[发明专利]钒钛蠕墨铸铁

说明书

技术领域

本发明属于材料冶金领域，涉及一种用于汽车制动鼓的蠕墨铸铁。

背景技术

目前国内外生产汽车制动鼓的材质主要有普通灰铸铁、合金灰铸件二类。灰铸铁具有一定的硬度，但是灰铸铁制动鼓的物理力学性能、机械强度、耐低温性能及抗热疲劳性能在汽车实用过程中难以令人满意，且在使用过程中容易出现热裂纹和磨损快的现象，造成一定的安全隐患。由于通过加入合金元素可以得到高强度合金灰铸铁，目前，各国主要采用低合金灰铸铁生产制动鼓。如英美等国主要采用高C低合金V、Mo灰铸铁，俄罗斯等国主要采用Cr、Ni、Mo合金灰铸铁，由于加入了Ni、Mo等贵合金元素，使上述合金灰铸铁的生产成本较高。

因此，从运营成本及安全性角度出发，开发具有机械强度高，导热性能好，抗热疲劳性能优良、不易出现热裂纹、耐低温等综合性能优良的新型材料来代替灰铸铁材料具有重要的工程应用价值和现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒钛蠕墨铸铁，是一种用于汽车制动鼓的蠕墨铸铁，该蠕墨铸铁的机械性能、热疲劳性能和耐磨性能比灰铸铁高，导热率减震性又优于球铁，且蠕墨铸铁的比重比灰铸铁小。因此，根据本发明的蠕墨铸铁生产制动鼓既保持了灰铸铁之长，又弥补了灰铸铁之不足，因而可以提高制动鼓的使用寿命，增加制动的平稳性和可靠性，减轻铸件的自重。本发明可直接利用钒钛磁铁矿熔炼后的高温铁水(1320℃～1350℃)经电炉调整成分获得钒钛蠕墨铸铁，避免了二次熔炼过程，节约了能源。而且，本发明利用富含V、Ti元素的原料，实现了在不加入其它合金元素的条件下，使钒钛蠕墨铸铁的强度、耐磨性能和抗热疲劳性能都优于加入Ni、Mo合金元素的合金灰铸铁和钒钛灰铸铁，大大降低了成本。

根据本发明的钒钛蠕墨铸铁，按重量百分比计由如下成分组成：3.4～3.9％的碳、2.1～2.8％的硅、0.5～0.9％的锰、0.10～0.35％的钒、0.10～0.25％的钛、0.01～0.035％的残留镁、0.02～0.045％的残留稀土、不超过0.1％的磷、不超过0.07％的硫，余量为铁；其中，在钒钛蠕墨铸铁中珠光体的含量为＞50％，蠕化率＞60％。

根据本发明的钒钛蠕墨铸铁，其中，所述碳当量CE为4.3～4.8％，其中CE＝C+1/3(Si+P)。

根据本发明的钒钛蠕墨铸铁，其中，所述蠕墨铸铁可用于制备汽车的制动鼓、汽车制动盘、发动机缸体缸盖、排气歧管中的任意一种。

附图说明

通过下面结合示例性地示出一例的附图进行描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1a为根据本发明的钒钛蠕墨铸铁中石墨形态是90％蠕虫状石墨和10％球状石墨的金相组织图；

图1b根据本发明的钒钛蠕墨铸铁中基体组织为70％珠光体的金相组织图；

图2为现有的钒钛灰铸铁的金相组织图。

具体实施方式

本发明利用富含V、Ti元素的原料，实现了在不加入其它合金元素的条件下，使钒钛蠕墨铸铁的强度、耐磨性能和抗热疲劳性能都优于加入Ni、Mo合金元素的合金灰铸铁和钒钛灰铸铁，大大降低了成本。

一般铸铁中碳的存在形式为：片状石墨、蠕虫状石墨、球状石墨和碳化物，含有反球化元素钛和含硫量高的钒钛生铁或铁水无法生产球墨铸铁，只能生产钒钛灰铸铁和钒钛蠕墨铸铁。石墨在铸铁组织中存在的形态不同，其性能有很大的差异，钒钛灰铸铁的抗拉强度一般小于300MPa，延伸率小于1％，而钒钛蠕墨铸铁的抗拉强度大于350Mpa，延伸率大于1％。

本发明提供了一种钒钛蠕墨铸铁，其组分按重量百分比计由如下成分组成：3.4～3.9％的碳、2.1～2.8％的硅、0.5～0.9％的锰、0.10～0.35％的钒、0.10～0.25％的钛、0.01～0.035％的残留镁、0.02～0.045％的残留稀土、不超过0.1％的磷、不超过0.07％的硫，余量为铁；其中，在钒钛蠕墨铸铁中珠光体的含量为＞50％，蠕化率＞60％。

下面，首先说明根据本发明的钒钛蠕墨铸铁的化学成分限定在上述范围内的原因。