CN107326138A - 一种铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺 - Google Patents
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Abstract
一种铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺，采用70%‑80%废钢与20%‑30%灰铸铁回炉料作原料，选择配料为1.0‑1.3%碳化硅、2.0‑2.3%增碳剂，含量为65%的锰铁0.6‑0.8%、含量为60%的铬铁0.35‑0.45%、含量为30%的硫铁0.1‑0.2%，升温至摄氏1400‑1450度保温，加入称量好的锰铁、铬铁、硫铁，升温至摄氏1450‑1480度，铁水出炉时将0.5%的细粒钡硅铁随流加入铁水中，进行随流孕育，孕育剂采用粒度0.5mm的Si‑S孕育剂，用量0.10‑0.15%，浇注温度为摄氏1380‑1400度。铸件本体硬度为HB181‑200，抗拉强度为300‑344Mpa,测得金相组织为石墨A型，石墨长度4‑5级，珠光体95‑98%，每吨制动毂铸件成本降低640元。
Description
技术领域
本发明涉及载重汽车制动器的材料，尤其涉及制作汽车制动毂铸件的熔炼工艺。
背景技术
目前国内现有载重汽车制动毂的制作，已逐渐采用合成铸铁材料，因为合成铸铁比传统铸铁具有更好的金相组织和更高的综合机械性能，由于生铁和废钢之间的差价，合成铸铁比铸钢件更有成本上的优势。按照制动毂的制动工况，要求其铸造材质性能高于HT250灰铁的指标，为此应当采用低碳硅当量的配料方案；而为了提高制动瞬间的导热性能，减少产生初期龟裂的倾向，和减震降噪的需求，则要求配料时采用高碳硅当量的配料方案，以获得均匀分布的粗大片状石墨组织。实际应用中，当前以生铁为主要原料的生产技术中，采用合金化措施期望同时满足以上两方面的要求，往往不尽人意。因为合金化虽然通过固溶强化了基体，在较高碳硅当量的前提下提高了铸件的机械性能，但也较多的阻碍了石墨化的元素影响石墨形态，易于形成细小石墨，促进生成碳化物，增加了铸件本体的缩松倾向，容易造成质量事故。同时购买生铁作原料，需要大量的资金和运输、储存成本，相应的综合生产成本较高。而且原生铁中含有较多种类的微量元素及氧化物，按照传统工艺生产，对铸件质量不利，可能使制成的汽车铸件存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的，就是提供一种载重汽车制动毂用合成铸铁的熔炼技术，改进制动毂铸件的内在质量，提高铸件的综合机械性能，减少安全隐患，增强安全性，降低铸件生产成本，提高经济社会效益。
本发明的任务是这样完成的：设计一种铸造汽车制动毂铸件用合成铸铁的熔炼工艺，采用70%-80%废钢与20%-30%灰铸铁回炉料作原料，选择配料为1.0-1.3%碳化硅、2.0-2.3%增碳剂，含量为65%的锰铁0.6-0.8%、含量为60%的铬铁0.35-0.45%、含量为30%的硫铁0.1-0.2%，配料碳化硅和增碳剂分三次加入中频感应熔炼炉中，炉料化清后扒净炉渣，用聚渣保温剂覆盖铁水表面，升温至摄氏1400-1450度保温，取炉前快速分析试样，用热分析铁水成分管理仪对数据进行分析，调整控制原铁水成分至符合热分析仪数据指标的要求，加入称量好的锰铁、铬铁、硫铁，升温至摄氏1450-1480度，铁水出炉，出炉时将称量好的细粒钡硅铁随流加入铁水中，钡硅铁用量0.5%，铁水浇注时，使用手持式随流浇注工具进行随流孕育，孕育剂采用粒度0.5mm的Si-S孕育剂，用量0.10-0.15%，浇注温度为摄氏1380-1400度，浇注灰铸铁汽车制动毂铸件的时间控制在15分钟以内，铸件成品抽样检测的指标符合《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的规定。作原料的灰铸铁回炉料为同类材料产品的回炉铁，包括浇冒口、报废铸件。热分析仪数据指标的要求是：C含量为3.4-3.7%，Si含量为1.3-1.4%。配料碳化硅和增碳剂分三次加入的过程分别是：第一次是加原料时与原料一同加入，第二次是冶炼过程中间加入，第三次是炉料化清后扒净炉渣后加入，三次加料过程之间的间隔时间均等相同。《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的指标要求是：金相组织为A型石墨，石墨长度为3-5级，珠光体大于等于95%，碳化物小于等于1%，铸件本体抗拉强度为220-300Mpa。
