一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的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，尤其涉及一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料。
【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，是保證汽車正常運行和使用壽命的關(guān)鍵部件，所以對其機械強度、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)動橋總成本的百分之三十。特別是重型汽車在工作時由于道路及工況惡劣，橋殼承受著強烈的沖擊載荷，對橋殼的品質(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，同時可以取得一定的經(jīng)濟和社會效益。鑄態(tài)鑄鋼的強度硬度很低、沖擊性較差，無法滿足材料的使用要求，必須進行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以確保高強韌低合金鑄鋼的安全應(yīng)用，同時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已有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，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、結(jié)晶硅0.4-0.45、碳纖維 1-1.2、釹0.1-0.12、鈦0.18-0.2、鉻I.9-2.1、銦0.18-0.2、鎳0.5-0.6、硅化鈣0.8-0.86、氧化鋯0.4-0.43、碳化稻殼0.5-0.6、羧甲基纖維素0.25-0.27、鐵肩0.3-0.32、雜質(zhì)<0.01。
[0005]所述一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°C條件下進行加熱處理，取出后備用;將廢鋼、Z18生鐵、碳纖維、結(jié)晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時，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)將鐵肩放入球磨機中球磨40分鐘，過200目篩;將硅化鈣與氧化鋯、碳化稻殼混合，放入球磨機中干磨40分鐘，過200目篩后與鐵肩粉混合，形成混合粉末;將羧甲基纖維素加入3倍量的水中，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌至完全溶解形成溶液與混合粉末共同送入造粒機中，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入烘箱以100°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(I)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I小時后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進行最終脫氧，再進行除渣，在溫度達到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、清砂后進行熱處理，把鑄件送入充滿氮氣的箱式電阻爐中加熱到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 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是: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)先機械合金化的方法，實現(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，同時可改善鋼水流動性，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)明添加碳纖維替代碳成分，具有高強、質(zhì)輕、高模量的特性，配合釹、鈦成分的添加與其他金屬元素配合，通過合理的處理工藝，制成的鑄鋼材料不僅具有極佳的抗拉強度，同時塑性和沖擊韌性得到明顯的提高，有效抵抗在使用過程中扭曲變形和裂紋，用本發(fā)明材料制成的汽車車橋具有良好的使用壽命。
【具體實施方式】
[0008]—種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，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、結(jié)晶硅0.4、碳纖維1、釹0.1、鈦0.18、鉻1.9、銦0.18、鎳0.5、硅化鈣0.8、氧化鋯0.4、碳化稻殼0.5、羧甲基纖維素0.25、鐵肩0.3、雜質(zhì)<0.01。
[0009]所述一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°c條件下進行加熱處理，取出后備用;將廢鋼、Z18生鐵、碳纖維、結(jié)晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時，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)將鐵肩放入球磨機中球磨40分鐘，過200目篩;將硅化鈣與氧化鋯、碳化稻殼混合，放入球磨機中干磨40分鐘，過200目篩后與鐵肩粉混合，形成混合粉末;將羧甲基纖維素加入3倍量的水中，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌至完全溶解形成溶液與混合粉末共同送入造粒機中，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入烘箱以100°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(I)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I小時后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進行熔煉，將溫度升到1630°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進行最終脫氧，再進行除渣，在溫度達到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、清砂后進行熱處理，把鑄件送入充滿氮氣的箱式電阻爐中加熱到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 0C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)動橋臺架試驗方法》和QC/T534-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗評價指標》進行臺架試驗，其垂直彎曲疲勞壽命試驗循環(huán)次數(shù)大于等于 80萬次，垂直彎曲靜強度試驗極限載荷大于等于800KN，均符合汽車行業(yè)標準。
【主權(quán)項】
1.一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，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、結(jié)晶硅0.4-0.45、碳纖維1-1.2、釹0.1-0.12、鈦0.18-0.2、鉻 1.9-2.1、銦0.18-0.2、鎳 0.5-0.6、硅化鈣0.8-0.86、氧化鋯 0.4-0.43、碳化稻殼0.5-0.6、羧甲基纖維素0.25-0.27、鐵肩0.3-0.32、雜質(zhì)<0.01。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，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條件下進行加熱處理，取出后備用;將廢鋼、Z18生鐵、碳纖維、結(jié)晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時，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)將鐵肩放入球磨機中球磨40分鐘，過200目篩；將硅化鈣與氧化鋯、碳化稻殼混合，放入球磨機中干磨40分鐘，過200目篩后與鐵肩粉混合，形成混合粉末;將羧甲基纖維素加入3倍量的水中，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌至完全溶解形成溶液與混合粉末共同送入造粒機中，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入烘箱以100°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑； (3)將步驟(I)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I小時后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進行最終脫氧，再進行除渣，在溫度達到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、清砂后進行熱處理，把鑄件送入充滿氮氣的箱式電阻爐中加熱到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 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車車橋用抗扭轉(zhuǎn)形變的鑄鋼材料，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、結(jié)晶硅0.4-0.45、碳纖維1-1.2、釹0.1-0.12、鈦0.18-0.2、鉻1.9-2.1、銦0.18-0.2、鎳0.5-0.6、硅化鈣0.8-0.86、氧化鋯0.4-0.43、碳化稻殼0.5-0.6、羧甲基纖維素0.25-0.27、鐵屑0.3-0.32、雜質(zhì)≤0.01。本發(fā)明通過合理的處理工藝，制成的鑄鋼材料不僅具有極佳的抗拉強度，同時塑性和沖擊韌性得到明顯的提高，有效抵抗在使用過程中扭曲變形和裂紋，用本發(fā)明材料制成的汽車車橋具有良好的使用壽命。
【IPC分類】C22C33/04, C21C5/52
【公開號】CN105568120
【申請?zhí)枴緾N201511011277
【發(fā)明人】楊賢亮
【申請人】安徽悅眾車身裝備有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月30日