CN110129655A - 一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、根据铸钢件所需机械性能初步确定目标化学成分；步骤二、根据目标产品应用范围，确定具体金属炉料的化学成分；步骤三、分析各原料在熔炼过程中化学成分的增减变化率；步骤四、配料。本发明通过合理的配方设计，能够得出一种机械性能更好，使用寿命更长和安全性更高的钢构件。

Description

一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法。

背景技术

推力杆支架在工作时承受的外来载荷非常复杂，既有推力、压力和弯曲力，同时又承受冲击负荷，因此对其机械性能提出了较高的要求。目前，推力杆支架通常采用中碳钢材料，用铸造方法生产，经退火处理后交付使用，在一般情况下能满足使用需求。但是对于重型卡车，由于卡车自重和载重量大，行驶道路条件较差，推力杆支架所承受的外来载荷更大，市场上现有的推力杆支架往往在使用一段时间后就会出现变形、开裂等情况，使用寿命不高且存在安全隐患。如何设计一种合理的配方，使得重卡用推力杆支架的机械性能更好，以提高产品的使用寿命和安全性，是我们迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法，目的是便于得到机械性能合适的钢构件。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、根据铸钢件所需机械性能初步确定目标化学成分；

步骤二、根据目标产品应用范围，确定具体金属炉料的化学成分；

步骤三、分析各原料在熔炼过程中化学成分的增减变化率；

步骤四、配料。

步骤一中是通过铸造手册查到生产推力杆支架铸钢件主要目标化学成分。

步骤二中根据推力杆支架钢构件需要承受载荷大的机械性能需求，确定采用有强度和硬度较高的中碳钢，使得原料主要化学成分得以确定。

考虑到提高产品的屈服强度和抗拉强度的需求，在熔炼过程中加入微量元素铌。

通过反复试验和对比分析确定碳、硅、锰、磷、硫等元素含量的变化情况。

配料中碳的计算公式C＝1.8％+CL/2＊100％，其中，C为铁液的碳含量，CL为炉料中的平均含碳量，1.8％为用中频感应电炉冶炼时，炉料在预热、融化、过热及还原过程中，脱碳量和增碳量的估算中间值。

除碳元素外，其他元素的配比计算方法，均采用累积法：将按比例投入的各种炉料，分别代入其成分量，相加在一起，把冶炼过程中的增减率计算在其中，再调整到目标成分的范围。

本发明的有益效果：

本发明通过合理的配方设计，能够得出一种机械性能更好，使用寿命更长和安全性更高的钢构件。本发明的铌在铸件中能起到细化晶粒和强化沉淀作用，从而提高铸件的屈服强度和抗拉强度，本发明中配方含量的铌与其他组分的合理搭配，使得最终铸钢件的屈服强度和抗拉强度达到理想状态。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

本发明提供一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、根据铸钢件所需机械性能初步确定目标化学成分；

步骤二、根据目标产品应用范围，确定具体金属炉料的化学成分；

步骤三、分析各原料在熔炼过程中化学成分的增减变化率；

步骤四、配料。

步骤一中是通过铸造手册查到生产推力杆支架铸钢件主要目标化学成分。现在大部分铸钢件，根据其牌号要求的不同，国际中已做出了相应的要求，从铸造手册中即可查到。本发明的钢构件预期可用于重型卡车，由于卡车的自重和载重量大，行驶道路条件差，推力杆支架所承受的外来载荷更大，对其机械性能也提出了更高的要求。因此，根据铸造手册了解所生产推力杆支架铸钢件的目标化学成分。

步骤二中根据推力杆支架钢构件需要承受载荷大的机械性能需求，确定采用有强度和硬度较高的中碳钢，使得原料主要化学成分得以确定。此步骤的设计理念是考虑到本项目产品的目标应用范围，在设计时就确定采用有一定韧性和塑性，强度和硬度较高的中碳钢(ZG270-500)，由于此中碳钢的主要化学成分可以查到，因此，本发明设计的原材料主要化学成分也得以确定。考虑到提高产品的屈服强度和抗拉强度的需求，在熔炼过程中加入微量元素铌。

为了能够较好的分析各原料在熔炼过程中化学成分的增减变化率，采用中频感应电炉进行熔炼，并规范操作方法，稳定风压、风眼直径大小，以及修炉衬材料的酸碱性，通过反复试验和对比分析确定碳、硅、锰、磷、硫等元素含量的变化情况。

步骤四的配料中碳的计算公式为C＝1.8％+CL/2＊100％，其中，C为铁液的碳含量，CL为炉料中的平均含碳量，1.8％为用中频感应电炉冶炼时，炉料在预热、融化、过热及还原过程中，脱碳量和增碳量的估算中间值。

除碳元素外，其他元素的配比计算方法，均采用累积法：将按比例投入的各种炉料，分别代入其成分量，相加在一起，把冶炼过程中的增减率计算在其中，在调整到目标成分的范围。

此配方设计的创新之处在于添加了微量元素铌，元素铌在本发明的配方中的不同添加量实验表明，铌元素的含量在0-0.5％范围时，铸钢件的屈服强度和抗拉强度均呈现先增加后降低的趋势，因此，选用铌元素最佳的含量，以便得到相对较理想状态的钢构件。

碳的含量与铸件塑性有着正比关系，降低铸件的碳含量有助于提高铸件的塑性，然而，钢水中碳对铌的抗氧化有着良好的效果。因此，铸件中碳的含量也不宜过低，通过以上因素综合考虑，选定的碳含量范围。

以上对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、根据铸钢件所需机械性能初步确定目标化学成分；

步骤二、根据目标产品应用范围，确定具体金属炉料的化学成分；

步骤三、分析各原料在熔炼过程中化学成分的增减变化率；

步骤四、配料。

2.根据权利要求1所述推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，步骤一中是通过铸造手册查到生产推力杆支架铸钢件主要目标化学成分。

3.根据权利要求1所述推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，步骤二中根据推力杆支架钢构件需要承受载荷大的机械性能需求，确定采用有强度和硬度较高的中碳钢，使得原料主要化学成分得以确定。

4.根据权利要求3所述推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，考虑到提高产品的屈服强度和抗拉强度的需求，在熔炼过程中加入微量元素铌。

5.根据权利要求3所述推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，通过反复试验和对比分析确定碳、硅、锰、磷、硫等元素含量的变化情况。

6.根据权利要求1所述推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，配料中碳的计算公式C＝1.8％+CL/2＊100％，其中，C为铁液的碳含量，CL为炉料中的平均含碳量，1.8％为用中频感应电炉冶炼时，炉料在预热、融化、过热及还原过程中，脱碳量和增碳量的估算中间值。

7.根据权利要求1所述推力杆支架铸钢件的配方设计方法，其特征在于，除碳元素外，其他元素的配比计算方法，均采用累积法：将按比例投入的各种炉料，分别代入其成分量，相加在一起，把冶炼过程中的增减率计算在其中，再调整到目标成分的范围。