一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑄造材料技術領域，尤其涉及一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料。
【背景技術】
[0002]汽車車橋是汽車關鍵零部件之一，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。橋殼生產成本約占驅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，對橋殼的品質要求更高。板焊橋殼由于受自身結構及焊接工藝的限制，在使用過程中容易發生變形，出現漏油和裂紋等現象，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濟和社會效益。鑄態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，必須進行適當的熱處理，以確保高強韌低合金鑄鋼的安全應用，同時利用熱處理工藝挖掘鑄鋼潛能，拓展其應用范圍。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，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、結晶硅0.4-0.45、鎳鋁中間化合物0.6-0.7、氮0.Ι-Ο.12、錳 1.8-2、鉻0.7-0.8、碳 0.3-0.33、硅化鈣0.8-0.86、石英0.4-0.45、 白泥0.7-0.73、石圭溶膠0.3-0.4、預膠化淀粉0.2-0.23、雜質< 0.0l。
[0005]所述一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°c條件下進行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Ζ18生鐵、碳、結晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態下球磨4小時，得到復合粉;向真空感應電爐中投入復合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將石英破碎成小顆粒后與白泥、硅化鈣混合，放入球磨機中球磨90分鐘，取出后加入總量2倍量的水、硅溶膠，超聲振蕩40分鐘后靜置過濾，將濾餅在100 0C的條件下烘干，過400目篩，得到混合粉末;將預膠化淀粉加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解后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120°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結90分鐘，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電爐中加熱至熔融狀態，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先做好的砂型中；
(4 )鑄件經開箱、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]本發明的優點是:本發明通過科學合理的成分配比，采用廢鋼作為主要鐵基材料，通過預先機械合金化的方法，實現了鐵、碳、硅元素的復合;在鑄鋼的制備工藝中通過添加硅化鈣等成分通過適當的工藝制成具有多孔結構的復合脫氧劑，能夠快速與鋼水反應，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]本發明成分配比科學合理，通過在熔煉過程中添加適量的鎳鋁中間化合物，可以制成耐高溫沖蝕磨損性能佳的鑄鋼材料，利用本發明材料制成汽車零部件，尤其是排氣管、渦輪殼等，具有更高的承溫能力及耐久性能。
【具體實施方式】
[0008]—種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，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、結晶硅0.4、鎳鋁中間化合物0.6、氮0.1、錳1.8、鉻0.7、碳0.3、硅化鈣0.8、石英0.4、白泥0.7、硅溶膠0.3、預膠化淀粉0.2、雜質<0.01。
[0009]所述一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°c條件下進行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態下球磨4小時，得到復合粉;向真空感應電爐中投入復合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將石英破碎成小顆粒后與白泥、硅化鈣混合，放入球磨機中球磨90分鐘，取出后加入總量2倍量的水、硅溶膠，超聲振蕩40分鐘后靜置過濾，將濾餅在100 0C的條件下烘干，過400目篩，得到混合粉末;將預膠化淀粉加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解后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120°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結90分鐘，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電爐中加熱至熔融狀態，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先做好的砂型中；
(4 )鑄件經開箱、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]本發明產品依據QC/T533-1999《汽車驅動橋臺架試驗方法》和QC/T534-1999《汽車驅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次數大于等于80萬次，垂直彎曲靜強度試驗極限載荷大于等于800KN，均符合汽車行業標準。
【主權項】
1.一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，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、結晶硅0.4-0.45、鎳鋁中間化合物0.6-0.7、氮0.1-0.12、錳1.8-2、鉻0.7-0.8、碳0.3-0.33、硅化鈣0.8-0.86、石英0.4-0.45、白泥0.7-0.73、硅溶膠0.3-0.4、預膠化淀粉0.2-0.23、雜質 < 0.0I。2.根據權利要求1所述一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，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條件下進行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態下球磨4小時，得到復合粉;向真空感應電爐中投入復合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯； (2)將石英破碎成小顆粒后與白泥、硅化鈣混合，放入球磨機中球磨90分鐘，取出后加入總量2倍量的水、硅溶膠，超聲振蕩40分鐘后靜置過濾，將濾餅在100 0C的條件下烘干，過400目篩，得到混合粉末;將預膠化淀粉加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解后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120°C的溫度干燥30分鐘后送入燒結爐中以8°C/分鐘速率升溫至480°C，燒結90分鐘，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電爐中加熱至熔融狀態，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先做好的砂型中； (4)鑄件經開箱、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】本發明公開了一種耐高溫性能優異的汽車零部件用鑄鋼材料，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、結晶硅0.4-0.45、鎳鋁中間化合物0.6-0.7、氮0.1-0.12、錳1.8-2、鉻0.7-0.8、碳0.3-0.33、硅化鈣0.8-0.86、石英0.4-0.45、白泥0.7-0.73、硅溶膠0.3-0.4、預膠化淀粉0.2-0.23、雜質≤0.01。本發明成分配比科學合理，通過在熔煉過程中添加適量的鎳鋁中間化合物，可以制成耐高溫沖蝕磨損性能佳的鑄鋼材料，利用本發明材料制成汽車零部件，尤其是排氣管、渦輪殼等，具有更高的承溫能力及耐久性能。
【IPC分類】C22C33/04
【公開號】CN105568119
【申請號】CN201511011271
【發明人】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