一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及金屬材料加工領域，尤其涉及一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料。
【背景技術】
[0002]鉻系抗磨鑄鐵起源于二十世紀初期，但其廣泛應用卻始于二次世界大戰結束以后。半個多世紀以來，國內外鑄造工作者對鉻在鑄鐵中的作用進行了大量的研究，使鉻系抗磨鑄鐵的性能不斷提高，生產工藝逐漸簡化。我國鉻系抗磨鑄鐵的研究與應用經歷了由低鉻鑄鐵到高鉻鑄鐵的歷史發展階段，其中，高鉻鑄鐵材料是在20世紀70年代后期飛速發展起來的。高鉻鑄鐵是一種優良的抗磨材料，在礦山、建材、冶金、火力發電等行業得到了廣泛的應用，已逐步取代一些傳統的抗磨鍛鋼，如中錳球鐵、抗磨鍛鋼和低合金鋼等。
[0003]但是，由于單一鉻合金鑄鐵的淬透性和韌性不足，導致鑄件心部抗磨能力差或發生早期斷裂。因此，傳統的方法是在單一的鉻合金鑄鐵中加入鉬、鎢、鈮、鎳等貴金屬元素，以提高材料的淬透性和淬硬性。但是由于這些貴金屬屬于稀缺資源，且在材料中大量使用會增加生產成本，因此貴金屬的添加制約了鑄鐵材料的發展。
[0004]電動車是一種以電力為驅動能源的機動車，因為電力驅動本身的動力較小，因此為確保電動車能夠達到燃料汽車的性能，在保證質量的前提下，應盡量降低電動車的重量。汽車軸承是汽車的大件，不僅站整個汽車重量的一部分，且由于其工作性質，需要長久的工作，對耐久性也提出較高的要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料即保證其質量同時也有效降低其重量。
[0006]本發明采用的技術方案是:一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，由以下質量分數的化學成分組成:C 2.6?3.0%、Si 0.3?1.0%、Μη 0.5?1.0%、Cr 26?31%、Mo 0.8?1.6%、Cu 0.8?1.2%、V 0.1?0.2%、Ti 0.06?0.12%、Β 0.001 ?0.003%、RE 0.04?0.08%、Υ
0.04?0.08%、A1 0.04?0.08%，其余為Fe和不可避免的雜質;所述C和Cr的比約為1:10，所述Ti和V的比約為3:5，所述Mo、RE和Mn滿足如下公式:(Mo-Mn)/RE=8。
[0007]作為本發明的進一步改進，不可避免的雜質中S < 0.06%、P < 0.06%ο
[0008]本發明采用的有益效果是:本發明在鑄鐵中加入S1、Al、Mn等元素，在脫氧的同時強化了材料基體。本發明在鑄鐵內加入Mo、V、T1、Cu等貴金屬元素，通過貴金屬元素的復合使用，增強了奧氏體的穩定性，細化晶粒，提高了碳化物的高溫穩定性和紅硬性，使本發明的鑄鐵材料的硬度進一步提高，耐磨性也相應提高，同時其密度較低。本發明的合金鑄鐵材料在獲得高硬度的同時具有高沖擊韌性，并確保汽車的總體質量較輕。
【具體實施方式】
[0009]下面實施例，對本發明做進一步的說明。
[0010]實施例1，一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，由以下質量分數的化學成分組成:C 2.6%、Si 0.%、Mn 0.5%、Cr 26%^Mo 0.8%^Cu 0.8%、V 0.1%、Ti 0.06%^B 0.001%、RE
0.04%^Y 0.04%、A1 0.04%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0011]實施例2，一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，由以下質量分數的化學成分組成:C 3.0%、Si 1.0%^Mn 1.0%^Cr 31%、Mo 1.6%、Cu 1.2%、V 0.2%、Ti 0.12%、B 0.003%^RE0.08%^Y 0.08%、A1 0.08%，其余為Fe和不可避免的雜質S、P，所述S < 0.06%^P < 0.06%。
[0012]實施例3，一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，由以下質量分數的化學成分組成:C 2.8%、Si 0.8%、Μη 0.8%^Cr 28%^Mo 0.8?1.6%、Cu 0.8?1.2%、V 0.15%、Ti 0.09%^B
