一种汽车发动机锻件及其锻造方法技术

技术编号:10885975 阅读:93 留言:0更新日期:2015-01-08 15:17
本发明专利技术涉及一种汽车发动机锻件及其锻造方法,所述的发动机锻件由包括以下重量百分比的组分制成:碳:0.07~0.17,硅:0.13~0.15,镍:1.2~1.8,铬:2.2~4.5,锰:0.2~0.6,铜:0.05~0.15,钼:0.3~0.4,钛:0.5~1.2,钒:0.2~0.6余量为铁,各组分之和为100%。本发明专利技术通过合理的材料配方设计,采用粉末锻造方法进行锻造,提高了材料的利用率,锻件没有飞边,无材料损耗,机械加工余量小,制得的锻件耐高温、耐腐蚀、耐磨损、机械强度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及,所述的发动机锻件由包括以下重量百分比的组分制成:碳:0.07~0.17,硅:0.13~0.15,镍:1.2~1.8,铬:2.2~4.5,锰:0.2~0.6,铜:0.05~0.15,钼:0.3~0.4,钛:0.5~1.2,钒:0.2~0.6余量为铁,各组分之和为100%。本专利技术通过合理的材料配方设计,采用粉末锻造方法进行锻造,提高了材料的利用率,锻件没有飞边,无材料损耗,机械加工余量小,制得的锻件耐高温、耐腐蚀、耐磨损、机械强度高。【专利说明】
本专利技术涉及汽车发动机领域,具体涉及。
技术介绍
随着现代汽车发动机行业的发展,对汽车发动机厂家提出了更高的要求,汽车发动机厂家不仅要具有大批量生产的能力,也同时要具有小批量、多品种的生产技术。所以,在汽车发动机厂家现在已经普及了互换性、自动化生产,做到了流水线式生产线布置及工艺安排。而汽车发动机使用的特殊环境,使得对汽车发动机的材料及制备工艺较高。 在汽车的材料使用中,按重量计算,汽车上有71.9%的锻件。一般的汽车由车身、车箱、发动机、前桥、后桥、车架、变速箱、传动轴、转向系统等15个部件构成汽车锻件的特点是外形复杂、重量轻、工况条件差、安全度要求高。特别是汽车发动机锻件,需要锻件的材料具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、机械强度高的优点,更关系到汽车的安全性能和运行效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述缺陷,本专利技术的目的是提供一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损、机械强度高的汽车发动机锻件及其制备方法。 本专利技术的技术方案如下: 一种汽车发动机锻件,由包括以下重量百分比的组分制成:碳:0.07、.17,硅:0.13?0.15,镍:1.2?1.8,铬:2.2?4.5,锰:0.2?0.6,铜:0.05?0.15,钥:0.3?0.4,钛: 0.5?1.2,钒:0.2?0.6余量为铁,各组分之和为100%ο 优选的,所述的钛的重量百分比为0.8^1.0,钒:0.3^0.5。 钒元素是铁的优良的脱氧剂,可以细化组织晶粒,提高强度和韧性,同时钒与碳形成碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 氢化脱氢钛粉具有质量好、粒度细的特点,在粉末锻造工艺中和钒一起使用能够增加锻件的晶粒分散。 优选的,所述的钛选自氢化脱氢钛粉或离心雾化钛粉,优选氢化脱氢钛粉。 优选的,所述的镍、铬和猛的重量比例为1:2:(0.3^0.5)。 镍元素的加入能提高锻件的强度和韧性,提高淬透性,和耐腐蚀能力。镍元素的晶格常数与y-铁相近,可以形成连续固溶体,提高锻件的淬硬性,当镍元素与铬和钥一起使用时,淬透性增加尤其明显,同时也增强了锻件的抗疲劳强度。 铬元素能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用。 锰元素的加入能增加锻件的强度和硬度,起到脱氧和脱疏的功效。 在本专利技术中镍铬锰按照上述比例进行搭配使用,能够起到较好的协同作用,提升锻件的淬透性、耐磨性、强度和硬度。 铜元素加入可以提高锻件的耐腐蚀性能,提高韧性和疲劳强度,并对淬透性有一定的好处。 优选的,所述的铁粉选用10(Γ200目的雾化粉,优选100目的赫格那斯雾化粉。 优选的,所述的碳选用20(Γ400目的石墨,优选鳞片状石墨。 