CN110423958A - 一种汽车转向节及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车转向节及其加工工艺，按如下重量百分比计，汽车转向节包括：1.12～1.27％硅、0.21～0.24％碳、0.55～0.64％铜、0.15～0.25％锰、0.20～0.26％铬、0.09～0.11％钛、0.05～0.08％钨、0.12～0.15％镍、0.06～0.07％锑、0.07～0.09％钡、1.2～1.3％纳米碳化硅、1.5～1.6％纳米氧化锌、2.2～2.5％纳米碳纤维，余量为铁。本发明通过在合金中加入纳米碳化硅、纳米氧化锌和纳米碳纤维，通过纳米碳化硅、纳米氧化锌和纳米碳纤维与其他合金协同作用以提高转向节的强度、韧性以及抗弯曲和抗冲击性能。

Description

一种汽车转向节及其加工工艺
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，尤其是涉及一种汽车转向节及其加工工艺。
背景技术
目前，球墨铸铁和40Cr调质钢时我国制备汽车转向节的主要材料，而随着 汽车技术的不断发展，例如涡轮增压技术，其对转向节的强度、韧性、抗弯曲力 等均提出了新的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种汽车转向节及其加工工艺， 解决现有技术中转向节的强度、韧性等无法满足需求的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种汽车转向节，按如下重量 百分比计，包括：1.12～1.27％硅、0.21～0.24％碳、0.55～0.64％铜、0.15～0.25％锰、 0.20～0.26％铬、0.09～0.11％钛、0.05～0.08％钨、0.12～0.15％镍、0.06～0.07％锑、 0.07～0.09％钡、1.2～1.3％纳米碳化硅、1.5～1.6％纳米氧化锌、2.2～2.5％纳米碳纤 维，余量为铁。
另外，本发明还提供一种汽车转向节的加工工艺，包括如下步骤：
(1)配料，按如下重量百分比计，配料包括：1.12～1.27％硅、0.21～0.24％ 碳、0.55～0.64％铜、0.15～0.25％锰、0.20～0.26％铬、0.09～0.11％钛、0.05～0.08％ 钨、0.12～0.15％镍、0.06～0.07％锑、0.07～0.09％钡、1.2～1.3％纳米碳化硅、1.5～1.6％纳米氧化锌、2.2～2.5％纳米碳纤维，余量为铁；
(2)将配料加热制备成坯件；
(3)将坯件锻造成型；
(4)将成型的汽车转向节进行切边处理；
(5)将切边后的汽车转向节进行加热淬火处理；
(6)在淬火处理后的汽车转向节表面电镀金属耐磨层。
与现有技术相比，本发明通过在合金中加入纳米碳化硅、纳米氧化锌和纳米 碳纤维，通过纳米碳化硅、纳米氧化锌和纳米碳纤维与其他合金协同作用以提高 转向节的强度、韧性以及抗弯曲和抗冲击性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了一种汽车转向节的加工工艺，包括如下步骤：
(1)配料，按如下重量百分比计，配料包括：1.12～1.27％硅、0.21～0.24％ 碳、0.55～0.64％铜、0.15～0.25％锰、0.20～0.26％铬、0.09～0.11％钛、0.05～0.08％ 钨、0.12～0.15％镍、0.06～0.07％锑、0.07～0.09％钡、1.2～1.3％纳米碳化硅、1.5～1.6％纳米氧化锌、2.2～2.5％纳米碳纤维，余量为铁；
本实施例一方面在配料中加入了镍金属、钨金属和钡金属，另一方面加入了 纳米碳化硅、纳米氧化锌、纳米碳纤维的纳米材料，通过上述金属和纳米材料与 硅、碳、铜、锰、铬、钛等元素在制备过程发生相互作用，进而提高制备的转向 节的强度、韧性以及抗弯曲和抗冲击性能。
(2)将配料加热制备成坯件；
其具体包括在惰性气体下将混合均匀的配料加热熔解为合金液，将合金液铸 造成型为坯件，通过惰性气体的保护，空气与合金液产生反应。
(3)将坯件锻造成型；其可采用现有的常规锻造工艺处理，本实施例并不作 限定。
(4)将成型的汽车转向节进行切边处理；其可根据实际状况进行切边处理， 其可采用现有的常规切边方式。
(5)将切边后的汽车转向节进行加热淬火处理，其具体包括：
将切边后的汽车转向节预热至750～800℃，并保温75～90分钟，保温时间与 汽车转向节的最大厚度成正比；本实施例通过控制保温处理的时间与汽车转向节 的最大厚度按设定比例进行，其可保证了汽车转向节内外温度的梯度差，其利于 避免后续汽车转向节表面开裂，提高淬火效果；具体设置时，本实施例所述保温 时间与汽车转向节的最大厚度为5～6mi n:1cm，例如，当汽车转向节的最大厚度为5cm时，则保温时间为25～30mi n。
将保温后的汽车转向节快速加热至1100～1150℃，并向其喷射淬火介质，通 过淬火介质的剧冷淬火，其与汽车转向节内外温度的梯度差相契合，可提高淬火 效果，保证淬火质量。
(6)在淬火处理后的汽车转向节表面电镀金属耐磨层。
为了进一步验证本实施例制备的汽车转向节的性能，本实施例进行了如下对 比试验：
实施例1
本实施例1的配料为1.12％硅、0.22％碳、0.64％铜、0.25％锰、0.26％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.12％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.2％纳米碳化硅、1.5纳米氧化锌、 2.5％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例2
本实施例2的配料为1.25％硅、0.24％碳、0.59％铜、0.16％锰、0.20％铬、0.11％钛、0.05％钨、0.15％镍、0.07％锑、0.07％钡、1.3％纳米碳化硅、1.5％纳米氧化锌、 2.3％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例3
本实施例3的配料为1.14％硅、0.23％碳、0.62％铜、0.15％锰、0.24％铬、0.09％钛、0.08％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.09％钡、1.2％纳米碳化硅、1.5％纳米氧化锌、 2.2％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例4
本实施例4的配料为1.19％硅、0.22％碳、0.55％铜、0.22锰、0.22％铬、0.09 钛、0.07％钨、0.14％镍、0.07％锑、0.07％钡、1.2％纳米碳化硅、1.5％纳米氧化锌、 2.4％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例5
本实施例5的配料为1.15％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.19锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化 锌、2.4％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例6
