[發(fā)明專利]一種汽車排氣管支架及其制備方法

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• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107739988A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭北榮
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波億潤汽車零部件有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/32;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/30;C22C38/22;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)33243
• 代理人: 洪珊珊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車零部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及汽車排氣管支架及其制備方法。

背景技術(shù)

汽車排氣管是汽車氣動系統(tǒng)中的重要組成部分，汽車排氣管安裝穩(wěn)定性的好壞直接影響汽車運行中的安全可靠，同時對汽車的噪聲控制起到一定影響。發(fā)動機的排氣管一般都需要與發(fā)動機缸體通過固定支架固定連接，但由于發(fā)動機工作環(huán)境惡劣，排氣管受到各式各樣的振動沖擊，如果支架沖擊韌性和強度不足，使得支架由于振動損傷發(fā)生變形或斷裂，從而導(dǎo)致排氣管的損壞，影響汽車的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種汽車排氣管支架及其制備方法，使支架同時具有優(yōu)異的強度和韌性性能，延長支架使用壽命。

為了達(dá)到本發(fā)明的一個目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種汽車排氣管支架，所述支架的化學(xué)成分由以下重量百分比組分組成：

C：0.03-0.10％，N：0.22-0.48％，B：0.35-0.54％，Mn： 0.50-1.20％；Cr：12-16％，Os：0.48-0.85％，Hf：0.24-0.45％， Nb：1.5-3.8％，Ti：1.0-2.4％，Co：1.0-1.6％，Mo：0.8-1.5％，S：≤0.02％，P：≤0.03％，復(fù)合稀土：0.65-0.89％，余量為鐵。

Nb和Ti能夠與C、N和B形成彌散分布的碳氮硼化合物，這些碳氮硼化合物可以發(fā)揮固溶強化效果，以間隙固溶體的形式熔入晶格結(jié)構(gòu)中，從而產(chǎn)生了向其中引入應(yīng)變，以強化間隙固溶體的作用；且因這些碳氮硼化合物熔點很高，故能在后續(xù)的制備過程中起外來晶核的作用，從而細(xì)化晶粒。

Co和Mo作為固溶強化元素，他們的加入易在鋼組織中形成固溶體而使鋼組織強化。

Os和Hf為高硬度元素，而B元素能夠插入到Os和Hf密排六方結(jié)構(gòu)中的間隙位置從而形成的硼化物，Os和Hf的硼化物屬于高硬質(zhì)相，其存在能夠有效提高鋼組織的強度。且Hf具有很強的吸氫性，能起到凈化鋼成分的作用。很有意思的是，我們的實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Os或Hf在合金中單獨存在時，對合金強度的提高沒有顯著幫助，而當(dāng)二者復(fù)合存在時，二者之間以及二者與其他元素之間的相互作用，使得合金材料的強度大幅度提高。

稀土具有很高的化學(xué)活性，與鋼中氧、硫、氫等雜質(zhì)元素有很強的親和力和吸附能力，凈化鋼成分；另外稀土元素可以細(xì)化晶粒以及改變鋼中夾雜物的分布和組成，改善鋼材料的性能，如提高強度、韌性和耐腐蝕性。

具有高強度和好的韌性的鋼鐵材料是最理想的。但是，實際上這兩方面的性能是互相矛盾的，往往提高了強度，卻降低了塑韌性，提高了塑韌性，強度又出現(xiàn)不足。本發(fā)明正是復(fù)合使用化學(xué)成分C、N、B、Mn、Al、Cr、Os、Hf、Nb、Ti、Co、Ir、S、 P和復(fù)合稀土，余量為鐵，通過嚴(yán)格控制每種元素的含量，使材料具有優(yōu)異的強度、韌性、耐腐蝕性能等，綜合性能優(yōu)異。

作為優(yōu)選，所述支架的化學(xué)成分滿足5≤(Nb+Ti)/(C+N+B) ≤8。Nb和Ti與C、N和B的結(jié)合，可以有效抑制Cr生成碳氮硼化合物，降低Cr的碳氮硼化合物帶來的韌性和強度降低的影響，因此Nb和Ti與C、N和B的比例需要嚴(yán)格控制，如果C、 N和B含量過多，與Nb和Ti結(jié)合后，再與Cr結(jié)合，會降低剛的性能。

作為優(yōu)選，所述支架的化學(xué)成分滿足2≤(Os+Hf)/B≤3。 Os、Hf和B的比例處于嚴(yán)格的范圍，Os和Hf過多，會降低鋼材料的韌性。

作為優(yōu)選，所述復(fù)合稀土包括Yb、Ce、Pr、Nd、Er、Gd中的兩種或兩種以上。進(jìn)一步優(yōu)選，所述復(fù)合稀土由Yb：18-22％、 Ce：20-26％、Er：27-32％和Gd：26-30％組成。

為了達(dá)到本發(fā)明的另一個目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種汽車排氣管支架的制備方法，將稱量好的化學(xué)成分在惰性氣體下于微波高溫爐中加熱至700-740℃，并保持5-10min，降至 600-650℃后進(jìn)行澆鑄，獲得鑄坯，鑄坯進(jìn)行后續(xù)熱處理。

所述的微波高溫爐頻率為2.0-2.5GHz、功率為4.5-6KW，配置紅外探測頭來測量材料的溫度，在熔化過程中通過手動調(diào)節(jié)微波功率來控制溫度。微波能在短時間內(nèi)達(dá)到加熱效果，并且能均勻加熱，此外，微波具有獨特的微波效應(yīng)，使用微波熔化合金，可以有效去除熔體中的氣體，從而提高鑄坯的致密度，同時合金組織從粗大的柱狀晶變成均勻細(xì)小的晶粒，鑄坯的微觀結(jié)構(gòu)得到改善。