0.00 2% ^ RE 0.06% ^ Y 0.06%、Α1 0.06%，其余為Fe和不可避免的雜質，所述S < 0.05%、P仝
0.05%。
[0013]C是高鉻鑄鐵中提高淬透性主要元素，C決定碳化物數量，與Cr結合形成鉻合金碳化物，提高耐磨性。C含量過高，將會造成共晶碳化物含量增加，沖擊韌性降低，材料易脆斷開裂，造成早期失效。C含量較低時，共晶碳化物含量降低，影響耐磨性的提高。
[0014]Cr是強碳化物形成元素，Cr決定碳化物類型，提高耐磨性。
[0015]Mo是強碳化物形成元素，提高淬透性和耐磨性，細化晶粒，抑制珠光體組織出現，提尚抗回火穩定性。
[0016]W與Mo作用基本相同，但W淬硬性和紅硬性效果優于Mo，特別是在較高溫度下(約800°C左右)性能不變，使本發明材料在具有高溫氧化和一定腐蝕條件下，仍具有高硬抗磨性。
[0017]Cu屬奧氏體穩定元素，強化基體，提高淬透性，增加韌性。Cu與Mo聯合使用淬透性效果更好。Cu與Ni作用基本相同，提高抗腐蝕性。
[0018]V、Ti均是強碳化物形成元素，且細化晶粒，凈化晶界，改善碳化物的形態、大小、數量與分布，提高材料綜合性能效果十分明顯。
[0019]Ti溶于固溶體時提高淬透性，形成碳化物時降低淬透性，延遲回火溫度，可在較高溫度下回火。
[0020]B屬微合金元素，與V、Ti和稀土復合使用時細化晶粒，凈化晶界效果更加明顯。同時提高材料淬透性。
[0021]S1、Mn為常規元素，在高鉻鑄鐵中主要起脫氧除氣作用，同時強化基體。
[0022]輕稀土(RE)和重稀土 (Y)作為變質劑復合加入，能夠進一步細化晶粒，變質夾雜，凈化晶界，特別是能夠使共晶碳化物變為條塊狀或團球狀，在獲得高硬度的同時提高沖擊韌性值。
[0023]本發明在鑄鐵中加入S1、Al、Mn等元素，在脫氧的同時強化了材料基體。本發明在鑄鐵內加入Mo、V、T1、Cu等貴金屬元素，通過貴金屬元素的復合使用，增強了奧氏體的穩定性，細化晶粒，提尚了碳化物的尚溫穩定性和紅硬性，使本發明的鑄鐵材料的硬度進一步提高，耐磨性也相應提高，同時其密度較低。本發明的合金鑄鐵材料在獲得高硬度的同時具有高沖擊韌性，并確保汽車的總體質量較輕。
[0024]本領域技術人員應當知曉，本發明的保護方案不僅限于上述的實施例，還可以在上述實施例的基礎上進行各種排列組合與變換，在不違背本發明精神的前提下，對本發明進行的各種變換均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，其特征是由以下質量分數的化學成分組成:C2.6?3.0%、Si 0.3?1.0%、Mn 0.5?1.0%、Cr 26?31%、Mo 0.8?1.6%、Cu 0.8?1.2%、V0.1?0.2%、Ti 0.06?0.12%、B 0.001?0.003%、RE 0.04?0.08%、Y 0.04?0.08%、A1 0.04?0.08%，其余為Fe和不可避免的雜質;所述C和Cr的比約為1:10，所述Ti和V的比約為3:5，所述Mo、RE和Mn滿足如下公式:(Mo-Mn) /RE=8。2.根據權利要求1所述的一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，其特征是所述不可避免的雜質中S《0.06%^P < 0.06%ο
【專利摘要】本發明公開了一種電動汽車軸承用低密度鑄鐵材料，由以下質量分數的化學成分組成：C？2.6～3.0%、Si？0.3～1.0%、Mn？0.5～1.0%、Cr？26～31%、Mo？0.8～1.6%、Cu？0.8～1.2%、V？0.1～0.2%、Ti？0.06～0.12%、B？0.001～0.003%、RE？0.04～0.08%、Y？0.04～0.08%、Al？0.04～0.08%。本發明的合金鑄鐵材料在獲得高硬度的同時具有高沖擊韌性，并確保汽車的總體質量較輕。
【IPC分類】C22C37/10, C22C37/06
【公開號】CN105671416
【申請號】
【發明人】張蔓青, 肖穎
【申請人】銅陵市明誠鑄造有限責任公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月7日