按照上述方案进行实施和试验，证明本发明的技术方案设计合理，能够充分利用轴承保持器的冲压下脚料废钢和现有生产过程中的灰铸铁回炉铁配料，提高了铸件的综合机械性能，改进了铸件的内在质量，增强安全性，同时降低了制动毂铸件的生产成本，较好地达到了预期目的。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明采用70%-80%废钢与20%-30%灰铸铁回炉料作原料，配料为1.0-1.3%碳化硅、2.0-2.3%增碳剂，含量为65%的锰铁0.6-0.8%、含量为60%的铬铁0.35-0.45%、含量为30%的硫铁0.1-0.2%，配料碳化硅和增碳剂分三次加入中频感应熔炼炉中，炉料化清后扒净炉渣，用聚渣保温剂覆盖铁水表面，升温至摄氏1400-1450度保温，取炉前快速分析试样，用热分析铁水成分管理仪对数据进行分析，调整控制原铁水成分至符合热分析仪数据指标的要求，加入称量好的锰铁、铬铁、硫铁，升温至摄氏1450-1480度，铁水出炉，出炉时将称量好的细粒钡硅铁随流加入铁水中，钡硅铁用量0.5%，铁水浇注时，使用手持式随流浇注工具进行随流孕育，孕育剂采用粒度0.5mm的Si-S孕育剂，用量0.10-0.15%，浇注温度为摄氏1380-1400度，浇注灰铸铁汽车制动毂铸件的时间控制在15分钟以内，铸件成品抽样检测的指标符合《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的规定。作原料的灰铸铁回炉料为同类材料产品的回炉铁，包括浇冒口、报废铸件。热分析仪数据指标的要求是：控制原铁水成分的C含量为3.4-3.7%、Si含量为1.3-1.4%。配料碳化硅和增碳剂分三次加入的过程分别是：第一次是加原料时与原料一同加入，第二次是冶炼过程中间加入，第三次是炉料化清后扒净炉渣后加入，三次加料过程之间的间隔时间均等相同。《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的规定是：金相组织为A型石墨，石墨长度为4-5级，珠光体95-98%，碳化物1%，灰铸铁汽车制动毂铸件成品的抗拉强度为280-300Mpa。
经多次取样测试、化验，按照本发明的技术方案制得的制动毂铸件的金相组织为石墨A型加少量的C，石墨长度为4-5级，珠光体达到95-98%，本体硬度为HB181-200，抗拉强度为300-344Mpa,制动毂的综合机械性能稳定在较高的水平，各项指标均达到或优于陕西汉德车桥有限公司的《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的规定。本发明制得的制动毂铸件与同等质量水平的制动毂产品相比，每吨生产成本可降低640元，按照年产3000吨制动毂铸件计算，合计每年降低生产成本190万元以上。
本发明利用轴承保持器生产厂家的冲压下脚料废钢和现有同类材料产品的灰铸铁回炉铁作原材料，实现了废钢和回炉铁的循环利用，提高了铸件的内在质量，减少了原料的购买、运输、储存费用，降低了制动毂铸件生产成本，具有良好的经济社会效益和光明的推广应用前景。
Claims (5)
1.一种铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺，其特征在于采用70%-80%废钢与20%-30%灰铸铁回炉料作原料，选择配料为1.0-1.3%碳化硅、2.0-2.3%增碳剂，含量为65%的锰铁0.6-0.8%、含量为60%的铬铁0.35-0.45%、含量为30%的硫铁0.1-0.2%，配料碳化硅和增碳剂分三次加入中频感应熔炼炉中，炉料化清后扒净炉渣，用聚渣保温剂覆盖铁水表面，升温至摄氏1400-1450度保温，取炉前快速分析试样，用热分析铁水成分管理仪对数据进行分析，调整控制原铁水成分至符合热分析仪数据指标的要求，加入称量好的锰铁、铬铁、硫铁，升温至摄氏1450-1480度，铁水出炉，出炉时将称量好的细粒钡硅铁随流加入铁水中，钡硅铁用量0.5%，铁水浇注时，使用手持式随流浇注工具进行随流孕育，孕育剂采用粒度0.5mm的Si-S孕育剂，用量0.10-0.15%，浇注温度为摄氏1380-1400度，浇注灰铸铁汽车制动毂铸件的时间控制在15分钟以内,铸件成品抽样检测的指标符合《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的规定。
2.根据权利要求1所述的铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺，其特征在于所述作原料的灰铸铁回炉料为同类材料产品的回炉铁，包括浇冒口、报废铸件。
3.根据权利要求1所述的铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺，其特征在于所述热分析仪数据指标的要求是：C含量为3.4-3.7%，Si含量为1.3-1.4%。
4.根据权利要求1所述的铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺，其特征在于所述的配料碳化硅和增碳剂分三次加入的过程分别是：第一次是加原料时与原料一同加入，第二次是冶炼过程中间加入，第三次是炉料化清后扒净炉渣后加入，三次加料过程之间的间隔时间均等相同。
5.根据权利要求1所述的铸造汽车制动毂铸件用灰铸铁的熔炼工艺，其特征在于所述《Q/HDB2016-2014制动毂成品验收条件》的指标要求是：金相组织为A型石墨，石墨长度为3-5级，珠光体大于等于95%，碳化物小于等于1%，铸件本体抗拉强度为220-300Mpa。
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