CN108588542A - 一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法 - Google Patents

一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法 Download PDF

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Abstract

一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：C 4.2%，Si 2.9%，Mn 0.21%，S 0.01%，P 0.01%，Cu 0.4%，Nb 0.15%，Cr 0.29%，Sb 0.15%，Mg0.01%，Ti0.05%，La 0.05%，Sn0.08%，W 0.04%，Co 0.06%，余量为Fe，本申请球墨铸铁中采取淬火+低温回火+深冷处理+高温回火步骤，有助于使得各合金化元素充分溶入碳基体，使得最后制备所得的平衡悬挂件的珠光体组织比例较高。渗碳处理，使得具备良好的抗弯强度，又有优良的综合机械性能，耐磨损、强度高；通过对球墨铸铁表面进行激光重熔处理，有效提高材料的硬度和耐腐蚀性能，延长平衡挂件使用寿命，降低成本。

Description

一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法
技术领域
本发明涉一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，属于球墨铸铁技术领域。
背景技术
国家的经济发展离不开工业技术的发展。近几年来，我国汽车生产技术有了突飞猛 进的发展，对各种零件使用的金属材料的性能要求越来越高。特别是汽车底盘零件，对所用的金属材料更是要求具有高强度、高硬度、耐蚀性等特殊性能。平衡悬挂件作为汽车中重要部件其要求材料具有优异的力学性能和表面性能，但目前，能达到上述性能要求的材料较少，且价格较贵，导致成本增加。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题是提供一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法。
一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其采取孕育球化，铁模覆砂铸造工艺，后续经过表面渗碳处理；热处理步骤制备而成，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：
C 3.9-4.2%，Si 2.8-3.2%，Mn 0.21-0.28%，S 0.01-0.02%，P 0.01-0.02%，Cu 0.3-0.4%，Nb 0.1-0.15%，Cr 0.15-0.29%，Sb 0.1-0.15%，Mg0.01-0.02%，Ti0.03-0.05%，La0.05-0.06%，Sn0.06-0.08%， W 0.04-0.05%，Co 0.04-0.06%，余量为Fe，
按照元素组成进行配料并加入熔炼炉中，待形成熔融液后，使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1450-1470℃，球化保温时间10-15分钟，球化剂加入量为熔融液总量的1-3%，球化剂的粒径为0.5-1mm，球化剂组成为：Mg20-25％，Si2-6％，Nb 1-3％，La 0.3-0.5％，余量为Fe，随后将熔融液降至1420-1430℃，加入孕育剂，孕育剂加入量为熔融液总量的2-4%，最后拔去浮渣，
将熔炼后的熔液进行浇注，浇注熔液温度1430-1450℃，模具预热温度100-120℃，
对铸造后的铸件加热至910-930℃的温度保温5-10分钟，水冷，随后进行低温回火，回火温度控制在230-270℃，保温1-2小时，随后在-130至-140℃的温度下进行深冷处理，处理时间1-3小时，随后进行高温回火，高温回火温度550-600℃，回火保温时间2-3小时，
热处理后的工件表面进行表面激光重熔，激光功率2700-2900W 扫描速度4-5mm/s, 激光光斑直径4-5mm，重熔区平均厚度为520-540微米，热影响区平均厚度为810-850微米，得到最终的汽车用平衡悬挂件。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述激光功率2800-2850W。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述扫描速度4.5-5mm/s, 激光光斑直径4mm。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述重熔区平均厚度为520-535微米。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述热影响区平均厚度为820-840微米。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1460℃，球化保温时间15分钟。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述球化剂加入量为熔融液总量的2%。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述球化剂的粒径为1mm。
所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，球化剂组成为：Mg25％，Si4％，Nb 1％，La 0.4％，余量为Fe。
发明构思：采用具有上述组成的球墨铸铁材料制作的汽车用平衡悬挂件，其抗拉强度（≥950MPa），屈服强度（≥580MPa）、和伸长率（≥6.0%），完全满足汽车平衡悬挂件的使用要求，其中各种合金成分的添加，尤其多元的合金组分的复合作用：Cr，Sb，Mg，Ti，La，Sn，Cu，W，Co，提高了常见的汽车用平衡悬挂件的机械性能；本发明球化剂可以有效地增加石墨核心，细化晶粒，延缓孕育衰退时间， 此外，本申请球墨铸铁中采取淬火+低温回火+深冷处理+高温回火步骤，有助于使得各合金化元素充分溶入碳基体，使得最后制备所得的平衡悬挂件的珠光体组织比例较高。渗碳处理，使得具备良好的抗弯强度，又有优良的综合机械性能，耐磨损、强度高；通过对球墨铸铁表面进行激光重熔处理，有效提高材料的硬度和耐腐蚀性能，延长平衡挂件使用寿命，降低成本。
具体实施方式
表1：球墨铸铁汽车用平衡悬挂件件性能表征
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
抗拉强度MPa 963 958 970 952
屈服强度MPa 586 598 601 607
伸长率 % 6.2 7.0 6.5 7.1
珠光体含量 % 75 78 75 74
硬度HV0.1 620 612 603 616
腐蚀速率（200小时盐雾试验）mm/a 0.05 0.07 0.06 0.05
