一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鑄造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車橋是汽車關(guān)鍵零部件之一，它既是傳動(dòng)系的組成部分，也是行駛系的重要組成部分。汽車橋殼作為車橋的主體部分，是保證汽車正常運(yùn)行和使用壽命的關(guān)鍵部件，所以對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度、剛度和耐疲勞性能等都有較高要求。橋殼生產(chǎn)成本約占驅(qū)動(dòng)橋總成本的百分之三十。特別是重型汽車在工作時(shí)由于道路及工況惡劣，橋殼承受著強(qiáng)烈的沖擊載荷，對(duì)橋殼的品質(zhì)要求更高。板焊橋殼由于受自身結(jié)構(gòu)及焊接工藝的限制，在使用過程中容易發(fā)生變形，出現(xiàn)漏油和裂紋等現(xiàn)象，難以滿足重型汽車的工作需要。為此，為了滿足了汽車承載量增加的需要，尤其是重型汽車的需求，需要研發(fā)一種鑄鋼材料，滿足汽車車橋的需要，同時(shí)可以取得一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。鑄態(tài)鑄鋼的強(qiáng)度硬度很低、沖擊性較差，無法滿足材料的使用要求，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以確保高強(qiáng)韌低合金鑄鋼的安全應(yīng)用，同時(shí)利用熱處理工藝挖掘鑄鋼潛能，拓展其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于 98 % )95-98、Z18 生鐵 2-3、碳化硅 0.8-0.9、鈮0.02-0.03、錳0.8-1、氮化鋁 0.05-0.06、鋯0.02-0.022、鉻0.17-0.2、硅化鈣 0.8-0.86、輕燒白云石 0.5-0.6、煅后石油焦 0.3-
0.32、純丙乳液0.23-0.25、雜質(zhì) <0.01。
[0005]所述一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°C條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用;將廢鋼、Z18生鐵、碳化硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將輕燒白云石與煅后石油焦混合，放入破碎機(jī)中粉碎成小顆粒，然后與硅化鈣共同送入球磨機(jī)中，加入適量水濕磨40分鐘，取出后烘干，得混合粉末;將純丙乳液用水稀釋3倍，攪拌分散均勻后與混合粉末共同送入造粒機(jī)中擠出造粒;將得到的顆粒送入烘箱以100°C的溫度烘烤40分鐘，然后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至460°C，燒結(jié)1.5小時(shí)，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(1)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫1小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；
(4 )鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580°C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過科學(xué)合理的成分配比，采用廢鋼作為主要鐵基材料，通過預(yù)先機(jī)械合金化的方法，實(shí)現(xiàn)了鐵、碳、硅元素的復(fù)合;在鑄鋼的制備工藝中通過添加硅化鈣等成分通過適當(dāng)?shù)墓に囍瞥删哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)的復(fù)合脫氧劑，能夠快速與鋼水反應(yīng)，具有良好的脫氧、脫硫、增碳的效果，同時(shí)可改善鋼水流動(dòng)性，有效去除鋼水中夾雜物，提高鋼水純凈度;再通過合理便捷的熱處理工藝，獲得一種強(qiáng)度高、塑性好、低溫韌性佳的綜合性能尚的鑄鋼材料。
[0007]本發(fā)明配比合理，通過改性后簡便的工藝處理后，使得鑄態(tài)材料具有較高的抗拉強(qiáng)度、高的伸長率以及抗沖擊韌性，能夠滿足大噸位、高牽引力重型汽車上傳動(dòng)零部件和受沖擊零部件的機(jī)械性能要求，非常適合制造重型汽車橋殼，而且本發(fā)明鑄鋼材料制備工藝簡單，工藝便于工業(yè)化大生產(chǎn)，值得推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0008]—種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )95、Z18生鐵2、碳化硅0.8、鈮0.02、錳0.8、氮化鋁0.05、鋯
0.02、鉻0.17、硅化鈣0.8、輕燒白云石0.5、煅后石油焦0.3、純丙乳液0.23、雜質(zhì)<0.01。
[0009]所述一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°c條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用;將廢鋼、Z18生鐵、碳化硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將輕燒白云石與煅后石油焦混合，放入破碎機(jī)中粉碎成小顆粒，然后與硅化鈣共同送入球磨機(jī)中，加入適量水濕磨40分鐘，取出后烘干，得混合粉末;將純丙乳液用水稀釋3倍，攪拌分散均勻后與混合粉末共同送入造粒機(jī)中擠出造粒;將得到的顆粒送入烘箱以100°C的溫度烘烤40分鐘，然后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至460°C，燒結(jié)1.5小時(shí)，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(1)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫1小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；
(4 )鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580°C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0010]本發(fā)明產(chǎn)品依據(jù)QC/T533-1999《汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法》和QC/T534-1999《汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)》進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，其垂直彎曲疲勞壽命試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)大于等于 80萬次，垂直彎曲靜強(qiáng)度試驗(yàn)極限載荷大于等于800KN，均符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )95-98、Z18生鐵2-3、碳化硅0.8-0.9、鈮0.02-0.03、錳0.8-1、氮化鋁0.05-0.06、鋯0.02-0.022、鉻0.17-0.2、硅化鈣0.8-0.86、輕燒白云石0.5-0.6、煅后石油焦0.3-0.32、純丙乳液0.23-0.25、雜質(zhì)<0.01。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，其特征在于，由以下具體步驟制備而成: (1)將所有工具和模具在250°C條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用;將廢鋼、Z18生鐵、碳化硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯； (2)將輕燒白云石與煅后石油焦混合，放入破碎機(jī)中粉碎成小顆粒，然后與硅化鈣共同送入球磨機(jī)中，加入適量水濕磨40分鐘，取出后烘干，得混合粉末;將純丙乳液用水稀釋3倍，攪拌分散均勻后與混合粉末共同送入造粒機(jī)中擠出造粒;將得到的顆粒送入烘箱以100°C的溫度烘烤40分鐘，然后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至460°C，燒結(jié)1.5小時(shí)，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑； (3)將步驟(1)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫1小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中； (4)鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580°C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鑄態(tài)高強(qiáng)度高伸長率的汽車橋殼用鑄鋼材料，由下列重量份的原料制成：廢鋼（鐵含量不小于98％）95-98、Z18生鐵2-3、碳化硅0.8-0.9、鈮0.02-0.03、錳0.8-1、氮化鋁0.05-0.06、鋯0.02-0.022、鉻0.17-0.2、硅化鈣0.8-0.86、輕燒白云石0.5-0.6、煅后石油焦0.3-0.32、純丙乳液0.23-0.25、雜質(zhì)≤0.01。本發(fā)明配比合理，通過改性后簡便的工藝處理后，使得鑄態(tài)材料具有較高的抗拉強(qiáng)度、高的伸長率以及抗沖擊韌性，能夠滿足大噸位、高牽引力重型汽車上傳動(dòng)零部件和受沖擊零部件的機(jī)械性能要求，非常適合制造重型汽車橋殼。
【IPC分類】C21C5/52, C22C38/14, C22C38/18, C22C38/12, C22C38/04, B60B35/16, C21C7/06
【公開號(hào)】CN105483324
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511011270
【發(fā)明人】楊賢亮
【申請(qǐng)人】安徽悅眾車身裝備有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日