专利名称：高强度汽车制动轮毂铸造配方及工艺的制作方法
技术领域：
本发明所述的高强度汽车制动毂铸造配方及工艺属于金 属铸造，具体的技术领域属灰铸铁生产汽车制动轮毂的铸造 技术。
二 背景技术：
现有铸造汽车制动轮毂的配方中，主料一牌号为250的 灰铸铁中(HT250)已经具备所含的碳、硅、锰、磷、硫的主 要五大种主要元素，并且这些元素的含量控制在 一 定的范围 值之内.，用HT250生产的车用轮毂，基本能满足车辆轮毂刹 车制动的要求，但随着汽车技术不断向高速、重载等方向发 展，在此条件下频繁制动对汽车制动毂的使用寿命提出了更 高的要求，以前在低速轻载条件下，性能表现尚好的制动毂 也逐渐不能满足使用要求，主要表现在(1)硬度偏低，不 耐磨；(2)轮毂硬度过高，制动轮毂制动带出现硬质的亮点， 使制动带出现凹凸不平，制动异响；(3)制动产生热疲劳网 状裂纹一一龟裂，易导致制动毂断裂，使制动毂制动效果差， 使用寿命大大降低，严重影响汽车行驶的安全性，经研究、 分析、试验，采用添加合金元素的方法，解决了这一难题， 经检索尚未发现有相同的工艺配方和相关产品的报导。
发明内容
本发明的目的是针对现有汽车制动轮毂使用寿命短的缺陷， 适当增加硬度，提高耐磨性，提高抗折性，增强机械强度以
延长轮毂的使用寿命。
为了实现这一 目的，分析现有汽车制动轮毂出现缺陷的
原因，发现不同组合的合金元素能使铁水凝固朝着预期的方 向进行，生成对材料性能有益的组织，同时细化晶粒、提高 材料抗拉强度和硬度，延长产品使用寿命，从铁一碳相图可 知，铬元素在铸铁中使碳在奥氏体中的溶解度增加，因而阻 碍铁素体生核成长，是很强的珠光体促成元素，但在凝固过 程中，铬促成渗碳体的作用很强，使铸铁的白口倾向增强， 在灰铸铁中加入少量的络能使石墨细化，减少铁素体增加珠 光体。钒是强烈形成碳化物的元素，灰铸铁铁中加入钒则白 口倾向大为增强，加入量很少时，钒的作用较易控制，可以 有效地使石墨细小并使珠光体增多，从而提高铸铁的强度。 钛的影响较为复杂，一 般说来钛是很强的碳化物形成元素， 但其含量很少时它的微细化合物可作为石墨的核心，有促进 石墨化的作用。
在灰铸铁熔炼时，除了在原料材质屮已含有碳、硅、锰、
磷、硫(C、 Si、 Mn、 P、 S)元素外，新添加铬、钒、钛(Cr、 V、 Ti)三种元素，加入量分别为铬0.5-0.8%，钛0.05-0.09%， 钒0. 05-0. 09%，加入方式为铬、钒(Cr、 V)随炉料加入，出 铁水前钛(Ti)预加在前炉出铁槽中，具体熔炼工艺如下
1、 炉料准备生铁、回炉铁、废钢、铁合金、石灰石、 焦炭；炉料的块度大小合适，清除其表面附着的砂土和杂物， 金属炉料和焦炭应保持干燥；
2、 修炉修复炉膛、风口眼、炉底、过桥等
3、 检修设备保证送风设备、加料设备、前炉、冲天炉、 大浇包等工具完好、各运动部件润滑良好； 4、 烘炉与点火烘干、预热前炉及浇包；待冲天炉烘到 —定时候，分两次加入60—65cm厚底焦；
5、 加料
(1) 底焦高度适当并燃烧后关上风门，鼓风2-3分钟， 除灰后停止送风；
(2) 当焦炭燃烧到第二排风口时加入石灰石，其加入量 为批料中石灰的2倍，加入金属料根据冲天炉的大小约200 千克；