实施例1
一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其采取孕育球化，铁模覆砂铸造工艺，后续经过表面渗碳处理；热处理步骤制备而成，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：
C 4.1%，Si 2.9%，Mn 0.25%，S 0.016%，P 0.013%，Cu 0.37%，Nb 0.12%，Cr 0.25%，Sb0.1%，Mg0.014%，Ti0.036%，La 0.053%，Sn0.074%， W 0.04%，Co 0.04%，余量为Fe，
按照元素组成进行配料并加入熔炼炉中，待形成熔融液后，使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1460℃，球化保温时间10-15分钟，球化剂加入量为熔融液总量的1-3%，球化剂的粒径为0.5-1mm，球化剂组成为：Mg25％，Si3％，Nb 1％，La0.35％，余量为Fe，随后将熔融液降至1425℃，加入孕育剂，孕育剂加入量为熔融液总量的2-4%，最后拔去浮渣，
将熔炼后的熔液进行浇注，浇注熔液温度1445℃，模具预热温度100℃，
对铸造后的铸件加热至930℃的温度保温5-10分钟，水冷，随后进行低温回火，回火温度控制在250℃，保温1-2小时，随后在-140℃的温度下进行深冷处理，处理时间1-3小时，随后进行高温回火，高温回火温度590℃，回火保温时间2-3小时，
热处理后的工件表面进行表面激光重熔，激光功率2700W 扫描速度5mm/s, 激光光斑直径4mm，重熔区平均厚度为520-540微米，热影响区平均厚度为810-850微米，得到最终的汽车用平衡悬挂件。
实施例2
一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其采取孕育球化，铁模覆砂铸造工艺，后续经过表面渗碳处理；热处理步骤制备而成，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：
C 4.2%，Si 3.0%，Mn 0.23%，S 0.01%，P 0.02%，Cu 0.37%，Nb 0.13%，Cr 0.17%，Sb0.15%，Mg0.02%，Ti0.038%，La 0.05%，Sn0.06%， W 0.044%，Co 0.058%，余量为Fe，
按照元素组成进行配料并加入熔炼炉中，待形成熔融液后，使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1465℃，球化保温时间10-15分钟，球化剂加入量为熔融液总量的1-3%，球化剂的粒径为0.5-1mm，球化剂组成为：Mg21％，Si5％，Nb 2％，La 0.3％，余量为Fe，随后将熔融液降至1430℃，加入孕育剂，孕育剂加入量为熔融液总量的2-4%，最后拔去浮渣，
将熔炼后的熔液进行浇注，浇注熔液温度1450℃，模具预热温度110℃，
对铸造后的铸件加热至925℃的温度保温5-10分钟，水冷，随后进行低温回火，回火温度控制在260℃，保温1-2小时，随后在-130℃的温度下进行深冷处理，处理时间1-3小时，随后进行高温回火，高温回火温度560℃，回火保温时间2-3小时，
热处理后的工件表面进行表面激光重熔，激光功率2800W 扫描速度4mm/s, 激光光斑直径5mm，重熔区平均厚度为520-540微米，热影响区平均厚度为810-850微米，得到最终的汽车用平衡悬挂件。
实施例3
一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其采取孕育球化，铁模覆砂铸造工艺，后续经过表面渗碳处理；热处理步骤制备而成，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：
C 4.1%，Si 3.1%，Mn 0.28%，S 0.01%，P 0.01%，Cu 0.3%，Nb 0.15%，Cr 0.28%，Sb0.1%，Mg0.01%，Ti0.03%，La 0.06%，Sn0.06%， W 0.04%，Co 0.05%，余量为Fe，
按照元素组成进行配料并加入熔炼炉中，待形成熔融液后，使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1460℃，球化保温时间10-15分钟，球化剂加入量为熔融液总量的1-3%，球化剂的粒径为0.5-1mm，球化剂组成为：Mg20％，Si3％，Nb 1％，La 0.5％，余量为Fe，随后将熔融液降至1430℃，加入孕育剂，孕育剂加入量为熔融液总量的2-4%，最后拔去浮渣，
将熔炼后的熔液进行浇注，浇注熔液温度1450℃，模具预热温度120℃，
对铸造后的铸件加热至910℃的温度保温5-10分钟，水冷，随后进行低温回火，回火温度控制在230℃，保温1-2小时，随后在-140℃的温度下进行深冷处理，处理时间1-3小时，随后进行高温回火，高温回火温度570℃，回火保温时间2-3小时，
热处理后的工件表面进行表面激光重熔，激光功率2900W 扫描速度4mm/s, 激光光斑直径4mm，重熔区平均厚度为520-540微米，热影响区平均厚度为810-850微米，得到最终的汽车用平衡悬挂件。
实施例4
一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其采取孕育球化，铁模覆砂铸造工艺，后续经过表面渗碳处理；热处理步骤制备而成，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：
C 4.2%，Si 2.9%，Mn 0.21%，S 0.01%，P 0.01%，Cu 0.4%，Nb 0.15%，Cr 0.29%，Sb0.15%，Mg0.01%，Ti0.05%，La 0.05%，Sn0.08%， W 0.04%，Co 0.06%，余量为Fe，
按照元素组成进行配料并加入熔炼炉中，待形成熔融液后，使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1470℃，球化保温时间10-15分钟，球化剂加入量为熔融液总量的1-3%，球化剂的粒径为0.5-1mm，球化剂组成为：Mg23％，Si6％，Nb 3％，La 0.3％，余量为Fe，随后将熔融液降至1425℃，加入孕育剂，孕育剂加入量为熔融液总量的2-4%，最后拔去浮渣，
将熔炼后的熔液进行浇注，浇注熔液温度1440℃，模具预热温度100℃，
对铸造后的铸件加热至930℃的温度保温5-10分钟，水冷，随后进行低温回火，回火温度控制在270℃，保温1-2小时，随后在-130至-140℃的温度下进行深冷处理，处理时间1-3小时，随后进行高温回火，高温回火温度580℃，回火保温时间2-3小时，
热处理后的工件表面进行表面激光重熔，激光功率2750W 扫描速度5mm/s, 激光光斑直径5mm，重熔区平均厚度为520-540微米，热影响区平均厚度为810-850微米，得到最终的汽车用平衡悬挂件。

