本發明專利技術涉及一種適于鑄鐵產品的球墨鑄鐵合金，其具有高的機械強度、高的耐磨性和同時具有高的韌性，該球墨鑄鐵合金含２．５－３．８重量％的Ｃ、２．４－３．４重量％的Ｓｉ、０．０２－０．０８重量％的Ｐ、０．０２－０．０６重量％的Ｍｇ、０．０１－０．０５重量％的Ｃｒ、０．００２－０．０２重量％的Ａｌ、０．０００５－０．０１５重量％的Ｓ、０．０００２－０．００２重量％的Ｂ和通常的雜質作為非鐵成分，其中該合金含３．０－３．７重量％的Ｃ，２．６－３．４重量％的Ｓｉ，０．０２－０．０５重量％的Ｐ，０．０２５－０．０４５重量％的Ｍｇ，０．０１－０．０３重量％的Ｃｒ，０．００３－０．０１７重量％的Ａｌ，０．０００５－０．０１２重量％的Ｓ和０．０００４－０．００２重量％的Ｂ。該合金例如可在汽車制造中用于制備底盤部件或制動盤。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種球墨鑄鐵合金(Sphirogusslegierung)，其適于制備具有高機械強度、高耐磨性以及同時具有高韌性的鑄鐵產品，該球墨鑄鐵合金含2.5-3.8重量％的C、2.4-3.4重量％的Si、0.02-0.08重量％的P、0.02-0.06重量％的Mg、0.01-0.05重量％的Cr、0.002-0.02重量％的Al、0.0005-0.015重量％的S、0.0002-0.002重量％的B和通常的雜質作為非鐵成分。在汽車制造中應用鑄鐵合金來制備必需具有高耐磨性的鑄件，例如制動盤，其在制動過程中需將汽車動能轉變成熱能。這時該制動盤可達約850℃。在制動過程中不僅磨損制動覆層，還磨損制動盤。制動盤具有無規律的磨損，并通常仍在保修期內即需要廠商以高成本來進行替換。為使在制動盤表面上的磨損盡可能均勻地發生，對該結構提出了高的晶體結構和均勻性要求。通過適當的鑄造方法可提高均勻性。由GB 832666已知一種含1.0-2.5重量％的C、1.5-3.2重量％的Si、小于1.15重量％的Mn、小于0.5重量％的S和0.001-0.05重量％的B作為非鐵成分的鑄鐵合金。澆鑄后石墨組分呈致密狀。因為該合金不含Mg，所以不存在球形石墨或蛭石墨，而主要是存在看上去像退火鑄件的回火碳結點的石墨構成。該合金含5-10％的主要呈珠光體基體的碳化物，其結果為較低的斷裂伸長。為限制層狀石墨的形成和由此改進彈性模量，混入碲和鉍作為合金元素。通過接著的熱處理達到更高的斷裂伸長值。由US 2004/0112479-A1中已知另一種鑄鐵合金，其優選含3.7重量％的C、2.5重量％的Si、1.85重量％的Ni、0.85重量％的Cu和0.05重當％的Mo。該材料的特征為在抗拉強度為500-900 MPa時的伸長為20-16％，布氏硬度為180-290HB。這些特性在經耗時的依次包括下列步驟的熱處理后實現在750-790℃間的10-360分鐘的奧氏體化，在鹽浴中快速冷卻到300-400℃，在300-400℃間的1-3小時的 氏體等溫淬火和冷卻到室溫。經該處理后，該材料具有含奧氏體和鐵素體微結構的結構。該材料特征在于，與以通常方式經奧氏體等溫淬火的鑄鐵相化具有更容易的機械可加工性。由現有技術出發，本專利技術的目的在于提供一種鑄鐵合金，其可由盡可能廉價的元素制備，該鑄件不經附加熱處理可具有盡可能高的耐溫性和強度特別是耐磨性，并同時具有非常高的韌性。該目的是通過適于具有高機械強度、高耐磨性和同時具有高韌性的鑄鐵產品的球墨鑄鐵合金實現的，該球墨鑄鐵合金含2.5-3.8重量％的C、2.4-3.4重量％的Si、0.02-0.08重量％的P、0.02-0.06重量％的Mg、0.01-0.05重量％的Cr、0.002-0.02重量％的Al、0.0005-0.015重量％的S、0.0002-0.002重量％的B和通常的雜質作為非鐵成分，其中該合金含3.0-3.7重量％的C、2.6-3.4重量％的Si、0.02-0.05重量％的P、0.025-0.045重量％的Mg、0.01-0.03重量％的Cr、0.003-0.017重量％的Al、0.0005-0.012重量％的S和0.0004-0.002重量％的B。本專利技術的優選擴展方案由從屬權利要求給出。該合金具有盡可能優良的強度-伸長特性是有利的。其可通過使該球墨鑄鐵合金含0.1-1.5重量％、優選0.5-0.8重量％的Cu實現。其也可通過使該合金含0.1-1.0重量％、優選0.15-0.2重量％的Mn實現。此外，該合金具有盡可能優良的耐磨性是有利的。其可通過使該合金含0.1-1.5重量％、優選0.5-0.8重量％的Cu和0.1-1.0重量％、優選0.15-0.2重量％的Mn實現。