一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于汽车零部件制作材料技术领域，尤其是一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料及其制备方法，解决了现有技术中汽车拔叉制作材料存在塑性较差，脆性高，热硬性差，耐磨损性能差，易变形开裂，综合使用寿命较短的问题，所述用于汽车拔叉制作的碳钢材料，包括以下原料：碳、硅、铬、锰、铝、钨、钒、锆、钼、硼和铁。本发明专利技术配方科学、配比严谨，本发明专利技术将原料铁熔炼后，进行脱氧脱硫处理，最后分批次加入剩余原料熔炼获得合金熔体，将合金熔体通氮气处理后，加精炼剂精炼，浇铸后热处理、降温即得所需的用于汽车拔叉制作的碳钢材料；本发明专利技术制备方法简单，所得碳钢材料塑性和脆性好，具有优异的热硬性和耐磨损性，使用寿命得以大大延长。使用寿命得以大大延长。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及汽车零部件制作材料
，尤其涉及一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]拨叉是汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。汽车拔叉是一种特殊的拔叉，其主要用于离合器换档，因此具有使用频繁的特点，且其维修成本较高，因此要求其具有高寿命。
[0003]现有的汽车拔叉设备制作材料主要为碳钢材料，汽车拔叉制作用碳钢材料生产工艺简单，铸造性能优良，但其存在塑性较差，脆性高，热硬性差，耐磨损性能差，易变形开裂，因此综合使用寿命较短。
[0004]中国专利技术专利CN106367684A公开了一种汽车拔叉，所述汽车拔叉的成分按质量百分比成分为：C：0.03
‑
0.05%，Cr：2.61
‑
2.63%，Si：0.12
‑
0.15%，Mg：0.25
‑
0.27%，Mn：0.45
‑
0.47%，Ni：2.66
‑
2.68%，Mo：0.02
‑
0.05%，Al：0.015
‑
0.035%，Zn：5.21
‑
5.23%，Co：0.25
‑
0.28%，Ti：0.07
‑
0.09%，N≤0.007%，余量为Fe。该专利通过热处理，虽能在一定程度上避免有害元素晶界偏聚及粗大碳化物析出，从而防止降低拔叉的冲击韧性和疲劳强度。但同样存在塑性较差，脆性高，易变形开裂等缺陷。基于上述陈述，本专利技术提出了一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中汽车拔叉制作材料存在塑性较差，脆性高，热硬性差，耐磨损性能差，易变形开裂，综合使用寿命较短的问题，而提出的一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料及其制备方法。
[0006]一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料，碳0.37
‑
0.55%、硅0.35
‑
0.65%、铬0.05
‑
0.2%、锰0.8
‑
1.5%、铝1.0
‑
1.4%、钨0.01
‑
0.02%、钒0.03
‑
0.08%、锆0.08
‑
0.12%、钼0.2
‑
0.5%、硼0.01
‑
0.03%，余量为铁。
[0007]优选的，所述用于汽车拔叉制作的碳钢材料，包括以下重量百分比的原料：碳0.4
‑
0.5%、硅0.4
‑
0.6%、铬0.1
‑
0.16%、锰1
‑
1.4%、铝1.1
‑
1.3%、钨0.012
‑
0.018%、钒0.04
‑
0.06%、锆0.09
‑
0.11%、钼0.3
‑
0.4%、硼0.015
‑
0.025%，余量为铁。
[0008]优选的，所述用于汽车拔叉制作的碳钢材料，包括以下重量百分比的原料：碳0.45%、硅0.5%、铬0.14%、锰1.2%、铝1.2%、钨0.015%、钒0.05%、锆0.1%、钼0.35%、硼0.02%，余量为铁。
[0009]制备方法，包括以下步骤：S1、称取原料碳、硅、铬、锰、铝、钨、钒、锆、钼、硼和铁，备用；S2、将原料铁加入到真空感应熔炼炉中，以5
‑
8kw/min的速率增加电源功率至52
‑
58kW，熔炼至铁完全熔化后，加入铁液总量2
‑
5%的脱氧脱硫剂，搅拌混合5
‑
10min，得纯净铁
液；S3、边搅拌边将碳、硅、锰和铝依次加入到步骤S2的纯净铁液中，以0.8
‑
1.5kw/min的速率增加电源功率至64
‑
70kW，搅拌熔炼8
‑
12min后，边搅拌边依次加入铬、钨、钒、锆、钼和硼，继续熔炼至完全合金化，得合金熔体；S4、将电源功率以0.5