(3) 加料顺序焦炭、石灰石、废钢、新生铁、铬钒、 铁合金、回炉铁，依次循环多层， 一直加到料口的下沿为止， 各金属层总重约为200千克，每层焦炭厚度为12-16，焦炭的 加入量以能补足底焦的燃烧维持底焦的高度为准，石灰石尽 量加在炉膛中心其重量为焦炭重量的30%左右；
6、 送风，观察并控制炉内燃烧状况；
7、 在合适的时候出渣，出水前将钛(Ti)预置在出铁槽 屮，借铁水冲力冲入浇包中；
8、 炉前检査经三角试样断面呈灰色且组织较细密，证 明铁水质量合格，可进行浇注。
经上述配方改良的灰铸铁生产的汽车制动轮毂在强度和 硬度上都有较大的提高，其抗拉强度达300Mpa，布氏硬度达 2匿B。
采用本技术方案的有益效果是大大提高汽车制动轮毂的 使用寿命，传统方法生产的汽车制动轮毂只能使用3-6个月， 而本方法生产的制动轮毂可以使用10个月至12个月，比原 有的使用寿命增加了 1倍以上。
四
(无) 五具体实施例方式
本发明所述的高强度汽车制动轮毂铸造配方及工艺，具 体的实施方式如下
按熔炼材料的顺序加入焦炭、石灰石、废钢、新生铁，
加入铬为总金属重量的0。 8%，钒为总金属重量0。 09%，铁 合金、回炉铁、依次循环， 一直加到加料口的下沿为止，各 种金属层料总重量为200千克，每层焦炭厚度为14cm，层焦 的加入量以能补足底焦的燃烧、维持底焦的高度为准，石灰 石加在炉膛中心，加入重量为焦炭重量的30%。炉料装好后预 热20分钟开始鼓风，鼓风过程中通过风口窥视孔观察并控制 炉内燃烧状况，鼓风30分钟左右准备出铁，此时可将钛(Ti) 预置在出铁槽中，借铁水冲力将其冲入浇包中(无须搅拌)。 炉前检验铁水温度、成分合格后便开始浇注，IO分钟后取出 铸件，退火去应力，待其冷却至室温进行喷丸清理、机械加 工，检验后入库。
权利要求
1、一种高强度汽车制动轮毂铸造配方及工艺，其特征是在灰铸铁熔炼时除了原材质中已含有碳、硅、锰、磷、硫(C、Si、Mn、P、S)元素，新添加铬、钒、钛(Cr、V、Ti)三种元素，加入量分别为铬(Cr)0.5-0.8％、钒(V)0.05-0.09％、钛(Ti)0.05-0.09％，经熔炼、浇注、成型、退火、清砂、机械加工得到产品。
2、 按权利要求1所述的高强度汽车制动轮毂铸造配方及 工艺，其特征是铬、钒的加入方式为熔炼时随炉料加入， 钛的加入方式为出铁水前预置在出铁槽中。
3、 按权利要求1所述的高强度汽车制动轮毂铸造配方及 工艺，其特征是加料按焦炭、石灰石、废钢、新生铁、铬、 钒、铁合金、回炉铁依次循环分层加入，金属层总重量为200 千克，每层焦炭厚度为12-16cm，石灰石的加入量为焦炭重量 的纖。
全文摘要
本发明是一种高强度汽车制动轮毂铸造配方及工艺，是在溶炼灰铸铁的主料中除已经所含碳、硅、磷、硫五大元素外，另外添加铬、钒、钛三种元素。能提高硬度，增加耐磨性，也不会因制动产生热疲劳，出现网状裂纹，增加了抗拉抗折性，延长制动轮毂的使用寿命1倍以上。
文档编号C22C38/18GK101191178SQ20061005129
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月25日 优先权日2006年11月25日
发明者吴春渝, 杨方福, 黎 苏 申请人:遵义市北辰技贸有限责任公司