一种拖车臂组件制造技术

技术编号:17770959 阅读:62 留言:0更新日期:2018-04-21 23:29
本发明专利技术公开了一种拖车臂组件,属于金属材料技术领域。拖车臂组件的原料成分及百分含量为:Be:0.5‑1%、Zr:0.5‑3.5%、C:0.6‑0.8%、Cr:0.4‑0.6%、Y:0.1‑0.5%、余量为Ni和杂质。原料中的铍和氧、硫都有极强的亲和力,除氧、除硫的能力更优于锰,可以使镍合金具有较高的温度强度和蠕变性能。钇本身耐高温和耐腐蚀,在镍合金中,可以使其本身的特性得以蔓延至合金整体,同时,钇作为一种稀土元素,可以细化镍合金的晶粒,改善镍合金的综合性能。同时,通过结合石墨网骨架来增强合金的韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种拖车臂组件
本专利技术涉及一种拖车臂组件,属于金属材料领域。
技术介绍
自19世纪后半期开始,人类生活生产中对材料的要求日益增加,钢的生产使用已经无法满足,由此人类开始着眼于其他材质的合金,以获得更多不同的性能来满足生活生产。镍合金是以镍为基础,加入一定量的碳、钼、铬、锰等元素并控制添加元素含量而组成的合金体系。镍合金具有高强度、高硬度和一定的延性,适合于作结构材料,因此被广泛应用于国防工业和民用工业中,尤其在汽车、摩托车、枪械等行业中占有重要地位。传统的拖车臂组件通常采用压力加工,使被加工的镍(坯、锭等)产生塑性变形,然后根据镍合金加工温度不同分冷加工和热加工两种。镍合金的主要加工方法有:轧制、铸造、拉拨、挤压等。方法不仅工序繁多,而且在产品的性能如强度、硬度等也有所欠缺。针对传统镍合金硬度低,不耐磨等缺点,公开号106801165A公开了一种通过添加铋、锰、铜、钨、碲等元素来提高产品的强度和熔点。然而,单纯的添加某些元素并不能很好的解决合金的压溃强度、韧性、耐腐蚀性以及降低合金中杂质元素的问题。
技术实现思路
针对上述存在的问题,本专利技术提供高强度、高韧性、耐腐蚀以及低杂质元素的拖车臂组件。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种拖车臂组件,所述的拖车臂组件包括组件本体和本体内部的石墨网骨架,其中所述组件本体由镍合金制成,所述的镍合金由如下成分及其质量百分比组成:Be:0.5-1%、Zr:0.5-3.5%、C:0.6-0.8%、Cr:0.4-0.6%、Y:0.1-0.5%、余量为Ni和杂质。在普通的镍合金原料配比中,通常使用锰作为脱氧剂和脱硫剂,虽然锰具有资源丰富、效能多样的特点,但是锰会增加镍晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性,在冶炼浇注和锻轧后冷却不当,容易使镍产生白点。本专利技术镍合金的原材料中加入铍,铍和氧、硫都有极强的亲和力,除氧、除硫的能力更优于锰,可以使镍合金具有较高的温度强度和蠕变性能。同时,原料中的锆是强有力的脱氧和脱氮元素,是除去氧、氮、硫、磷的净化剂,在镍合金中改善镍的低温韧性,作用远优于钒。钇本身耐高温和耐腐蚀,在镍合金中,可以使其本身的特性得以蔓延至合金整体,同时,钇作为一种稀土元素,可以细化镍合金的晶粒,改善镍合金的综合性能。作为优选,石墨网骨架厚度为100-200μm。石墨本身具有极好的柔韧性和延展性,其作为骨架时,使得镍合金具有良好的韧性,可以适应多种不同环境,在厚度过小时,对设备要求过高,而厚度过大时,石墨反而表现出其脆性。作为优选,石墨网骨架网孔径为10-20μm,网孔数目为100-1000个。控制石墨网骨架的网孔径和孔数,能最大限度地保证其韧性,使得镍合金在具备高强度的同时兼具韧性。作为优选,在拖车臂组件原料中,所述杂质包括P<0.06%、S<0.05%、N<0.03%、O<0.02%。控制杂质含量可以有效避免合金液浇注凝固后产生裂纹。本专利技术在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案:一种拖车臂组件的制备工艺,所述的方法包括如下步骤:(1)配料:按上述镍合金的成分及其质量百分比称取原料,将原料熔融形成合金液;(2)骨架制备:选取高纯石墨切片,先将切片碾压成薄膜,再冲成规格大小的圆膜,最后对圆膜进行打孔得石墨网骨架;(3)浇注:先向模具中倒入一层合金液,再放入一层石墨网骨架,重复操作直至模具饱和,自然冷却得镍合金;(4)后处理:将镍合金进行热处理、表面处理后得拖车臂组件成品。具有高强度兼有高韧性、低脆性转变温度的镍合金是较理想的结构材料。要使材料获得这一综合性能,可以通过细化晶粒来完成。本专利技术通过加入适量的钇来细化晶粒,同时结合内置石墨网骨架来提升产品韧性,使成形件不仅晶粒结构细小,成分分布均匀,而且零件韧性强,综合性能良好。最后,利用激光表面改性技术,在产品表面形成Ni-Si合金相,使得产品具有优异耐磨、耐蚀、耐氧化、低摩擦、不粘等优良特性。作为优选,在步骤(3)中,浇注是在充满氦气的氛围中完成。石墨虽然性质优良,但是在空气环境中,温度超过500℃后,就会被空气中的氧气氧化,惰性气体氛围能有效保护石墨,甚至在3000℃下不发生变化。作为优选,在步骤(3)中,浇注时重复浇注、铺骨架3-5次。重复浇注过程可以使石墨网骨架均匀分布在镍合金内部,充分展现石墨对镍合金带来的韧性。作为优选,在步骤(4)中,后处理包括回火处理、退火处理,其中回火处理的温度为300-800℃,回火处理时间为1-15min,退火处理的温度为300-600℃,退火处理时间为1-30min。回火与淬火相结合也能很好地细化镍合金的晶粒。作为优选,在步骤(4)中,所述表面处理具体为:先在半成品表面均匀铺上一层硅粉,设置激光波长为300-400nm,来回直射其表面,直至硅粉消失,然后调节激光波长为400-500nm,再来回直射其表面,保持1-3min,最后自然冷却得成品。激光表面改性技术可以在产品表面形成一层Ni-Si合金相层,使得产品具有耐磨、耐蚀、耐氧化、低摩擦、不粘等优良特性。与现有技术相比,本专利技术具有如下优点:(1)原料中加入铍,铍和氧、硫都有极强的亲和力,除氧、除硫的能力更优于锰,同时可以使镍合金具有较高的温度强度和蠕变性能。(2)原料中的锆是强有力的脱氧和脱氮元素,是除去氧、氮、硫、磷的净化剂,在镍合金中改善镍的低温韧性,作用远优于钒。(3)镍合金结构中加入石墨网骨架,将石墨良好的韧性嫁接至合金整体,提升合金韧性。(4)控制回火、退火温度和时间实现材料结构优化,使成形件不仅晶粒结构细小,成分分布均匀,而且零件尺寸稳定,综合性能好。(5)利用激光表面改性技术,在产品表面形成Ni-Si合金相,使得产品具有优异耐磨、耐蚀、耐氧化、低摩擦、不粘等优良特性。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例,对本专利技术的技术方案作进一步的描述,但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1配料:按上述镍合金的成分及其质量百分比称取原料,包括Be:0.8%、Zr:2%、C:0.7%、Cr:0.5%、Y:0.3%、余量为Ni和杂质,其中杂质包括P<0.06%、S<0.05%、N<0.03%、O<0.02%,将原料熔融形成合金液。骨架制备:选取高纯石墨块体,对其进行切片处理,利用碾压机将切片碾压形成厚度为150μm的石墨薄膜,再利用冲片机将石墨薄膜冲成规格大小的圆膜,最后利用打孔机在石墨薄膜上打孔,孔径为15μm,孔数为500个形成石墨网骨架。浇注:在充满氦气的环境中,先向模具中倒入一层合金液,待其稍冷,放上一层石墨网骨架,合金液与石墨网骨架交替置入模具中,根据产品的实际厚度,重复操作4次得镍合金。后处理:先对镍合金进行热处理,包括回火和退火处理,其中回火处理的温度为500℃,回火处理时间为10min,退火处理的温度为450℃,退火处理时间为15min,经机加工后得拖车臂组件半成品,再在半成品表面均匀铺上一层硅粉,设置激光波长为350nm,来回直射其表面,直至硅粉消失,然后调节激光波长为450nm,再来回直射其表面,保持2min,最后自然冷却得成品。实施例2配料:按上述镍合金的成分及其质量百分比称取原料,包括Be:0.5%、Zr:0.5%、C:0.6%、Cr:0.4%、Y:0.1%、余量为Ni和杂质,其中杂质包括P<0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拖车臂组件,其特征在于,所述的拖车臂组件包括组件本体和本体内部的石墨网骨架,其中所述组件本体由镍合金制成,所述的镍合金由如下成分及其质量百分比组成:Be:0.5‑1%、Zr:0.5‑3.5%、C:0.6‑0.8%、Cr:0.4‑0.6%、Y:0.1‑0.5%、余量为Ni和杂质。

