汽車渦輪殼及排氣管用高硅鉬鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種汽車渦輪殼及排氣管用高硅鉬鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵，其含量的重量百分比是：碳為大于2.60%，硅為3.20%至3.80%，錳為小于0.30%，磷為小于0.050%，硫為小于0.020%，鎳為小于0.20%，鉬為0.40至0.90%，鎂為0.03%至0.08%，銅為小于0.20%，鈦為小于0.035%，鋁為2.50至3.50%，稀土為小于0.10%，余量為鐵，各組分含量重量百分數之和等于100%；其具有良好尺寸穩定性，較高的延展性、抗氧化性、耐熱性和耐沖擊性；因硅含量較高且鋁元素適量，從而使材料具有較好的抗氧化性能，由于含有適量的鉬元素，可提高材料的高溫機械性能。
【專利說明】汽車渦輪殼及排氣管用高硅鉬鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷進步，環境指標要求的日益嚴格，降低能耗，減少環境污染以及節約有限的資源是當今汽車工業發展所面臨的十分重要而緊迫的問題。提高發動機效率和降低廢氣排放污染是汽車發動機技術發展的主要方向，增壓器技術的使用是提高發動機效率，降低燃油消耗，減少廢氣排放的有效手段。渦輪增壓器的工作溫度較高，柴油機用渦輪增壓器的工作溫度一般在600°C左右，汽油發動機用渦輪增壓器工作溫度要高達800至900°C，特種車輛發動機用渦輪增壓器工作溫度要高達900至1050°C。隨著渦輪增壓器工作溫度要求的提高，制造渦輪增壓器的材質也在不斷的更新換代。此外，用作汽車渦輪殼及排氣管的材料不僅需要能夠耐受足夠的高溫強度，還要在長期服役在高溫作業中具有良好的尺寸穩定性和較好導熱能力，因此仍需要不斷改進汽車渦輪殼及排氣管用的耐熱材料。

【發明內容】

[0003]本發明的主要目的在于克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵，其具有彈性模量較高、抗氧化性能好、導熱系數高、熱膨脹系數小的特點，采用該材料制備汽車渦輪殼及排氣管，能夠使渦輪增壓器的使用性能和使用壽命有較大幅度提升。
[0004]本發明的目的是由以下技術方案實現的。
[0005]本發明汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵，其特征在于，其含量的重量百分比是:碳為大于2.60%,硅為3.20%至3.80%,錳為小于0.30%,磷為小于
0.050%,硫為小于0.020%,鎳為小于0.20%,鑰為0.40至0.90%,鎂為0.03%至0.08%,銅為小于0.20%，鈦為小于0.035%，鋁為2.50至3.50%，稀土為小于0.10%，余量為鐵，各組分含量重量百分數之和等于100%。
[0006]本發明汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于，依序包括以下步驟:
[0007]一、配料:原料的重量百分配比:生鐵=20%，廢鋼=17%，回爐料=60%，金屬鋁=1.20%,鑰鐵=0.35%,增碳劑=0.60%,硅鐵=0.85% ；
[0008]二、熔煉:熔煉設備采用中頻感應電爐，感應電爐的容量為3噸；將上述配好的原料按順序依次投入中頻感應電爐內，然后送電升溫；當投入的物料完全熔開，繼續將中頻感應電爐內的溫度升至攝氏1600度左右，取分光分析試片對中頻感應電爐內的料液進行分光分析； [0009]三、出湯及熔湯處理:料液的化學成分滿足要求后，爐內鋼水繼續升溫至攝氏1650度左右出湯，出湯前斷電靜置3至5分鐘后扒去鐵水表面的浮渣；將預熱充分的澆注包定位至感應電爐出鐵水口處準備出鐵水；在出鐵水過程中向包內投入預處理劑；出湯完畢后將鐵水轉運至球化處理站，采用喂絲球化工藝，使片狀石墨轉變為球狀石墨；喂絲球化完畢后除去鐵水表面浮渣，將扒渣干凈的鐵水轉運至造型線，將球化好的鐵水轉入澆注包，鐵水轉入澆注包的過程中將孕育劑隨流加入；孕育完畢后扒去鐵水表面的浮渣，得到汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵。
[0010]前述汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制備方法，其中，所述預處理劑是硅鈣鋇鋁鐵合金，(其英文名稱為Inoculant3#)，主要作用為降低鐵水的過冷度，提高鐵水凝固過程中的形核能力)，其重量百分比組成為:硅(Si)為60至70%，鈣(Ca)為1.0至2.0%、鋇(Ba)為7至11%，鋁(Al)為1.0至2.0%，余量為鐵(Fe)，各組分含量重量百分數之和等于100% ;該預處理劑的添加量為爐內鐵水重量的0.30%。