上述汽车发动机锻件的制备方法,包括以下步骤:(1)原料雾化制粉按以下重量百分比准备原料,碳:0.07、.17,硅:0.13^0.15,镍:1.2^1.8,铬: 2.2?4.5,锰:0.2?0.6,铜:0.05?0.15,钥:0.3?0.4,钛:0.5?1.2,钒:0.2?0.6 余量为铁,各组分之和为100%,将各组分原料加入真空感应炉冶炼,浇筑成金属块,然后将金属块加入真空感应炉-氩气雾化装置重熔,熔融的金属液体经过漏嘴流入氩气雾化装置中,用高压氩气将其雾化成粉末;(2)粉末预处理将步骤(I)中制得的粉末经过筛分后进入静电分离装置,通过静电处理除去其中的非金属杂质,然后加入真空炉中加热除去粉末表面吸附的气体;(3)热压成形将步骤(2)中预处理的粉末在真空下装入模具中,密封,热压后冷却成形,取出成形后的制品,经过锻造、淬火和时效处理制得所述汽车发动机锻件。 优选的,所述的步骤(I)中在真空感应炉中冶炼的温度为1600°C?1800°C,真空度为 0.002?0.005Pa ; 优选的,所述的步骤(I)中在真空感应炉-氩气雾化装置中重熔的温度为15000C?1700°C,真空度为0.2?0.8Pa,氩气吹喷压力为2.0?2.5MPa。 优选的,其特征在于,所述的步骤(2)中筛分后粉末的粒度为10(Γ200目,优选200目;优选的,所述的步骤(2)中真空炉中加热的温度为40(T500 °C,真空度为0.001 ?0.003Pa。 优选的,所述的步骤(3)中热压的温度为1200°C?1400°C,压力为10(Tl50MPa ; 优选的,所述的步骤(3)中锻造工艺具体为,先将成形后的制品用水压机进行自由锻预制坯,加热温度为1200°C,锻造过程中变形量为50%飞0%,然后在1300°C下用水压机进行模锻,一火锻成;优选的,所述的步骤(3)中淬火处理的具体工艺为,将锻好的制品加入9(T10(TC的热水中进行淬火处理。 本专利技术的锻件合金淬火敏感性较高,如采用空冷方式淬火,会导致锻件伸长率下降,强度低,如采用冷水进行淬火,会导致冷却不均匀,晶粒分布不均匀,而采用较高温度的热水进行淬火处理,可以使锻件的晶粒变小,分布更加均匀,伸长率和强度得到较大提升。 和现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:1.本专利技术通过合理的材料配方设计,制得了一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损、机械强度高的汽车发动机锻件。 2.本专利技术采用粉末锻造方法进行锻造,提高了材料的利用率,锻件没有飞边,无材料损耗,机械加工余量小,制得的锻件力学性能优异。 3.本专利技术锻造过程中采用先自由锻预制坯,再锻模的多次固溶锻造工艺改善了锻态混晶和粗晶组织,有利于获得均勻细小的晶粒。 4.本专利技术的淬火处理工艺使锻件的晶粒变小,分布更加均匀,伸长率和强度得到较大提升。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步说明,实施例中除特殊说明外,所有组分含量均为重量百分比。 实施例1一种汽车发动机锻件,由以下方法制得:(1)原料雾化制粉 按以下重量百分比准备原料,碳0.15,硅:0.14,镍:1.6,铬:3.2,锰:0.48,铜:0.1,钥:0.35,钛:0.8,钒:0.3余量为铁,各组分之和为100%,将各组分原料加入真空感应炉冶炼,浇筑成金属块,然后将金属块加入真空感应炉-氩气雾化装置重熔,熔融的金属液体经过漏嘴流入氩气雾化装置中,用高压氩气将其雾化成粉末;所述的钛选自氢化脱氢钛粉,所述的铁粉100目的赫格那斯雾化粉,所述的碳选用300目鳞片状石墨;其中在真空感应炉中冶炼的温度为1700°C,真空度为0.004Pa ;其中在真空感应炉-氩气雾化装置中重熔的温度为1600°C,真空度为0.5Pa,氩气吹喷压力为2.2MPa ;(2)粉末预处理将步骤(I)中制得的粉末经过筛分后进入静电分离装置,通过静电处理除去其中的非金属杂质,然后加入真空炉中加热除去粉末表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车发动机锻件,其特征在于,由包括以下重量百分比的组分制成:碳:0.07~0.17,硅:0.13~0.15,镍:1.2~1.8,铬:2.2~4.5,锰:0.2~0.6,铜:0.05~0.15,钼:0.3~0.4,钛:0.5~1.2,钒:0.2~0.6余量为铁,各组分之和为100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨奎琦夏长生谭一农
申请(专利权)人:浙江昌利锻造有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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