CN110983170A - 一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于商用车刹车鼓材质制造技术领域，具体涉及一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法；包括熔炼、孕育、浇注三个过程，在常规的熔炼原料中加入钼、铬化合物，浇注完毕冷却后用于加工成商用车刹车鼓，制得的刹车鼓抗拉强度和硬度均有所提高。

Description

一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法
技术领域
本发明属于商用车刹车鼓材质制造技术领域，具体涉及一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法。
背景技术
商用车刹车鼓常在山路等恶劣环境下使用，因此，要求刹车鼓材质具有良好的耐热疲劳性能和耐磨性能。目前行业内商用车刹车鼓通常采用普通灰铸铁生产，一般通过降低碳当量、加入合金元素提高抗拉强度,普通灰铸铁刹车鼓所用材质为HT250、HT300，其中含碳量3.0％-3.3％,并加入0.4-0.7％的锰、铜等合金化处理，以A型石墨为主,珠光体90％以上，本体抗拉强度250MPa以上。这种普通灰铸铁刹车鼓抗热疲劳性差,使用寿命低，其失效形式一般为热疲劳裂纹扩展导致开裂。
抗热疲劳性能取决于导热性和抗拉强度，即导热性和抗拉强度越高,抗热疲劳性越好。受生产成本影响，一般通过降低碳当量、加入普通合金元素提抗拉高强度,但降低碳当量导致石墨形态较差，导热性不好，如增加碳当量又会导致强度降低,故此为矛盾点。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法，包括熔炼、孕育、浇注三个过程，在常规的熔炼原料中加入适量的钼、铬化合物，提高珠光体的稳定性,提高抗拉强度和硬度。
一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法，包括如下步骤：
步骤一，熔炼：原材料为废钢、回炉料、碳化硅、高温石墨化增碳剂、锰铁、高碳铬铁、硫铁、磷铁和钼铁；
将上述原材料按照废钢、回炉料，碳化硅、高温石墨化增碳剂、锰铁、高碳铬铁、硫铁、磷铁和钼铁的顺序，依次加入中频炉熔炼,逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水，保温，使得铁水中含有以下成分，且各成分的含量达到以下标准，均按重量百分比计算：
碳3.4-3.6％、硅1.6-1.7％、锰0.5-0.7％、磷0.02-0.04％，硫0.06-0.12％，铬0.3-0.4％，铜0.4-0.6％，锡0.04-0.06％，钼0.3-0.4％，钛0.03-0.05％，余量为铁和不可避免的杂质；
步骤二，孕育：
在浇包里预先加入重量是铁水重量0.3-0.4％的孕育剂，再将铁水倒入该浇包,铁水转运到浇注线后扒渣；出水重量为1000±30Kg；
步骤三，浇注：
将步骤二中的孕育所得物进行浇注，浇注温度为1380-1410℃，且在浇注过程中进行随流孕育，随流孕育剂为钙钡孕育剂，钙钡孕育剂在孕育过程的用量为8±2g/s，浇注完毕冷却后用于加工成商用车刹车鼓。
所述的步骤一中，若熔炼后的铁水中含有的成分及各成分的含量达不到步骤一中所述的标准，将铁水作废，重新进行熔炼，直至熔炼后的铁水中含有的成分及各成分的含量达到步骤一中所述的标准，再进行孕育。
所述的步骤一中将原材料中的钼铁用钒、镍和铌替代，且使得到的铁水中钒、镍和铌的总含量在0.3-0.4％。
本发明的有益效果：
本发明在常规的熔炼原料中加入适量的钼、铬，提高珠光体的稳定性,提高抗拉强度和硬度，提高碳当量以提高散热性能,改善产品的力学性能满足刹车鼓耐热疲劳性和耐磨性要求,适合铸造厂批量化生产。
具体实施方式
一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法，包括如下步骤：
步骤一，熔炼：原材料为60-90％的废钢、10-40％的回炉料、碳化硅、高温石墨化增碳剂、锰铁、高碳铬铁、硫铁、磷铁和钼铁；
将上述原材料按照废钢、回炉料，碳化硅、高温石墨化增碳剂、锰铁、高碳铬铁、硫铁、磷铁和钼铁的顺序，依次加入12吨中频炉熔炼,逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水,熔炼温度为1520-1540℃，保温；
使得铁水中含有以下成分，且各成分的含量达到以下标准，均按重量百分比计算：
碳(C)3.4-3.6％、硅(Si)1.6-1.7％、锰(Mn)0.5-0.7％、磷(P)0.02-0.04％，硫(S)0.06-0.12％，铬(Cr)0.3-0.4％，铜(Cu)0.4-0.6％，锡(Sn)0.04-0.06％，钼(Mo)0.3-0.4％，钛(Ti)0.03-0.05％，余量为铁和不可避免的杂质,其中不可避免的杂质包括Al＜0.005％,Zn＜0.1％,Pb＜0.002％,Bi＜0.003％,Zr＜0.002％；
步骤二，孕育：
在浇包里预先加入重量是铁水重量0.3-0.4％的FeSi75孕育剂，再将步骤一制备的铁水倒入该浇包,铁水转运到浇注线后扒渣；出水重量为1000±30Kg；
步骤三，浇注：
将步骤二中的孕育所得物进行浇注，浇注时铁水温度为1380-1410℃，每包铁水浇注6箱,浇注时间为6分钟，且在浇注过程中进行随流孕育，随流孕育剂为钙钡孕育剂，钙钡孕育剂在孕育过程的用量为8±2g/s，浇注完毕冷却后用于加工成商用车刹车鼓。
所述的步骤一中，若熔炼后的铁水中含有的成分及各成分的含量达不到步骤一中所述的标准，将铁水作废，重新进行熔炼，直至熔炼后的铁水中含有的成分及各成分的含量达到步骤一中所述的标准，再进行孕育。
所述的步骤一中将原材料中的钼铁用钒、镍和铌替代，且使得到的铁水中钒、镍和铌的总含量在0.3-0.4％，为重量百分比。
加工成的商用车刹车鼓的抗拉强度为250-300MPa，硬度为185-210HBW，A型石墨，3-5级，珠光体含量为95％以上。经热冲击耐久台架试验，循环次数在350次以上，常规刹车鼓仅为200次左右。

