本发明属于合金材料或钢材料成型铸造,尤其涉及一种新型合金结构钢及转动臂铸件。
背景技术:
1、在合金材料或钢材料成型铸造过程中,由于铸件结构或者铸造工艺的原因,导致各处凝固速度不同,进而产生应力;这种应力在铸件凝固后期将铸件拉裂,形成裂纹,称为铸造热裂纹;但是铸件结构和铸造工艺往往不可变更。
2、如图1所示,转动臂的铸造中,转动臂的铸件材料为8620,转动臂中两个子部件连接处,是转动臂零件最厚的部位,且连接处设有一个浇口,是整个铸件最后凝固的地方,因此连接处会受到应力的影响,在浇注后会形成热裂纹;
3、现有的8620合金结构钢的成分主要包括c、si、mn、p、s、cr、ni和mo;其中:p元素、s元素使得8620合金结构钢易在晶界处形成多种低熔共晶,增大凝固裂纹倾向;c元素会加剧其他元素(如p元素和s元素)的有害作用;mn元素具有脱硫作用,能够改善硫化物的分布形态,提高抗裂性;si元素有利于消除结晶裂纹,但其含量超过0.4%时,易形成硅酸盐夹杂,增加裂纹倾向;ni元素在低合金钢中易与s元素、p元素形成多种低熔共晶,使结晶裂纹增大。
4、现有的转动臂铸件经磁粉探伤检测,裂纹率达30%,废品率非常高。然而,取消掉连接处的浇口,会产生缩松缺陷,废品率不降反升;尝试更改结构,也无法消除转动臂铸件连接处受到应力影响产生的裂纹。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种新型合金结构钢及转动臂铸件。
2、这种新型合金结构钢,以质量分数计,各组分占比为:
3、c:0.25~0.3%;
4、mn:0.8~1%;
5、p:0~0.035%;
6、s:0~0.035%;
7、si:0.3~0.5%;
8、ni:0~0.1%;
9、cr:0.4~0.6%;
10、mo:0.15~0.25%;
11、其余为fe。
12、采用新型合金结构钢的转动臂铸件,包括第一子部件1和第二子部件2,第一子部件1和第二子部件2在连接处3浇注连接;第一子部件1和第二子部件2材质均为新型合金结构钢;第一子部件1上设有小圆孔,第二子部件上设有大面积的圆形缺失部。
13、一种转动臂铸件的应用:用于柔性切割装置中,譬如修剪草坪的机器,小圆孔和大面积的圆形缺失部分别与柔性切割装置的零部件装配。
14、本发明的有益效果是:
15、本发明研发出新的8620合金结构钢,不用变更铸件结构以及铸造工艺,就能解决零件的热裂纹缺陷,同时零件强度变化不大,具有广泛的实用性,且新材料成本更低。本发明将新的8620合金结构钢中的c含量控制在0.25~0.3%,来弥补现有技术中8620合金结构钢内ni含量大幅下降导致的强度降低缺陷;本发明将si的含量从原有的0.15~0.35%提升至0.40%左右,该含量的si有利于消除结晶裂纹,且能够防止硅酸盐夹杂的形成,降低裂纹形成的概率;本发明将mn含量从原有的0.7~0.9%提升至0.8~1%,mn含量得到提升,意味着硫化物的分布形态能够得到更好地改善,对于抗裂性的提升幅度更大;本发明将ni的含量降低至0.049%,令其不易与s元素和p元素形成多种低熔共晶,降低裂纹形成的可能性。
16、本发明研发的新的8620合金结构钢浇注出的转动臂,能够完全避免在转动臂两个子部件连接处产生裂纹缺陷;浇注出的转动臂磁粉探伤合格率接近100%,并且新的8620合金结构钢与市面上通用的8620合金结构钢在强度(机械性能和硬度)方面极为接近,不会影响转动臂铸件的使用,能够提高铸件的抗裂程度。
1.一种新型合金结构钢,其特征在于,以质量分数计,各组分占比为:
2.一种采用如权利要求1所述新型合金结构钢的转动臂铸件,其特征在于,包括第一子部件1和第二子部件2,第一子部件1和第二子部件2在连接处3浇注连接;第一子部件1和第二子部件2材质均为新型合金结构钢;第一子部件1上设有小圆孔,第二子部件上设有大面积的圆形缺失部。
3.一种如权利要求2所述转动臂铸件的应用,其特征在于:用于柔性切割装置中,小圆孔和大面积的圆形缺失部分别与柔性切割装置的零部件装配。