其也可通過使該合金含0.1-1.5重量％、優選0.5-1.0重量％的Mn和0.05-1.0重量％、優選0.05-0.2重量％的Cu實現。本專利技術的中心意圖是提供一種鑄鐵合金，其布氏硬度大于220，并在作為制動盤應用時呈盡可能均勻的磨損。在該鑄鐵合金中的石墨可呈球狀(球形)或蠕蟲狀(蠕蟲形)，但非層狀(片狀)。含層狀石墨的制動盤雖然價格低，但其耐溫度交變性差。因此經短時間使用后即會產生所謂的受熱裂紋，該裂紋快速擴展并導致表面不平度。不平的表面再導致不均勻的溫度負荷、不均勻的磨損和導致所謂的制動尖叫響聲。本專利技術的球墨鑄鐵合金的其它應用是適于載重汽車和轎車的軸部件和底盤(Fahrwerk)部件如橫拉桿(Querlenker)、輪架和轉盤軸承，其經受高的機械和動態應力，并在汽車相撞時需塑性變形和不可斷裂。實施例1由本專利技術的球墨鑄鐵合金制成制動盤。其化學組成為3.34重量％的C、2.92重量％的Si、0.62重量％的Cu、0.17重量％的Mn、0.038重量％的Mg、0.025重量％的P、0.021重量％的Cr、0.01重量％的Al、0.001重量％的S和0.0008重量％的B，其余為Fe和通常的雜質。對該制動盤進行球粒數、石墨含量、石墨形狀和石墨大小、珠光體含量和布氏硬度進行檢驗。該制動盤的試樣經拉伸測試以確定其強度-拉伸特性。球粒數為384±76球粒/mm2。石墨含量為9.7±0.7％。按DIN ENISO 945的石墨形狀為97.9％是VI形。按DIN EN ISO 945的大小分布為45％為尺寸8，42％為尺寸7和13％為尺寸6。珠光體含量為84±1％。布氏硬度為248±3 HB。在拉伸測試中得出下列值屈服點Rp0.2＝474MPa，抗拉強度Rm＝778MPa，斷裂伸長率A5＝11.4％，彈性模量E＝165-170kN/mm2。與已知的制動盤材料相比，可測得具有明顯改進的氧化特性(見附圖說明圖1)和大大降低了的受熱裂紋形成趨勢(見圖2和3)。通過向球墨鑄鐵合金中加入銅和/或錳的混合物，其氧化特性和由此還有耐磨特性有了明顯改進。圖1示出在700℃下于空氣中氧化時的重量增加(g/m2·天)。本專利技術的材料的重量增加為約9g/m2·天，相比之下通常的制動盤的鑄鐵材料的重量增加為約21g/m2·天。為檢測受熱裂紋形成，進行如下試驗使大小為40×20×7mm的試樣經受由7秒加熱到700℃和6秒在水中驟冷構成的至少100次循環。接著制成橫斷面磨片，并在顯微鏡下檢驗和拍照。圖2示出市售制動盤的顯微照片，其具有0.4mm深的受熱裂紋。圖3示出在相同放大倍數下的本專利技術的制動盤的顯微照片，其具有0.14mm深的受熱裂紋。實施例2由本專利技術的球墨鑄鐵合金制成小驕車的橫拉桿。其化學組成為3.5重量％的C、2.85重量％的Si、0.63重量％的Cu、0.18重量％的Mn、0.038重量％的Mg、0.026重量％的P、0.029重量％的Cr、0.004重量％的Al、0.001重量％的S和0.0007重量％的B，其余為Fe和通常的雜質。經拉伸測試得出下列值屈服點Rp0.2＝465MPa，抗拉強度Rm＝757MPa，斷裂伸長率A5＝11.1％，彈性模量E＝165-170kN/mm2。布氏硬度為258±3HB。實施例3由本專利技術的球墨鑄鐵合金制成小驕車的輪架。其化學組成為3.43重量％的C、3.38重量％的Si、0.71重量％的Cu、0.2重量％的Mn、0.0本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于鑄鐵產品的球墨鑄鐵合金，其具有高的機械強度、高的耐磨性和同時具有高的韌性，該球墨鑄合金含下列成分作為非鐵組分：２．５－３．８重量％的Ｃ，２．４－３．４重量％的Ｓｉ，０．０２－０．０８重量％的Ｐ，０．０ ２－０．０６重量％的Ｍｇ，０．０１－０．０５重量％的Ｃｒ，０．００２－０．０２重量％的Ａｌ，０．０００５－０．０１５重量％的Ｓ，０．０００２－０．００２重量％的Ｂ和通常的雜質，其特征在于，該球墨鑄合金含： ３．０－３．７重量％的Ｃ，２．６－３．４重量％的Ｓｉ，０．０２－０．０５重量％的Ｐ，０．０２５－０．０４５重量％的Ｍｇ，０．０１－０．０３重量％的Ｃｒ，０．００３－０．０１７重量％的Ａｌ， ０．０００５－０．００９重量％，的Ｓ和０．０００４－０．００２重量％的Ｂ。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：W門克，R里特茲舍爾，A赫克，T里克，
申請(專利權)人：喬治費希爾汽車股份公司，
類型：發明
國別省市：CH[瑞士]
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。