專利名稱：高強(qiáng)度汽車制動(dòng)輪轂鑄造配方及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的高強(qiáng)度汽車制動(dòng)轂鑄造配方及工藝屬于金 屬鑄造，具體的技術(shù)領(lǐng)域?qū)倩诣T鐵生產(chǎn)汽車制動(dòng)輪轂的鑄造 技術(shù)。
二 背景技術(shù)：
現(xiàn)有鑄造汽車制動(dòng)輪轂的配方中，主料一牌號(hào)為250的 灰鑄鐵中(HT250)已經(jīng)具備所含的碳、硅、錳、磷、硫的主 要五大種主要元素，并且這些元素的含量控制在 一 定的范圍 值之內(nèi).，用HT250生產(chǎn)的車用輪轂，基本能滿足車輛輪轂剎 車制動(dòng)的要求，但隨著汽車技術(shù)不斷向高速、重載等方向發(fā) 展，在此條件下頻繁制動(dòng)對(duì)汽車制動(dòng)轂的使用壽命提出了更 高的要求，以前在低速輕載條件下，性能表現(xiàn)尚好的制動(dòng)轂 也逐漸不能滿足使用要求，主要表現(xiàn)在(1)硬度偏低，不 耐磨；(2)輪轂硬度過高，制動(dòng)輪轂制動(dòng)帶出現(xiàn)硬質(zhì)的亮點(diǎn)， 使制動(dòng)帶出現(xiàn)凹凸不平，制動(dòng)異響；(3)制動(dòng)產(chǎn)生熱疲勞網(wǎng) 狀裂紋一一龜裂，易導(dǎo)致制動(dòng)轂斷裂，使制動(dòng)轂制動(dòng)效果差， 使用壽命大大降低，嚴(yán)重影響汽車行駛的安全性，經(jīng)研究、 分析、試驗(yàn)，采用添加合金元素的方法，解決了這一難題， 經(jīng)檢索尚未發(fā)現(xiàn)有相同的工藝配方和相關(guān)產(chǎn)品的報(bào)導(dǎo)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有汽車制動(dòng)輪轂使用壽命短的缺陷， 適當(dāng)增加硬度，提高耐磨性，提高抗折性，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度以
延長(zhǎng)輪轂的使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)這一 目的，分析現(xiàn)有汽車制動(dòng)輪轂出現(xiàn)缺陷的
原因，發(fā)現(xiàn)不同組合的合金元素能使鐵水凝固朝著預(yù)期的方 向進(jìn)行，生成對(duì)材料性能有益的組織，同時(shí)細(xì)化晶粒、提高 材料抗拉強(qiáng)度和硬度，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命，從鐵一碳相圖可 知，鉻元素在鑄鐵中使碳在奧氏體中的溶解度增加，因而阻 礙鐵素體生核成長(zhǎng)，是很強(qiáng)的珠光體促成元素，但在凝固過 程中，鉻促成滲碳體的作用很強(qiáng)，使鑄鐵的白口傾向增強(qiáng)， 在灰鑄鐵中加入少量的絡(luò)能使石墨細(xì)化，減少鐵素體增加珠 光體。釩是強(qiáng)烈形成碳化物的元素，灰鑄鐵鐵中加入釩則白 口傾向大為增強(qiáng)，加入量很少時(shí)，釩的作用較易控制，可以 有效地使石墨細(xì)小并使珠光體增多，從而提高鑄鐵的強(qiáng)度。 鈦的影響較為復(fù)雜，一 般說(shuō)來(lái)鈦是很強(qiáng)的碳化物形成元素， 但其含量很少時(shí)它的微細(xì)化合物可作為石墨的核心，有促進(jìn) 石墨化的作用。
在灰鑄鐵熔煉時(shí)，除了在原料材質(zhì)屮已含有碳、硅、錳、
磷、硫(C、 Si、 Mn、 P、 S)元素外，新添加鉻、釩、鈦(Cr、 V、 Ti)三種元素，加入量分別為鉻0.5-0.8%，鈦0.05-0.09%， 釩0. 05-0. 09%，加入方式為鉻、釩(Cr、 V)隨爐料加入，出 鐵水前鈦(Ti)預(yù)加在前爐出鐵槽中，具體熔煉工藝如下
1、 爐料準(zhǔn)備生鐵、回爐鐵、廢鋼、鐵合金、石灰石、 焦炭；爐料的塊度大小合適，清除其表面附著的砂土和雜物， 金屬爐料和焦炭應(yīng)保持干燥；
2、 修爐修復(fù)爐膛、風(fēng)口眼、爐底、過橋等
3、 檢修設(shè)備保證送風(fēng)設(shè)備、加料設(shè)備、前爐、沖天爐、 大澆包等工具完好、各運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑良好； 4、 烘爐與點(diǎn)火烘干、預(yù)熱前爐及澆包；待沖天爐烘到 —定時(shí)候，分兩次加入60—65cm厚底焦；
5、 加料
(1) 底焦高度適當(dāng)并燃燒后關(guān)上風(fēng)門，鼓風(fēng)2-3分鐘， 除灰后停止送風(fēng)；
