一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)鑄鋼材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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、氮化鈦0.3-0.4、碳化硅0.2-0.24、納米硅溶膠1.2-1.3、錳0.6-0.7、釩0.06-0.07、鉻1.4-1.5、硅化鈣0.8-0.86、鋁礬土0.7-0.8、煤粉0.4-0.45、碳酸鋇0.3-0.4、聚乙烯醇0.25-0.27、雜質(zhì)≤0.01。本發(fā)明在材料的鑄造過(guò)程中添加適量的包裹納米硅溶膠的氮化鈦與碳化硅顆粒，可以起到細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化的作用，使得鑄鋼的耐磨性能得到提高；本發(fā)明鑄鋼材料耐磨性能明顯增強(qiáng)，用于汽車(chē)車(chē)橋的制造能夠延長(zhǎng)使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨増強(qiáng)鑄鋼材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)鑄鋼材料?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]汽車(chē)車(chē)橋是汽車(chē)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(chē)橋殼作為車(chē)橋的主體部分，是保證汽車(chē)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(chē)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(guò)程中容易發(fā)生變形，出現(xiàn)漏油和裂紋等現(xiàn)象，難以滿(mǎn)足重型汽車(chē)的工作需要。為此，為了滿(mǎn)足了汽車(chē)承載量增加的需要，尤其是重型汽車(chē)的需求，需要研發(fā)一種鑄鋼材料，滿(mǎn)足汽車(chē)車(chē)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(wú)法滿(mǎn)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。
[0003]磨損是工件失效的主要形式之一，磨損造成了能源和原材料的大量消耗。汽車(chē)配件年耗用鋼材23萬(wàn)噸，其中三分之二用于維修，而大部分是由于磨損所致。提高鑄鋼的耐磨性，開(kāi)發(fā)新型高性能耐磨鑄鋼以降低由于磨損造成的損失，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)鑄鋼材料。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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、氮化鈦0.3-0.4、碳化硅0.2-0.24、納米硅溶膠1.2-1 ? 3、錳0 ? 6-0 ? 7、釩0 ? 06-0 ? 07、鉻 1 ? 4-1 ? 5、硅化鈣0 ? 8-0 ? 86、鋁礬土0 ? 7-0 ? 8、煤粉0 ? 4-0.45、碳酸鋇0? 3-0.4、聚乙烯醇0.25-0.27、雜質(zhì) <0.01。
[0006]所述一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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;將氮化鈦、碳化硅與納米硅溶膠混合，攪拌分散30分鐘后將混合漿料噴霧干燥，得到混合粉末，最后將混合粉末放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米混合顆粒;將廢鋼、Z18生鐵分別進(jìn)行破碎成小顆粒與納米混合顆?；旌?，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)將硅化鈣與鋁礬土、煤粉混合，放入球磨機(jī)中干磨40分鐘，過(guò)200目篩后與碳酸鋇混合，形成混合粉末;將聚乙烯醇加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成溶液;混合粉末送入造粒機(jī)中，加入聚乙烯醇溶液，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入燒結(jié)爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結(jié)2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(kāi)箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿(mǎn)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，加熱至IJ580 °C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過(guò)科學(xué)合理的成分配比，采用廢鋼作為主要鐵基材料， 通過(guò)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(guò)添加硅化鈣等成分通過(guò)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(guò)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。
[0008]本發(fā)明在材料的鑄造過(guò)程中添加適量的包裹納米硅溶膠的氮化鈦與碳化硅顆粒， 可以起到細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化的作用，使得鑄鋼的耐磨性能得到提高;本發(fā)明鑄鋼材料耐磨性能明顯增強(qiáng)，用于汽車(chē)車(chē)橋零部件的制造能夠明顯延長(zhǎng)使用壽命?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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、氮化鈦0.3、碳化硅0.2、納米硅溶膠1.2、錳0.6、 釩0.06、鉻1.4、硅化鈣0.8、鋁礬土0.7、煤粉0.4、碳酸鋇0.3、聚乙烯醇0.25、雜質(zhì)<0.01。
[0010]所述一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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;將氮化鈦、碳化硅與納米硅溶膠混合，攪拌分散30分鐘后將混合漿料噴霧干燥，得到混合粉末，最后將混合粉末放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米混合顆粒;將廢鋼、Z18生鐵分別進(jìn)行破碎成小顆粒與納米混合顆粒混合，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)將硅化鈣與鋁礬土、煤粉混合，放入球磨機(jī)中干磨40分鐘，過(guò)200目篩后與碳酸鋇混合，形成混合粉末;將聚乙烯醇加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成溶液;混合粉末送入造粒機(jī)中，加入聚乙烯醇溶液，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入燒結(jié)爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結(jié)2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(kāi)箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿(mǎn)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，加熱至IJ580 °C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0011] 本發(fā)明產(chǎn)品依據(jù)QC/T533-1999《汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法》和QC/T534-1999《汽車(chē)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(wàn)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(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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、氮化鈦0.3-0.4、碳化硅0.2-0.24、納 米硅溶膠 1 ? 2-1 ? 3、錳0 ? 6-0 ? 7、釩0 ? 06-0 ? 07、鉻 1 ? 4-1 ? 5、硅化鈣 0 ? 8-0 ? 86、鋁礬土0 ? 7-0 ? 8、 煤粉0.4-0.45、碳酸鋇0? 3-0.4、聚乙烯醇0.25-0.27、雜質(zhì)<0.01。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于汽車(chē)車(chē)橋的納米顆粒耐磨增強(qiáng)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;將氮化鈦、碳化硅與 納米硅溶膠混合，攪拌分散30分鐘后將混合漿料噴霧干燥，得到混合粉末，最后將混合粉末 放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米混合顆粒;將廢鋼、Z18生鐵分別進(jìn)行破碎成小顆粒與納米混 合顆粒混合，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)將硅化鈣與鋁礬土、煤粉混合，放入球磨機(jī)中干磨40分鐘，過(guò)200目篩后與碳酸鋇混 合，形成混合粉末;將聚乙烯醇加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成溶 液;混合粉末送入造粒機(jī)中，加入聚乙烯醇溶液，攪拌15分鐘后擠出造粒，將顆粒送入燒結(jié) 爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結(jié)2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(kāi)箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿(mǎn)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 至IJ580 °C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK105986167SQ201511011286
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】楊賢亮
【申請(qǐng)人】安徽悅眾車(chē)身裝備有限公司