Claims (3)

1.一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，熔炼：原材料为废钢、回炉料、碳化硅、高温石墨化增碳剂、锰铁、高碳铬铁、硫铁、磷铁和钼铁；
将上述原材料按照废钢、回炉料，碳化硅、高温石墨化增碳剂、锰铁、高碳铬铁、硫铁、磷铁和钼铁的顺序，依次加入中频炉熔炼,逐渐增大功率熔炼，直至原材料完全熔化为铁水，保温，使得铁水中含有以下成分，且各成分的含量达到以下标准，均按重量百分比计算：
碳3.4-3.6％、硅1.6-1.7％、锰0.5-0.7％、磷0.02-0.04％，硫0.06-0.12％，铬0.3-0.4％，铜0.4-0.6％，锡0.04-0.06％，钼0.3-0.4％，钛0.03-0.05％，余量为铁和不可避免的杂质；
步骤二，孕育：
在浇包里预先加入重量是铁水重量0.3-0.4％的孕育剂，再将铁水倒入该浇包,铁水转运到浇注线后扒渣；出水重量为1000±30Kg；
步骤三，浇注：
将步骤二中的孕育所得物进行浇注，浇注温度为1380-1410℃，且在浇注过程中进行随流孕育，随流孕育剂为钙钡孕育剂，钙钡孕育剂在孕育过程的用量为8±2g/s，浇注完毕冷却后用于加工成商用车刹车鼓。
2.根据权利要求1所述的一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法，其特征在于所述的步骤一中，若熔炼后的铁水中含有的成分及各成分的含量达不到步骤一中所述的标准，将铁水作废，重新进行熔炼，直至熔炼后的铁水中含有的成分及各成分的含量达到步骤一中所述的标准，再进行孕育。
3.根据权利要求1所述的一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法，其特征在于所述的步骤一中将原材料中的钼铁用钒、镍和铌替代，且使得到的铁水中钒、镍和铌的总含量在0.3-0.4％。
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