‑
0.8kw/min的速率降至50
‑
55kW，抽真空至2
×
10
‑3Pa
‑5×
10
‑3Pa，向步骤S3中的合金熔体中通入氮气至15
‑
22Pa，加精炼剂精炼处理10
‑
20min，得精炼合金熔体；S5、将步骤S4中所得的精炼合金熔体浇铸成型获得碳钢坯，将碳钢坯经第一次升温至580
‑
650℃，保温1
‑
2h后，经第二次升温至930
‑
950℃，保温2
‑
3h，保温完成后，降至室温，即得所需的碳钢材料。
[0010]优选的，所述步骤S2中脱氧脱硫剂为质量比22
‑
28:4
‑
7:1
‑
1.5的碳酸钙镁石、硅酸铝钠和氧化钕的复配物。
[0011]优选的，所述步骤S4中精炼剂为质量比7
‑
9:1:1
‑
3的氯化钠、氟化钪和碳化硅的复配物。
[0012]优选的，所述步骤S4中精炼剂的加入量为合金熔体总量的0.5
‑
1%。
[0013]优选的，所述步骤S5中第一次升温速率为180
‑
220℃/h，第二次升温速率为90
‑
120℃/h。
[0014]优选的，所述步骤S5中降温操作具体指：先以35
‑
45℃/h的速率风冷至680
‑
720℃，然后以70
‑
90℃/h的速率风冷至350
‑
380℃，保温3
‑
4h，最后进行水淬使其快速降至室温。
[0015]本专利技术提出的一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料，具有以下有益效果：1、本专利技术采用碳、硅、铬、锰、铝、钨、钒、锆、钼、硼和铁为原料制得汽车拔叉制作的碳钢材料，配方科学、配比严谨，本专利技术将原料铁熔炼后，进行脱氧脱硫处理，最后分批次加入剩余原料熔炼获得合金熔体，将合金熔体通氮气处理后，加精炼剂精炼，浇铸后热处理、降温即得所需的用于汽车拔叉制作的碳钢材料；本专利技术制备方法简单，所得碳钢材料塑性和脆性好，具有优异的热硬性和耐磨损性，使用寿命得以大大延长。
[0016]2、本专利技术通过合理的原料选用，并对浇铸后的碳钢坯进行热处理，有效的均匀了碳钢材料中的化学成分，避免了某些元素的聚集，进而避免了碳钢材料表面易开裂，内部易形成孔隙的缺陷，本专利技术所得碳钢材料综合质量稳定均一。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。
[0018]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：碳0.37
‑
0.55%、硅0.35
‑
0.65%、铬0.05
‑
0.2%、锰0.8
‑
1.5%、铝1.0
‑
1.4%、钨0.01
‑
0.02%、钒0.03
‑
0.08%、锆0.08
‑
0.12%、钼0.2
‑
0.5%、硼0.01
‑
0.03%，余量为铁。2.根据权利要求1所述的一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料，其特征在于，碳0.4
‑
0.5%、硅0.4
‑
0.6%、铬0.1
‑
0.16%、锰1
‑
1.4%、铝1.1
‑
1.3%、钨0.012
‑
0.018%、钒0.04
‑
0.06%、锆0.09
‑
0.11%、钼0.3
‑
0.4%、硼0.015
‑
0.025%，余量为铁。3.根据权利要求1所述的一种用于汽车拔叉制作的碳钢材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：碳0.45%、硅0.5%、铬0.14%、锰1.2%、铝1.2%、钨0.015%、钒0.05%、锆0.1%、钼0.35%、硼0.02%，余量为铁。4.一种根据权利要求1
‑
3任一项所述的用于汽车拔叉制作的碳钢材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、称取原料碳、硅、铬、锰、铝、钨、钒、锆、钼、硼和铁，备用；S2、将原料铁加入到真空感应熔炼炉中，以5
‑
8kw/min的速率增加电源功率至52
‑
58kW，熔炼至铁完全熔化后，加入铁液总量2
‑
5%的脱氧脱硫剂，搅拌混合5
‑
10min，得纯净铁液；S3、边搅拌边将碳、硅、锰和铝依次加入到步骤S2的纯净铁液中，以0.8
‑
1.5kw/min的速率增加电源功率至64
‑
70kW，搅拌熔炼8
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，李秀峰，詹丰设，
申请(专利权)人：温州天和汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：