CN112143981A - 一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法，包括以下步骤：1）按工艺要求配备铁素体不锈钢0cr17作为原材料；按原材料的重量和下列重量配比配备下列金属、非金属元素：C 0.3～0.45%、Si 1～2%、Mn≤0.8%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr17～20%、Ni≤0.6%、Mo≤0.5%、W1.5～2%、Nb≤0.6%；2）熔化–浇注（1）将步骤1）所配原材料的30%和步骤1）所配金属、非金属元素加入熔化炉内，一同熔化成钢液，然后加入回炉料，直至熔化结束；（2）对步骤（1）产生的钢液材质取样化验，并调整金属元素、非金属元素至钢液材质合格；炉前开始升温并打渣，然后将钢液液面的除渣剂打干净后用保温棉覆盖并开始浇注；（3）对模壳进行焙烧；浇注零件。采用本发明能显著提高所制备零件的延伸率、韧性等机械性能。

Description

一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法
技术领域
本发明涉及精密铸造技术领域，尤其是涉及一种高强度精密铸件制备方法。
背景技术
现有汽车许多重要的零件都是精密铸件，特别是汽车发动机的许多重要的零件都是精密铸件，这些精密铸件现在都是用铁素体不锈钢加入适当的金属元素后熔化，然后浇注进行制备，现有制备方法制备的精密铸件存在下列缺陷：一是晶粒粗大；二是机械强度达不到汽车发动机零件的要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种能细化晶粒，显著提高机械强度的高强度耐热钢汽车用铸件制备方法。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法，其改进之处在于：包括以下步骤：
1）按工艺要求配备满足工艺重量要求的铁素体不锈钢0cr17作为原材料；按原材料的重量和下列重量配比配备下列金属元素和非金属元素：C 0.3～0.45%、Si 1～2%、Mn≤0.8%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr17～20%、Ni≤0.6%、Mo≤0.5%、W1.5～2%、Nb≤0.6%；
2）熔化 –浇注
（1）将步骤1）所配原材料的30%和步骤1）所配金属元素和非金属元素加入熔化炉内，一同熔化成钢液，熔清后进行钢液成分检测，如果钢液成分检测结果不符合工艺要求，根据检测结果决定是否增加步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种，调整钢液成分至符合工艺要求，然后加入回炉料，待钢液到接近满炉时在加回炉料的同时用除渣剂将钢液液面覆盖，直至熔化结束；
（2）对步骤（1）产生的钢液材质取样化验，根据化验结果决定是否加入步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种进行调整：如钢液材质合格，炉前开始升温并打渣，炉温≥1640℃后加入0.5Kg硅钙并用除渣剂覆盖，同时停止加热，3分钟后开始打渣，打渣3～4次后测温，所述钢液温度达到1550～1570℃后将熔化炉调整到保温状态，清理熔化炉炉面及钢液液面，将钢液液面的除渣剂打干净后用保温棉覆盖并开始浇注；
（3）焙烧温度为1100～1120℃对模壳进行焙烧；浇注温度为1550～1570℃浇注零件。
优选地，上述高强度耐热钢汽车用铸件制备方法还包括以下步骤：
3）成型后对步骤（3）浇注零件进行热处理：900℃正火+300℃回火。
优选地，所述步骤（3）中，浇注时炉下用空隙为10mpp的过滤网过滤钢液。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、金属元素中加入W，细化晶粒，显著提高浇注零件高温下的延伸率。
2、金属元素中加入W，细化晶粒，浇注温度为1550～1570℃浇注零件，在比较低的浇注温度下浇注，以提高所浇注零件的机械性能。
3、成型后对所浇注零件进行热处理：900℃正火+300℃回火，显著提高零件的韧性。
4、步骤（3）中，浇注时炉下用空隙为10mpp的过滤网过滤钢液，这样，可以去除钢液中杂质，进一步提高浇注零件的机械性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
按下列步骤制备高强度耐热钢汽车用铸件：
1）按工艺要求配备满足工艺重量要求的铁素体不锈钢0cr17作为原材料；按原材料的重量和下列重量配比配备下列金属元素和非金属元素：C 0.3%、Si 1%、Mn0.8%、P0.04%、S0.04%、Cr17%、Ni0.6%、Mo0.5%、W1.5%、Nb0.6%；
2）熔化 –浇注
（1）将步骤1）所配原材料的30%和步骤1）所配金属元素和非金属元素加入熔化炉内，一同熔化成钢液，熔清后进行钢液成分检测，钢液成分检测结果不符合工艺要求，根据检测结果增加所述金属元素、非金属元素中的W和C（其他实施例中，根据检测结果决定是否增加步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种），调整钢液成分至符合工艺要求，然后加入回炉料，待钢液到接近满炉时在加回炉料的同时用除渣剂将钢液液面覆盖，直至熔化结束；
（2）对步骤（1）产生的钢液材质取样化验，根据化验结果决定加入步骤1）中所述金属元素的W、Cr进行调整（其他实施例中，根据化验结果决定是否加入步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种进行调整），再对钢液材质取样化验，钢液材质合格，炉前开始升温并打渣，炉温1640℃后加入0.5Kg硅钙并用除渣剂覆盖，同时停止加热，3分钟后开始打渣，打渣3次后测温，所述钢液温度达到1550℃后将熔化炉调整到保温状态，清理熔化炉炉面及钢液液面，将钢液液面的除渣剂打干净后用保温棉覆盖并开始浇注；
（3）焙烧温度为1100℃对模壳进行焙烧；浇注温度为1550℃浇注零件。
对本实施例制备的零件进行机械性能检测，延伸率提高11.2%。
实施例2
按下列步骤制备高强度耐热钢汽车用铸件：
1）按工艺要求配备满足工艺重量要求的铁素体不锈钢0cr17作为原材料；按原材料的重量和下列重量配比配备金属元素和非金属元素：C 0.45%、Si 2%、Mn0.6%、P0.03%、S0.03%、Cr20%、Ni0.5%、Mo0.4%、W2%、Nb0.5%；
2）熔化 –浇注
（1）将步骤1）所配原材料的30%和步骤1）所配金属元素和非金属元素加入熔化炉内，一同熔化成钢液，熔清后进行钢液成分检测，钢液成分检测结果符合工艺要求，加入回炉料，待钢液到接近满炉时在加回炉料的同时用除渣剂将钢液液面覆盖，直至熔化结束；
（2）对步骤（1）产生的钢液材质取样化验，根据化验结果决定加入步骤1）中所述金属元素的Cr进行调整（其他实施例中，根据化验结果决定是否加入步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种进行调整），再对钢液材质取样化验，钢液材质合格，炉前开始升温并打渣，炉温1680℃后加入0.5Kg硅钙并用除渣剂覆盖，同时停止加热，3分钟后开始打渣，打渣4次后测温，所述钢液温度达到1570℃后将熔化炉调整到保温状态，清理熔化炉炉面及钢液液面，将钢液液面的除渣剂打干净后用保温棉覆盖并开始浇注；
（3）焙烧温度为1120℃对模壳进行焙烧；浇注温度为1570℃浇注零件，本实施例中，浇注时炉下用空隙为10mpp的过滤网过滤钢液。
3）成型后对步骤（3）浇注零件进行热处理：900℃正火+300℃回火。
对本实施例制备的零件进行机械性能检测，延伸率提高13.6%，韧性提高12.7%。