(2) 當(dāng)焦炭燃燒到第二排風(fēng)口時(shí)加入石灰石，其加入量 為批料中石灰的2倍，加入金屬料根據(jù)沖天爐的大小約200 千克；
(3) 加料順序焦炭、石灰石、廢鋼、新生鐵、鉻釩、 鐵合金、回爐鐵，依次循環(huán)多層， 一直加到料口的下沿為止， 各金屬層總重約為200千克，每層焦炭厚度為12-16，焦炭的 加入量以能補(bǔ)足底焦的燃燒維持底焦的高度為準(zhǔn)，石灰石盡 量加在爐膛中心其重量為焦炭重量的30%左右；
6、 送風(fēng)，觀察并控制爐內(nèi)燃燒狀況；
7、 在合適的時(shí)候出渣，出水前將鈦(Ti)預(yù)置在出鐵槽 屮，借鐵水沖力沖入澆包中；
8、 爐前檢査經(jīng)三角試樣斷面呈灰色且組織較細(xì)密，證 明鐵水質(zhì)量合格，可進(jìn)行澆注。
經(jīng)上述配方改良的灰鑄鐵生產(chǎn)的汽車制動(dòng)輪轂在強(qiáng)度和 硬度上都有較大的提高，其抗拉強(qiáng)度達(dá)300Mpa，布氏硬度達(dá) 2匿B。
采用本技術(shù)方案的有益效果是大大提高汽車制動(dòng)輪轂的 使用壽命，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的汽車制動(dòng)輪轂只能使用3-6個(gè)月， 而本方法生產(chǎn)的制動(dòng)輪轂可以使用10個(gè)月至12個(gè)月，比原 有的使用壽命增加了 1倍以上。
四
(無(wú)) 五具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的高強(qiáng)度汽車制動(dòng)輪轂鑄造配方及工藝，具 體的實(shí)施方式如下
按熔煉材料的順序加入焦炭、石灰石、廢鋼、新生鐵，
加入鉻為總金屬重量的0。 8%，釩為總金屬重量0。 09%，鐵 合金、回爐鐵、依次循環(huán)， 一直加到加料口的下沿為止，各 種金屬層料總重量為200千克，每層焦炭厚度為14cm，層焦 的加入量以能補(bǔ)足底焦的燃燒、維持底焦的高度為準(zhǔn)，石灰 石加在爐膛中心，加入重量為焦炭重量的30%。爐料裝好后預(yù) 熱20分鐘開始鼓風(fēng)，鼓風(fēng)過程中通過風(fēng)口窺視孔觀察并控制 爐內(nèi)燃燒狀況，鼓風(fēng)30分鐘左右準(zhǔn)備出鐵，此時(shí)可將鈦(Ti) 預(yù)置在出鐵槽中，借鐵水沖力將其沖入澆包中(無(wú)須攪拌)。 爐前檢驗(yàn)鐵水溫度、成分合格后便開始澆注，IO分鐘后取出 鑄件，退火去應(yīng)力，待其冷卻至室溫進(jìn)行噴丸清理、機(jī)械加 工，檢驗(yàn)后入庫(kù)。
權(quán)利要求
1、一種高強(qiáng)度汽車制動(dòng)輪轂鑄造配方及工藝，其特征是在灰鑄鐵熔煉時(shí)除了原材質(zhì)中已含有碳、硅、錳、磷、硫(C、Si、Mn、P、S)元素，新添加鉻、釩、鈦(Cr、V、Ti)三種元素，加入量分別為鉻(Cr)0.5-0.8％、釩(V)0.05-0.09％、鈦(Ti)0.05-0.09％，經(jīng)熔煉、澆注、成型、退火、清砂、機(jī)械加工得到產(chǎn)品。
2、 按權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度汽車制動(dòng)輪轂鑄造配方及 工藝，其特征是鉻、釩的加入方式為熔煉時(shí)隨爐料加入， 鈦的加入方式為出鐵水前預(yù)置在出鐵槽中。
3、 按權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度汽車制動(dòng)輪轂鑄造配方及 工藝，其特征是加料按焦炭、石灰石、廢鋼、新生鐵、鉻、 釩、鐵合金、回爐鐵依次循環(huán)分層加入，金屬層總重量為200 千克，每層焦炭厚度為12-16cm，石灰石的加入量為焦炭重量 的纖。
全文摘要
本發(fā)明是一種高強(qiáng)度汽車制動(dòng)輪轂鑄造配方及工藝，是在溶煉灰鑄鐵的主料中除已經(jīng)所含碳、硅、磷、硫五大元素外，另外添加鉻、釩、鈦三種元素。能提高硬度，增加耐磨性，也不會(huì)因制動(dòng)產(chǎn)生熱疲勞，出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，增加了抗拉抗折性，延長(zhǎng)制動(dòng)輪轂的使用壽命1倍以上。
文檔編號(hào)C22C38/18GK101191178SQ20061005129
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月25日
發(fā)明者吳春渝, 楊方福, 黎 蘇 申請(qǐng)人:遵義市北辰技貿(mào)有限責(zé)任公司