[发明专利]一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸铁合金领域，尤其是一种含有钒钛的铁素体球墨铸铁，具体为一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂及其生产工艺。

背景技术

汽车轮毂是受力件，在汽车行驶时做旋转运动，内孔装轴承，轮毂起支撑作用，要求具有高的强度和韧性。汽车轮毂一般采用铁素体球墨铸铁制造，常用材质牌号为QT450-10，其组织性能要求为：球化级别1～3级，铁素体含量≥70％，抗拉强度≥450MPa，延伸率≥10％。汽车铸件出于节能环保要求，趋向于高强度，以适应轻量化设计要求。因此，在满足组织要求及延伸率条件下，高强度有利于轻量化设计。

钒钛球墨铸铁由于钒钛的强化作用，强度显著高于普通球墨铸铁，但由于钒促进珠光体形成，钛干扰石墨球化，使其难以获得高的球化率、铁素体率和延伸率。因此，若能解决若能解决钒钛铁素体球墨铸铁的球化率、铁素体率和延伸率”问题，则高强度高韧性钒钛铁素体球墨铸铁可用于汽车轮毂生产。

发明内容

本发明正是基于以上技术问题，提供一种可解决钒钛铁素体球墨铸铁“三率”即球化率、铁素体率和延伸率低的技术方案，使其组织性能满足高强度高韧性汽车轮毂技术要求的一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂。

本申请的另外一个目的是提供一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂尚未生产工艺。

本发明的技术方案为：

一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂，该汽车轮毂采用钒钛铁素体球墨铸铁制造，钒钛铁素体球墨铸铁中原料成分按质量百分含量计为：C：3.3～3.6％，Si：3.0～3.4％，Mn：0.0％～0.4％，V：0.12～0.18％，Ti：0.05～0.10％，Cr：0.0％～0.08％，RE：0.040～0.060％，Mg：0.040～0.060％，余量为Fe和其它微量元素及杂质。所述的杂质包括P和S，以质量百分含量计，P≤0.06％，S≤0.02％。

一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂，其生产工艺包括如下步骤：

1)熔制原铁水：以钒钛生铁、废钢、回炉料、增碳剂、硅铁为炉料进行配料，炉料中各元素重量百分比为：C：3.3～3.6％，Si：1.5～1.9％，Mn：0.0％～0.4％，P：≤0.06％，S：≤0.05％，V：0.12～0.18％，Ti：0.05～0.10％，Cr：0.0％～0.08％，余量为Fe和其他微量元素及杂质。将配制的炉料用中频感应炉熔化，并在1400～1450℃熔炼并保温10分钟，得到原铁水；保温10分钟，可以使增碳剂完全溶解，最高熔炼温度不超过1450℃。

2)铸型准备：设计铸造工艺时，铸件收缩率取1.2％，采用顶注式浇注系统，压边冒口，铸型用石英粘土砂造型，砂芯采用树脂砂造型；

3)铁水球化、孕育处理：将浇注用铁水包进行烘烤，然后在铁水包底部放入烘烤过的球化剂，所述的球化剂为采用质量百分含量为50％的FeSiMgRE8-7与质量百分含量为50％的FeSiMgRE8-5混合的球化剂；球化剂的加入量为铁水重量的1.6％，粒度5～10mm。在球化剂的上面覆盖烘烤过的硅钡孕育剂，再压上一块1.5mm厚钢板，再将熔制好的原铁水冲入铁水包，待反应完成后扒渣，在铁水表面加入硅铁孕育剂，搅拌至完全溶解，用集渣剂除渣；

4)浇注铸件：将处理后的铁水浇入汽车轮毂铸型，浇注温度为1320℃～1350℃，铸件冷却至200℃以下打箱清理，冷却至室温后即可。

所述的硅钡孕育剂为硅钡合金，其成分及其百分含量为：Si：60～70％，Ba：2～6％，Ca：0.5～2.0％，Al：1～2％，硅钡孕育剂的添加量为铁水重量的0.8％，粒度3～8mm。所述的硅铁孕育剂为Fe-Si75，其成分及其百分含量为：Si：70～75％，余量为铁，其粒度为1～3mm，硅铁孕育剂加入量为铁水质量的0.6％。所述的聚渣剂为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩中的成分及其百分含量为：SiO₂为68～74％、Ai₂O₃为10～16％，余量为Na₂O、K₂O、Ca0、MgO、Fe₂O₃和H₂O。

铁水出炉温度控制在1410～1430℃。

采用该工艺制备出的钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂的石墨球化级别为1～3级，铁素体含量≥70％。采用该工艺制备出的钒钛铁素体球墨铸铁的抗拉强度为550MPa～650MPa，延伸率为12％～15％。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：