[發明專利]一種球墨鑄鐵合金及其在薄壁型液力緩速器葉輪中的應用

有效

• 申請號: 201410037533.7
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103789604A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 耿彤
• 申請（專利權）人: 蘇州雷姆斯汽車工程有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;F16D57/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明屬于一種球墨鑄鐵合金技術領域，具體涉及一種球墨鑄鐵合金及其在薄壁型液力緩速器葉輪中的應用。

背景技術

由于液力緩速器葉輪需要較高的強度和剛度，因此目前主要采用合金鋼來鑄造成型。一些重型卡車中用到的高端液力緩速器葉輪設計中，邊緣厚度僅1mm，因合金鋼在澆鑄此類薄壁元件時流動性差，很難澆鑄成型出結構復雜和精密的鑄件。

鑄鐵，特別是球墨鑄鐵雖然可鑄性理想，價格合適，但剛度、強度不夠，因此無法直接用于液力緩速器葉輪的鑄造，球墨鑄鐵的合金改善法有較長的歷史，配方各異，工藝復雜，不同的產品有不同的性能要求，常規球墨鑄鐵鑄出的此類薄壁元件，在3000-4000N.m的大扭矩和大轉速下易崩裂、斷裂，造成整個機體報廢，目前還沒有合適的球墨鑄鐵合金可以成功鑄造薄壁型液力緩速器葉輪。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是缺少合適的球墨鑄鐵合金鑄造出薄壁型液力緩速器葉輪，為了克服以上不足，提供了一種球墨鑄鐵合金及其在薄壁型液力緩速器葉輪中的應用。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：所述一種球墨鑄鐵合金，按重量百分比計包括以下組分：3.0-3.5%的C、2.5-2.9%的Si、0.3-0.5%的Mn、0.05-0.07%的Cr、1.57-1.60%的Ni、0.60-0.65%的Cu、89-92%的Fe和余量的痕量元素。

優選地是，所述痕量元素中S≤0.02%，P≤0.01%，其中百分比是基于所述薄壁型液力緩速器葉輪用球墨鑄鐵合金所有組分的總重量的重量百分比。

優選地是，按重量百分比計包括以下組分：3.1%的C、2.7%的Si、0.3%的Mn、0.07%的Cr、1.60%的Ni、0.62%的Cu、91%的Fe和余量的痕量元素。

本發明還提供了上述球墨鑄鐵合金用于澆鑄薄壁型液力緩速器葉輪的方法，包括如下步驟：

1）以球墨鑄鐵為基材，在電爐中熔煉；

2）向步驟1）中熔融的鐵水中加入適量的Cu、Si、Ni和Mn；

3）向步驟2）中的合金液中加入球化劑進行球化處理；

4）對步驟3）球化處理后的合金水加入孕育劑進行孕育處理；

5）將步驟4）孕育處理后的合金水澆鑄到模殼中成型；

6）在780-820℃保溫2-3小時退火，然后隨爐冷卻到620-640℃，取出室溫自然冷卻，清砂，修型后制得薄壁型液力緩速器葉輪。

優選地是，所述球墨鑄鐵為QT-400-18或QT-400-10。

優選地是，所述步驟5）中澆鑄溫度為1350-1380℃。

本發明提供的技術方案通過加入Cu、Si、Ni和Mn等元素，改善了球墨鑄鐵的流動性，使其更利于型腔的填充，因此可以澆鑄出復雜精密的鑄件，同時澆鑄的產品強度接近45號鋼，澆鑄出的薄壁型液力緩速器葉輪邊緣無破口、無夾渣，克服了運行中易崩裂的缺陷和隱患。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作詳細描述：

本發明所述薄壁型液力緩速器葉輪的鑄造方法，包括如下步驟：

1）以球墨鑄鐵QT-400-18為基材，在電爐中熔煉；

2）向步驟1）中熔融的鐵水中加入適量的Cu、Si、Ni和Mn；

3）向步驟2）中的合金液中加入球化劑進行球化處理；

4）對步驟3）球化處理后的合金水加入孕育劑進行孕育處理；

5）在1350-1380℃的澆鑄溫度下，將步驟4）孕育處理后的合金水澆鑄到模殼中成型；

6）在820℃保溫2-3小時退火，然后隨爐冷卻到640℃，取出室溫自然冷卻，清砂，修型后制得薄壁型液力緩速器葉輪。

制備的薄壁型液力緩速器葉輪的材料為球墨鑄鐵合金，所述球墨鑄鐵合金按重量百分比計包括以下組分：3.1%的C、2.7%的Si、0.3%的Mn、0.07%的Cr、1.60%的Ni、0.62%的Cu、91%的Fe和余量的痕量元素，并且所述痕量元素中S≤0.02%，P≤0.01%。

力學性能測試數據如表一所示：

表一