处理炉中进行低温回火，低温回火的温度为160~180℃，低温回火的保温时间为2.5小时；
（9）低温回火保温结束后，将铸件从热处理炉中取出，进行自然冷却。

Claims (8)

1.汽车半轴锻压模具，其特征在于，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢90~110份、硅铁0.8~1.5份、钒铁0.6~1.2份 、碳化钨粉5~10份、中碳锰铁0.6~1份、低碳铬铁0.05~0.1份。
2.根据权利要求1所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，由以下材料按重量份数熔炼而成：45钢95~100份、硅铁1.1~1.3份、钒铁0.8~1份 、碳化钨粉6~8份、中碳锰铁0.7~0.8份、低碳铬铁0.07~0.09份。
3.根据权利要求1或2所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，所述硅铁的硅含量为74~80%。
4.根据权利要求1或2所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，所述钒铁的钒含量为50~60%。
5.根据权利要求1或2所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，所述中碳锰铁的锰含量为75~80%。
6.根据权利要求1或2所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，所述低碳铬铁的铬含量为63~75%。
7.根据权利要求1所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，制备方法为：
（1）将合适量的45钢加入到工频电炉中进行加热，将45钢快速的加热得到融化的钢水；
（2）根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取低碳铬铁，加入到步骤（1）融化后的钢水中；
（3）加入低碳铬铁后，搅拌均匀，保温5~6分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取中碳锰铁，加入到钢水中；
（4）加入碳锰铁后，搅拌均匀，保温3~5分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取碳化钨粉加入到钢水中；
（5）加入碳化钨粉后，搅拌均匀，保温10~12分钟后，取合适的配方的比例，称取钒铁，加入到钢水中；
（6）加入钒铁后，搅拌均匀，保温4~6分钟后，根据产品设计，选取合适的配方的比例，称取硅铁，加入到钢水中；
（7）搅拌均匀后，升温，加热到1500℃时候，保温状态下，继续熔炼40分钟；
（8）熔炼后出炉，出炉前将温度升高，使出炉时温度为1600℃，并加入纯铝脱氧；
（9）出炉后的钢液冷却2~5分钟后，注入砂型中，进行浇铸铸件；
（10）浇铸完成后，自然冷却24小时候，开箱清理铸件；
（11）将清理完的铸件进行常规的热处理；
（12）将热处理完成的铸件进行机加工，根据图纸加工出汽车半轴锻压模具。
8.根据权利要求1所述的汽车半轴锻压模具，其特征在于，热处理方法为：
（1）预热，将铸件送到热处理炉中，快速升温，使铸件的温度快速升至870~890℃，预热保温时间为2小时；
（2）然后进行高温保温，提高热处理炉内部的温度，使铸件温度快速升至1080~1100℃，高温保温时间为0.5小时；
（3）将铸件从热处理炉中取出，放入淬火槽中淬火，采用淬火油淬火，淬火油的温度不低于60~80℃；
（4）淬火完成后，将冷却的铸件放到热处理炉中进行回火处理，回火温度为580~600℃，回火保温时间为2.5小时；
（5）回火保温完成后，将铸件从热处理炉中取出，将铸件放入淬火槽中进行二次淬火，仍采用淬火油淬火，淬火油温度60~80℃；
（6）将二次淬火后的铸件再次放到热处理炉中进行二次回火，二次回火的温度为580~600℃，二次回火保温时间为2.5小时；
（7）将二次回火后的铸件从热处理炉中取出，将铸件放入淬火槽中进行三次淬火，仍采用淬火油淬火，淬火油温度60~80℃；
（8）将三次淬火后的铸件放到热处理炉中进行低温回火，低温回火的温度为160~180℃，低温回火的保温时间为2.5小时；
（9）低温回火保温结束后，将铸件从热处理炉中取出，进行自然冷却。
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