Claims (9)

1.一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，其采取孕育球化，铁模覆砂铸造工艺，后续经过表面渗碳处理；热处理步骤制备而成，其汽车用平衡悬挂件基体材质组成（质量百分比）：
C 3.9-4.2%，Si 2.8-3.2%，Mn 0.21-0.28%，S 0.01-0.02%，P 0.01-0.02%，Cu 0.3-0.4%，Nb 0.1-0.15%，Cr 0.15-0.29%，Sb 0.1-0.15%，Mg0.01-0.02%，Ti0.03-0.05%，La0.05-0.06%，Sn0.06-0.08%， W 0.04-0.05%，Co 0.04-0.06%，余量为Fe，
按照元素组成进行配料并加入熔炼炉中，待形成熔融液后，使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1450-1470℃，球化保温时间10-15分钟，球化剂加入量为熔融液总量的1-3%，球化剂的粒径为0.5-1mm，球化剂组成为（质量百分比）：Mg20-25％，Si2-6％，Nb 1-3％，La 0.3-0.5％，余量为Fe，随后将熔融液降至1420-1430℃，加入孕育剂，孕育剂加入量为熔融液总量的2-4%，最后拔去浮渣，
将熔炼后的熔液进行浇注，浇注熔液温度1430-1450℃，模具预热温度100-120℃，
对铸造后的铸件加热至910-930℃的温度保温5-10分钟，水冷，随后进行低温回火，回火温度控制在230-270℃，保温1-2小时，随后在-130至-140℃的温度下进行深冷处理，处理时间1-3小时，随后进行高温回火，高温回火温度550-600℃，回火保温时间2-3小时，
热处理后的工件表面进行表面激光重熔，激光功率2700-2900W 扫描速度4-5mm/s, 激光光斑直径4-5mm，重熔区平均厚度为520-540微米，热影响区平均厚度为810-850微米，得到最终的汽车用平衡悬挂件。
2.如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述激光功率2800-2850W。
3. 如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述扫描速度4.5-5mm/s, 激光光斑直径4mm。
4.如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述重熔区平均厚度为520-535微米。
5.如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述热影响区平均厚度为820-840微米。
6.如权利要求6所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述使用球化剂冲入法对熔融液进行球化剂处理，熔融液控制在1460℃，球化保温时间15分钟。
7.如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述球化剂加入量为熔融液总量的2%。
8.如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，所述球化剂的粒径为1mm。
9. 如权利要求1所述的一种球墨铸铁汽车用平衡悬挂件制造方法，球化剂组成为：Mg25％，Si4％，Nb 1％，La 0.4％，余量为Fe。
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