[0011]前述的汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鉻鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制備方法，其中，所述孕育劑為硅鈣鋇鋁鐵合金，(其英文名稱為Inoculiant2#)，其重量百分比組成為:硅
(Si)為 70 至 75%，鈣(Ca)為 1.0 至 2.0%，鋇(Ba)為 2 至 4%，鋁(Al)為 2.0 至 3.0%，余量為鐵(Fe)，各組分含量重量百分數之和等于100%;該孕育劑的添加量為爐內鐵水重量的0.30%。
[0012]本發明汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵的有益效果，本發明的材料是在高硅鑰耐熱鑄鐵的基礎上添加適量鋁元素，并調整了硅和鑰元素的含量，從而使材料具有較好的延展性、抗氧化性、耐熱性和耐沖擊性能，還具有良好尺寸穩定性，大幅度提升渦輪增壓器的使用壽命；其制備方法合理，成本低。
【具體實施方式】
[0013]實施例:
[0014]一、配料:主要原物料的重量百分配比:生鐵=20%，廢鋼=17%，回爐料=60%，金屬鋁=1.20%,鑰鐵=0.35%,增碳劑=0.60%,硅鐵=0.85%。
[0015]二、熔煉:熔煉設備采用中頻感應電爐，感應電爐的容量為3噸。將上述配好的原物料按順序依次投入中頻感應電爐內，然后送電升溫；當投入的物料完全熔開，繼續將中頻感應電爐內的溫度升至攝氏1600度左右，取分光分析試片對中頻感應電爐內的料液進行分光分析，分析結果見表1所示:
[0016]表1爐內料液化學成分
[0017]
【權利要求】
1.一種汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵，其特征在于，其含量的重量百分比是:碳為大于2.60%，硅為3.20%至3.80%，錳為小于0.30%，磷為小于0.050%，硫為小于0.020%,鎳為小于0.20%,鑰為0.40至0.90%,鎂為0.03%至0.08%,銅為小于0.20%,鈦為小于0.035%，鋁為2.50至3.50%，稀土為小于0.10%，余量為鐵，各組分含量重量百分數之和等于100%。
2.一種如權利要求1所述汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于，依序包括以下步驟: 一、配料:原料的重量百分配比:生鐵=20%，廢鋼=17%，回爐料=60%，金屬鋁=1.20%，鑰鐵=0.35%,增碳劑=0.60%,硅鐵=0.85% ； 二、熔煉:熔煉設備采用中頻感應電爐，感應電爐的容量為3噸；將上述配好的原料按順序依次投入中頻感應電爐內，然后送電升溫；當投入的物料完全熔開，繼續將中頻感應電爐內的溫度升至攝氏1600度左右，取分光分析試片對中頻感應電爐內的料液進行分光分析； 三、出湯及熔湯處理:料液的化學成分滿足要求后，爐內鋼水繼續升溫至攝氏1650度左右出湯，出湯前斷電靜置3至5分鐘后扒去鐵水表面的浮渣；將預熱充分的澆注包定位至感應電爐出鐵水口處準備出鐵水；在出鐵水過程中向包內投入預處理劑；出湯完畢后將鐵水轉運至球化處理站，采用喂絲球化工藝，使片狀石墨轉變為球狀石墨；喂絲球化完畢后除去鐵水表面浮渣，將扒渣干凈的鐵水轉運至造型線，將球化好的鐵水轉入澆注包，鐵水轉入澆注包的過程中將孕育劑隨流加入；孕育完畢后扒去鐵水表面的浮渣，得到汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵。
3.根據權利要求2所述汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鋁鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于，所述預處理劑是硅鈣鋇鋁鐵合金，其重量百分比組成為:硅(Si)為60至70%，鈣(Ca)為1.0至2.0%、鋇(Ba)為7至11%，鋁(Al)為1.0至2.0%，余量為鐵(Fe)，各組分含量重量百分數之和等于100% ;該預處理劑的添加量為爐內鐵水重量的0.30%。
4.根據權利要求2所述的汽車渦輪殼及排氣管用高硅鑰鉻鐵素體耐熱球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于，所述孕育劑為硅鈣鋇鋁鐵合金，其重量百分比組成為:硅(Si)為70至75%，鈣(Ca)為1.0至2.0%，鋇(Ba)為2至4%，鋁(Al)為2.0至3.0%，余量為鐵(Fe)，各組分含量重量百分數之和等于100% ;該孕育劑的添加量為爐內鐵水重量的0.30%ο
【文檔編號】B22D1/00GK103898397SQ201410146428
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】陳友三, 陳常彬, 郭志雄, 謝成興, 溫學文 申請人:天津新偉祥工業有限公司