CN110918887A - 一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法 - Google Patents

一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，包括如下步骤：蜡模制造；组树焊接；制壳；脱蜡；型壳焙烧；熔炼浇注：将钢熔化，通过加入合金元素至达到标准，然后浇注到焙烧好的模壳内；脱壳；切割浇口；热处理：将热处理炉温度加热至设定温度，将铸件放入热处理炉进行加热，根据铸件结构，将铸件加热至指定温度，然后经过炉冷处理，降低铸件温度，然后将铸件进行水淬；清理、入库。本发明在热处理工艺中，在水淬之前增加了一个炉冷工序，使得铸件温度得到了缓冲，从而减少了淬火应力，不但避免了铸件产生裂纹，而且提高了铸件机械性能，无需重复进行热处理工序，提高了效率，节约了成本。

Description

一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模 铸造方法
技术领域
本发明属于汽车零配件制造领域，涉及材料成型铸造技术领域，具体涉及一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法。
背景技术
熔模铸造通过蜡模、制壳、熔炼、清理、热处理生产过程，最终得到零件。在熔炼过程中通过调整原料配比获得特定的化学成分，形成铸件，然后通过热处理工艺使得铸件获得特定的性能。化学成分和热处理工艺决定着铸件的耐腐蚀性和机械性能。
现有的熔炼工艺中，原料的组成和配比还不是很科学，耐点蚀当量PREN是衡量合金抗点蚀性能的值，值越大抗点蚀效果越好，但是现有的熔炼工艺后，耐点蚀当量PREN的最终数值还是较小，导致最终成型零件的抗点蚀效果不是很理想。
现有的热处理工艺中，由于加热温度高，铸件放在水中淬火后，温度梯度大，不但铸件容易产生裂纹，而且产品的机械性能当中延伸率很难达到要求，需要多次重复热处理，从而严重浪费了成本。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，提供一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，其能够提高铸件的抗点蚀效果以及机械性能，并且避免铸件产生裂纹。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，包括如下步骤：
S1：蜡模制造：将蜡制成膏状，通过压蜡机挤压至模具形成蜡模；
S2：组树焊接：将蜡模和浇注系统焊接起来，组成模型树；
S3：制壳：通过挂浆淋砂干燥循环，在模型树上形成模壳；
S4：脱蜡：将制壳完成的模型树，在脱蜡釜中通过加压、加温使蜡流出；
S5：型壳焙烧：将模壳加热；
S6：熔炼浇注：将钢熔化，通过加入合金元素至达到标准，然后浇注到焙烧好的模壳内；
S7：脱壳：浇注后，冷却至室温，通过振动将模壳去除；
S8：切割浇口：将铸件和浇注系统分离；
S9：热处理：将热处理炉温度加热至设定温度，将铸件放入热处理炉进行加热，根据铸件结构，将铸件加热至指定温度，然后经过炉冷处理，降低铸件温度，然后将铸件进行水淬；
S10：清理、入库：通过清理去除铸件表面缺陷，最终形成合格零件后入库。
进一步的，所述步骤S6中的合金元素按照重量份数有如下组份组成：
碳0.02～0.025份、硅0.2～0.8份、锰0.2～1份、磷0.01～0.03份、硫0.01～0.03份、铬24.5-26.7份、镍5.6-7.0、铜0.02～1份、氮0.2～0.3份、钼3.5～4.5份。
进一步的，所述步骤S6中的合金元素按照重量份数有如下组份组成：
碳0.022～0.024份、硅0.4～0.6份、锰0.4～0.8份、磷0.02～0.025份、硫0.02～0.025份、铬25.5-25.7份、镍6.2-6.6、铜0.4～0.8份、氮0.25～0.28份、钼4.0～4.2份。
进一步的，所述步骤S9中热处理炉的设定温度为1120℃～1150℃。
进一步的，所述步骤S9中炉冷处理后铸件温度为1055℃～1045℃。
有益效果：本发明与现有技术相比，具备如下优点：
1、通过合金元素的特殊组成，尤其是氮和钼的使用，使得铸件的耐点蚀当量PREN值得到明显提高，从而提升了抗点蚀效果，保证了铸件的使用性能。
2、在热处理工艺中，在水淬之前增加了一个炉冷工序，使得铸件温度得到了缓冲，从而减少了淬火应力，不但避免了铸件产生裂纹，而且提高了铸件机械性能，无需重复进行热处理工序，提高了效率，节约了成本。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，包括如下步骤：
S1：蜡模制造：将蜡制成膏状，通过压蜡机挤压至模具形成蜡模；
S2：组树焊接：将蜡模和浇注系统焊接起来，组成模型树；
S3：制壳：通过挂浆淋砂干燥循环，在模型树上形成模壳；
S4：脱蜡：将制壳完成的模型树，在脱蜡釜中通过加压、加温使蜡流出；
S5：型壳焙烧：将模壳加热至一定温度；
S6：熔炼浇注：将钢熔化，通过加入合金元素至达到标准，然后浇注到焙烧好的模壳内；
S7：脱壳：浇注后，冷却至室温，通过振动将模壳去除；
S8：切割浇口：将铸件和浇注系统分离；
S9：热处理：将热处理炉温度加热至1120℃，将铸件放入热处理炉进行加热，根据铸件结构，将铸件加热至炉内温度，然后经过炉冷处理，降低铸件温度至1055℃，然后将铸件进行水淬；
S10：清理、入库：通过清理去除铸件表面缺陷，最终形成合格零件后入库。
实施例2：
本实施例利用实施例1的方法和现有的熔模铸造方法就同一批铸件进行实验对比，其核心区别点之一在于熔炼浇注工艺当中合金元素的组分和配比，具体如下表1和表2所示：
表1现有的合金元素(按照重量份数)
碳(C) 硅(Si) 锰(Mn) 磷(P) 硫(S) 铬(Cr) 镍(Ni) 铜(Cu) 氮(N) 钼(Mo) PREN
0.26 0.52 0.91 0.032 0.007 24.64 6.82 3.34 0.14 2.9 36.45
0.25 0.55 0.92 0.031 0.008 25.74 6.69 3.5 0.15 3.27 38.93
0.03 0.57 0.81 0.031 0.007 25.56 6.72 3.21 0.15 2.895 37.51
0.27 0.56 0.81 0.034 0.006 25.45 6.71 3.3 0.18 2.91 37.9
0.26 0.85 0.75 0.031 0.014 25.63 6.36 3.11 0.16 2.79 37.39
表2本发明方法使用的合金元素(按照重量份数)
碳(C) 硅(Si) 锰(Mn) 磷(P) 硫(S) 铬(Cr) 镍(Ni) 铜(Cu) 氮(N) 钼(Mo) PREN
0.025 0.80 0.20 0.030 0.03 26.70 7.0 1.00 0.23 4.16 42.53
0.020 0.52 0.38 0.026 0.01 24.90 6.84 0.02 0.20 4.02 41.87
0.021 0.49 1.0 0.026 0.02 24.50 6.78 0.11 0.25 3.50 41.67
0.024 0.20 0.33 0.010 0.025 25.78 6.47 0.078 0.28 3.99 41.95
0.024 0.49 0.60 0.020 0.015 24.88 5.60 0.083 0.30 4.50 41.77
根据表1和表2所示，应用本发明组分配比的合金元素的情况下，最后获得的产品的PREN值要明显高于现有的合金元素获得的PREN值，由此可见，本发明工艺形成的铸件的合金的抗点蚀性能要优于现有铸件，所以本发明工艺能够提升铸件的抗点蚀效果。
其核心区别点还在于，本发明在热处理工艺当中，进行了炉冷处理，本实施例分别对现有的方法获取的铸件与本发明方法获取的铸件进行机械性能对比，具体如表3和表4所示：
表3现有的方法获取的铸件的机械性能表
抗拉强度 屈服强度 延伸率
650MPa-850MPa ≥480MPa ≥22％
778 650 24.3 合格
753 620 21.5 不合格
756 640 25.3 合格
666 550 18.3 不合格
790 650 11.7 不合格
表4本发明方法获取的铸件的机械性能表
抗拉强度 屈服强度 延伸率
690MPa-800MPa ≥450MPa ≥22％
734 610 24.3 合格
737 610 26.3 合格
753 590 19.7 不合格
706 560 28.0 合格
728 572 23.3 合格
由表3和表4可知，本发明方法获取的铸件的延伸率要明显高于现有方法，一次性满足合格率明显得到了提高。另外本发明获取的铸件，其表面没有产生裂纹，而现有方法获取的铸件有部分产生了裂纹。

