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高强韧球铁曲轴的铁型覆砂工艺研究

李应明  
【摘要】: 汽车是当今社会最重要的交通运输工具之一,发动机是汽车的核心部件,曲轴又是发动机的关键。随着汽车性能要求的不断提高,发动机的功率不断增大,曲轴必将承受更大的交变载荷,对曲轴材质的强度、韧性、可靠性的要求也越来越高,普通曲轴和一般的高强度曲轴难以满足要求。 鉴于铸铁材质曲轴本身具有钢曲轴所无法比拟的经济性,开发和研究高强韧的球铁曲轴具有广阔的市场和应用前景。因此,本论文研究了高强韧球铁曲轴的铁型覆砂工艺。通过铁型覆砂铸造技术成型的球铁曲轴组织致密,力学性能较高,显著地提高了铸件的尺寸精度,表面粗糙度也大大降低,使球铁曲轴质量大为改善。生产出的QT880-6正火球墨铸铁曲轴在保持高强度的基础上,大大提高了球墨铸铁的韧性,伸长率达到了6%的平均水平。 本文利用废钢、增碳剂并适当配入生铁,通过中频感应电炉熔炼来获得合格的高质量原铁水,然后经球化孕育处理,形成球墨铸铁。此合成铸铁的熔炼方式和处理工艺为球墨铸铁生产开辟出一条新的途径。其化学化学成分为, 3.6~3.9 C%、1.8~2.4 Si%、0.25~0.6 Mn%、0.3~0.7 Cu%、≦0.05 P%、≦0.03 S%。 本文以六缸曲轴430为对象,对铁型覆砂球铁曲轴进行了工艺、工装设计。针对球铁曲轴的金属型覆砂铸造的工艺特点,制定了铁型覆砂的生产工艺参数如铸件壁厚、覆砂层厚度、金属型壁厚等。并针对曲轴生产中出现的的各种缺陷和问题,提出了行之有效的技术解决措施。 本文采用不完全奥氏体化热处理工艺提高曲轴的力学性能,制定了生产高强韧球铁曲轴的热处理工艺参数。正火温度:860℃±30℃、保温1.5±0.5小时,雾冷;回火温度:600℃±20℃、保温2.0±0.5小时,空冷。


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