[发明专利]一种曲轴用铜锡球铁材料

说明书

本发明涉及曲轴的合金材料，具体地说是一种曲轴用铜锡球铁材料。

目前铸造球铁曲轴均采用铜钼合金球铁材料，经美国DIALOG国际联机检索“金属文摘”及“世界专利索引”，铜锡合金球铁曲轴的相关文献均为零篇。由于钼元素在铸铁中是中强化碳化物形成元素，易阻碍石墨的析出，造成球铁的缩松，影响曲轴的强度，出现废品损失。铜钼合金价格昂贵，产品的成本相对提高。

本发明的目的，就是提供一种降低成本，提高强度能稳定珠光体避免自由渗碳体的出现，生产高牌号球铁曲轴用铜锡球铁材料。

本发明是这样实现的，一种曲轴用铜锡球铁材料，其特征在于其化学成分为C3.1-3.3％，Si2.15-2.35％，S≤0.03％，P≤0.04％，Mn0.25-0.45％，Cu0.5-0.7％，Sn0.03-0.05％，其余为Fe。

本发明由于采用锡代替钼铸造球铁曲轴，其成本低，加入锡后石墨球趋于圆整，个数增加，球径变小，并能强烈的促进珠光体的形成，使曲轴的强度提高稳定达到或超过标准。

本发明一种曲轴用铜锡球铁材料，其化学成分为C3.1-3.3％，Si2.15-2.35％，S≤0.03％，P≤0.04％，Mn0.25-0.45％，Cu0.5-0.7％，Sn0.03-0.05％，其余为Fe。首先原材料选择低锰、低硫、低磷优质生铁，采用冲天炉熔炼，温度大于1450℃出铁，进行球化处理，采用堤坝式冲入法，加入铜、锡，选用5-8稀土镁合金做球化剂，再做孕育处理，采用炉前孕育一次，将出铁水2/3加入75SiFe，然后铸型内孕育一次，再加入75SiFe作孕育剂，将同全部铁水进入型腔内，由于铜锡包内加入熔化，能提高曲轴强度和疲劳极限，铸成铜锡球铁曲轴，再将曲轴的热处理冷却方法采用旋转风雾强化进行冷却，使曲轴组织获得均匀的极细片珠光体。用锡0.03％替代钼0.2-0.35％能大大降低产品的成本，用铜锡合金球铁材料生产6150Q曲轴每支可以比铜钼合金球铁的成本降低50元。经过试验选用C3.2％，Si2.2％，S0.02％，P0.03％，Mn0.30％，Cu0.5％，Sn0.03％，其余为Fe，铸成的曲轴，其性能测试数据为抗拉强度1045MPa，延伸率4.0％，球化级别2级，石墨大小6级，球光体含量95％；选用C3.3％，Si2.2％，S0.02％，P0.03％，Mn0.30％，Cu0.6％，Sn0.04％，其余为Fe，铸成的曲轴，其性能测试数据为抗拉强度1058MPa，延伸率3.9％，球化级别2级，石墨大小6级，球光体含量95％。由于加入锡后石墨球趋于圆整，个数增加，球径变小，并能强烈的促进形成珠光体，其金相组织较好，加上采用有效的球化孕育方法和科学的热处理冷却方法，使曲轴稳定达到并能超过QT900-2标准，其球化级别为2级，球径大小为6级，珠光体含量95％，抗拉强度大于1000MPa，延伸率大于3％，通过5×10⁶次循环弯曲疲劳试验，疲劳极限310MPa。