Claims (5)

1.一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：蜡模制造：将蜡制成膏状，通过压蜡机挤压至模具形成蜡模；
S2：组树焊接：将蜡模和浇注系统焊接起来，组成模型树；
S3：制壳：通过挂浆淋砂干燥循环，在模型树上形成模壳；
S4：脱蜡：将制壳完成的模型树，在脱蜡釜中通过加压、加温使蜡流出；
S5：型壳焙烧：将模壳加热；
S6：熔炼浇注：将钢熔化，通过加入合金元素至达到标准，然后浇注到焙烧好的模壳内；
S7：脱壳：浇注后，冷却至室温，通过振动将模壳去除；
S8：切割浇口：将铸件和浇注系统分离；
S9：热处理：将热处理炉温度加热至设定温度，将铸件放入热处理炉进行加热，根据铸件结构，将铸件加热至指定温度，然后经过炉冷处理，降低铸件温度，然后将铸件进行水淬；
S10：清理、入库：通过清理去除铸件表面缺陷，最终形成合格零件后入库。
2.根据权利要求1所述的一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，其特征在于：所述步骤S6中的合金元素按照重量份数有如下组份组成：
碳0.02～0.025份、硅0.2～0.8份、锰0.2～1份、磷0.01～0.03份、硫0.01～0.03份、铬24.5-26.7份、镍5.6-7.0、铜0.02～1份、氮0.2～0.3份、钼3.5～4.5份。
3.根据权利要求2所述的一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，其特征在于：所述步骤S6中的合金元素按照重量份数有如下组份组成：
碳0.022～0.024份、硅0.4～0.6份、锰0.4～0.8份、磷0.02～0.025份、硫0.02～0.025份、铬25.5-25.7份、镍6.2-6.6、铜0.4～0.8份、氮0.25～0.28份、钼4.0～4.2份。
4.根据权利要求1所述的一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，其特征在于：所述步骤S9中热处理炉的设定温度为1120℃～1150℃。
5.根据权利要求1所述的一种基于双相不锈钢成分和热处理工艺的汽车零部件的熔模铸造方法，其特征在于：所述步骤S9中炉冷处理后铸件温度为1055～1045℃。
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