Claims (3)

1.一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按工艺要求配备满足工艺重量要求的铁素体不锈钢0cr17作为原材料；按原材料的重量和下列重量配比配备下列金属元素和非金属元素：C 0.3～0.45%、Si 1～2%、Mn≤0.8%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr17～20%、Ni≤0.6%、Mo≤0.5%、W1.5～2%、Nb≤0.6%；
2）熔化 –浇注
（1）将步骤1）所配原材料的30%和步骤1）所配金属元素和非金属元素加入熔化炉内，一同熔化成钢液，熔清后进行钢液成分检测，如果钢液成分检测结果不符合工艺要求，根据检测结果决定是否增加步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种，调整钢液成分至符合工艺要求，然后加入回炉料，待钢液到接近满炉时在加回炉料的同时用除渣剂将钢液液面覆盖，直至熔化结束；
（2）对步骤（1）产生的钢液材质取样化验，根据化验结果决定是否加入步骤1）中所述金属元素、非金属元素的一种或几种进行调整：如钢液材质合格，炉前开始升温并打渣，炉温≥1640℃后加入0.5Kg硅钙并用除渣剂覆盖，同时停止加热，3分钟后开始打渣，打渣3～4次后测温，所述钢液温度达到1550～1570℃后将熔化炉调整到保温状态，清理熔化炉炉面及钢液液面，将钢液液面的除渣剂打干净后用保温棉覆盖并开始浇注；
（3）焙烧温度为1100～1120℃对模壳进行焙烧；浇注温度为1550～1570℃浇注零件。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：
3）成型后对步骤（3）浇注零件进行热处理：900℃正火+300℃回火。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度耐热钢汽车用铸件制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，浇注时炉下用空隙为10mpp的过滤网过滤钢液。
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