本实施例6的配料为1.18％硅、0.23％碳、0.58％铜、0.21锰、0.26％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化 锌、2.4％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例7
本实施例7的配料为1.17％硅、0.22％碳、0.60％铜、0.18锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化 锌、2.4％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
实施例8
本实施例8的配料为1.16％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.20％锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化 锌、2.4％纳米碳纤维，余量为铁；其按上述方法制备。
对比例1
本对比例1的配料为1.12％硅、0.22％碳、0.64％铜、0.25％锰、0.26％铬、0.10％钛、0.06％锑，余量为铁；其按上述方法制备。
对比例2
本对比例2的配料为1.25％硅、0.24％碳、0.59％铜、0.16％锰、0.20％铬、0.11％钛、0.05％钨、0.15％镍、0.07％锑、0.07％钡，余量为铁；其按上述方法制备。
对比例3
本对比例3的配料为1.16％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.20％锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％锑，余量为铁；其按上述方法制备。
对比例4
本对比例4的配料为1.16％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.20％锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡，余量为铁；其按上述方法制备。
对比例5
本对比例5的配料为1.16％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.20％锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％锑、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化锌、2.4％纳米碳纤维余量为铁； 其按上述方法制备。
检测实施例1～8以及对比例1～4制备的转向节的性能，具体对比如下：
由上述实施例1～8与对比例1～5可知，按本实施例制备的汽车转向节明显具 备更加的性能；由上述实施例1～4分别与实施例5～7、实施例8的对比可知，当 采用如下比例的0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳 化硅、1.55％纳米氧化锌、2.4％纳米碳纤维时，制备的汽车转向节明显具备更好 的性能，而当采用如下比例的1.16％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.20％锰、0.25％铬、 0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳 米氧化锌、2.4％纳米碳纤维时，制备的汽车转向节的性能明显最佳。
而由上述实施例1～4、8与对比例1～5一一对比可知，加入钨、镍、钡可一定 程度改善汽车转向节的性能，而加入纳米碳化硅、纳米氧化锌、纳米碳纤维也可 以较好的改善汽车转向节的性能，而当同时加入钨、镍、钡和纳米碳化硅、纳米 氧化锌、纳米碳纤维时，其可大幅度的提高汽车转向节的性能。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何 根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明 权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车转向节，其特征在于，按如下重量百分比计，包括：1.12～1.27％硅、0.21～0.24％碳、0.55～0.64％铜、0.15～0.25％锰、0.20～0.26％铬、0.09～0.11％钛、0.05～0.08％钨、0.12～0.15％镍、0.06～0.07％锑、0.07～0.09％钡、1.2～1.3％纳米碳化硅、1.5～1.6％纳米氧化锌、2.2～2.5％纳米碳纤维，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的汽车转向节，其特征在于，按如下重量百分比计，包括：1.15～1.18％硅、0.22～0.23％碳、0.58～0.60％铜、0.18～0.21％锰、0.25～0.26％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化锌、2.4％纳米碳纤维，余量为铁。
3.根据权利要求2所述的汽车转向节，其特征在于，按如下重量百分比计，包括：1.16％硅、0.22％碳、0.59％铜、0.20％锰、0.25％铬、0.10％钛、0.06％钨、0.13％镍、0.06％锑、0.08％钡、1.25％纳米碳化硅、1.55％纳米氧化锌、2.4％纳米碳纤维，余量为铁。
4.一种汽车转向节的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配料，按如下重量百分比计，配料包括：1.12～1.27％硅、0.21～0.24％碳、0.55～0.64％铜、0.15～0.25％锰、0.20～0.26％铬、0.09～0.11％钛、0.05～0.08％钨、0.12～0.15％镍、0.06～0.07％锑、0.07～0.09％钡、1.2～1.3％纳米碳化硅、1.5～1.6％纳米氧化锌、2.2～2.5％纳米碳纤维，余量为铁；
(2)将配料加热制备成坯件；
(3)将坯件锻造成型；
(4)将成型的汽车转向节进行切边处理；
(5)将切边后的汽车转向节进行加热淬火处理；
(6)在淬火处理后的汽车转向节表面电镀金属耐磨层。
5.根据权利要求4所述的汽车转向节的加工工艺，其特征在于，所述步骤(2)包括在惰性气体下将混合均匀的配料加热熔解为合金液，将合金液铸造成型为坯件。
6.根据权利要求4所述的汽车转向节的加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)包括：
将切边后的汽车转向节预热至750～800℃，并保温75～90分钟，保温时间与汽车转向节的最大厚度成正比；
将保温后的汽车转向节快速加热至1100～1150℃，并向其喷射淬火介质。
7.根据权利要求6所述的汽车转向节的加工工艺，其特征在于，所述保温时间与汽车转向节的最大厚度为5～6min:1cm。
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Application publication date: 20191108