[发明专利]载重汽车球墨铸铁整体车轮的生产方法

说明书

一：技术领域：

本发明涉及载重汽车驱动桥用20#系列车轮用球墨铸铁整体铸造的工艺方法。

二：背景技术：

目前车轮的主要材料有钢材、铝合金、镁合金以及一些复合材料和钢铝组合材料。做为载重汽车用的20#系列车轮属于钢车轮，钢制车轮的制造工艺有轮辋辊压技术、轮辐冲压技术以及前沿的辊压整体成形技术，然后成型的轮辋和轮辐经焊接而成整体车轮。型钢车轮多为LW15或LW12材料，在实际的使用过程中，其延伸率(塑性)有余而强度不足，在负载条件下(超载条件下更甚)由于强度低、延伸率高而失圆变椭，影响汽车的稳定性和平顺性，尤其在负载的交变载荷下，椭圆变形越厉害，会出现焊缝开裂、辐板安装孔及风孔处开裂，甚至轮缘处撕裂(俗称“炸边”)，给行车安全带来很大的隐患。

三：发明内容：

本发明的目的是用球墨铸铁材料采用新工艺整体铸造出车轮，以提高其性能。

实现上述目的的技术方案是：(1)车轮为整体球墨铸铁材料，所用炉料主要为生铁、铸铁回炉料、废钢和熔剂，它们的重量比为100：50-70：5-15：18-25；(2)按炉料配比放入用焦炭做燃料的熔炉内，当熔炉内温度达到1400-1450℃可出炉，在铁水包中依次加入球化剂进行球化处理，加入孕育剂进行出铁槽孕育处理和包内孕育处理，加入脱硫剂进行脱硫处理，加入浮硅孕育剂进行浮硅孕育处理，和加入转包孕育剂进行转包孕育处理，之后浇注入车轮型模内，待凝固冷却后从型模中取出按照确定尺寸加工。铁水包中所用的球化剂为FeSiMg8RE5，其用量为铁液重量的1.5-1.8％。所用的出铁槽孕育剂、包内孕育剂、转包孕育剂和浮硅孕育剂均为75Si-Fe合金，它们的用量分别是铁液重量的0.2-0.4％、0.4-0.8％、0.2-0.4％和0.2-0.4％。铁水包中所用的脱硫剂为Na₂Co₃+CaCo₃混合物，其用量为铁液重量的0.2-0.4％。配料中所用的熔剂为CaCo₃块。

用上述方法制造的载重汽车驱动桥用20#系列球墨铸铁整体车轮，它制作工艺流程短，降低了制作成本，质量易于控制。由于是整体结构有效降低了车轮的破裂损害程度，可较好地适应我国的路况和使用环境，增加了行车的安全性。

四：具体实施方式：

首先要选料：生铁用生铁Q12、Q16、一级一类；铸铁回炉料用球墨铸铁废品残缺品；废钢用45#碳素结构钢料；熔剂：用CaCo₃块，块度30-70mm。

例1：将生铁、铸铁回炉料、废钢和熔剂按重量100：50：5：18配比配好后，放入热熔炉熔炼，用一级焦炭作燃料，当熔炉内温度达到1400-1450℃可出炉，检测出铁液包容量和算出重量，在铁水包中进行球化处理，加入铁液重量的1.5％FeSiMg8RE5球化剂，球化反应时间一般不超过90秒；接着在铁水包中先后加入出铁槽孕育剂和包内孕育剂硅铁合金75Si-Fe，加入量分别为铁液重量的0.2％和0.4％；之后进行脱硫处理，加入铁液重量的0.2％的碳酸钠Na₂Co₃和碳酸钙CaCo₃混合物；之后进行浮硅孕育处理，加入铁液重量的0.2％硅铁合金75Si-Fe；之后进行转包孕育处理，加入铁液重量的0.2％硅铁合金75Si-Fe；之后浇注入车轮型模。从球化处理结束到浇注完毕须在10分钟内完成，待凝固冷却后从型模内取出车轮构件按确定的结构尺寸加工即可。

例2：炉料生铁、铸铁回炉料、废钢和熔剂按100：60：10：21配料，先后加入的球化剂、出铁槽孕育剂、包内孕育剂、脱硫剂、浮硅孕育剂和转包孕育分别为铁液重量的1.65％、0.3％、0.6％、0.3％、0.3％、和0.3％，制作工艺与例1相同。

例3炉料生铁、铸铁回炉料、废钢和熔剂按100：70：15：25配料，先后加入的球化剂、出铁槽孕育剂、包内孕育剂、脱硫剂、浮硅孕育剂和转包孕育分别为铁液重量的1.8％、0.4％、0.8％、0.4％、0.4％、和0.4％，制作工艺与例1相同。