【技术特征摘要】
1.一种拖车臂组件,其特征在于,所述的拖车臂组件包括组件本体和本体内部的石墨网骨架,其中所述组件本体由镍合金制成,所述的镍合金由如下成分及其质量百分比组成:Be:0.5-1%、Zr:0.5-3.5%、C:0.6-0.8%、Cr:0.4-0.6%、Y:0.1-0.5%、余量为Ni和杂质。2.根据权利要求1所述的拖车臂组件,其特征在于,所述石墨网骨架厚度为100-200μm。3.根据权利要求1所述的拖车臂组件,其特征在于,所述石墨网骨架网孔径为10-20μm,网孔数目为100-1000个。4.根据权利要求1所述的拖车臂组件,其特征在于,所述杂质包括P<0.06%、S<0.05%、N<0.03%、O<0.02%。5.一种拖车臂组件的制备工艺,其特征在于,所述的方法包括如下步骤:(1)配料:按权利要求1所述镍合金的成分及其质量百分比称取原料,将原料熔融形成合金液;(2)骨架制备:选取高纯石墨切片,先将切片碾压成薄膜,再冲成规格大小的圆膜,最后对圆膜进行打孔...

【专利技术属性】
技术研发人员:李光龙
申请(专利权)人:宁波市鄞州龙腾工具厂
类型:发明
国别省市:浙江,33

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