[发明专利]一种铸钢材料及其铸件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆桥壳和平衡悬架领域，尤其是涉及的是中重型载重汽车和装载机等工程车辆桥壳和悬挂系统的铸钢材料及其铸件的制造方法。

背景技术

纵观国内工程车辆铸钢桥壳零部件，其所用的材质一般为QT500-7、ZG310-570、ZG270-500、ZG25Mn、ZG40Cr、日本JIS G5102(1991)标准中的SCW550等。各材料牌号的机械性能，见图1。各材料牌号的化学成分，见图2。由图1和图2可知，QT500-7材料脆性最大，且碳当量最高，无法焊接；虽ZG40Cr机械性能最高，但需添加铬元素，及热处理正火830-860℃+回火520-680℃，材料和热处理成本高；ZG25Mn和SCW550铸造熔炼钢水时，需要低碳钢，且需要添加较多的锰元素，热处理温度高，材料和热处理成本高，但机械性能一般；ZG270-500和ZG310-570虽材料成本和热处理成本较低，但机械性能没有优势，较一般。 随着国家“节能、减排”的总体战略要求，各汽车厂均在零部件轻量化方面下大力气研究和实施，而桥壳作为重要零部件，是重要的轻量化对象，而要在保证性能的前提下要进行轻量化减重，其中有效的手段是提高材料的性能。而汽车零部件制造商为了保证利润和生存，在提高材料性能的前提下，又不能大幅提高制造成本，迫切需要一种高强度、良好韧性、低成本的铸钢材料和制造工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供高强度、良好韧性、低成本的一种铸钢材料及其铸件的制造方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：铸钢材料，其化学成分按重量百分比组成为：

C:0.32-0.40%、Si：0.25-0.45%、Mn：0.50-0.80%、P：≤0.035%、S：≤0.035%、N：0.02-0.03%、Al：0.020-0.060%、Mo：≤0.10%、V：≤0.05%、Ni：≤0.20%、Cu：≤0.20%、Cr：≤0.25%，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选的，其原料包括按重量计算的以下组分：

35号钢：55-63份、ZG270-500钢：30-35份、生铁：0.41-0.48份、硅铁：0.06-0.34份、硅钡铝：0.08-0.1份、铝线0.049-0.06份、氮化锰铁：0.5-0.77份、低碳锰铁：0-0.25份。

优选的，ZG270-500钢和35号钢的含铁质量百分含量≥97%，生铁为GB/T 718-2005标准中的Z18，硅铁为GB/T 2272-2009标准中的FeSi75Al0.5-B，硅钡铝合金为YB/T 066-2008标准中的FeAl30Ba6Si20，低碳锰铁为GB/T 3795-2006标准中的FeMn84C0.7；氮化锰铁的主要化学成分为：Mn：72%-75%、N：3.5-4%、C：≤0.50%、Si：≤3.50%、P：≤0.30%、S：≤0.02%、其余为Fe。35号钢可以为废钢，本发明以35号钢、ZG270-500回炉料为原料主材，生铁主要增碳，硅铁主要增硅，硅钡铝主要增铝和硅及脱氧，铝线主要脱氧，氮化锰铁主要增氮和锰，低碳锰铁主要是如熔炼过程中钢水的化学成分氮含量达到目标值，而锰因烧损过多，需增锰含量时，采用低碳锰铁增加钢水锰含量。

一种上述铸钢材料的铸件的制造方法，包括如下步骤：

a.往中频炉中按重量投入ZG270-500钢30-35份和35号钢55-63份熔炼成钢水，加入除渣剂排渣；

b.往中频炉中投入生铁0.41-0.48份和硅铁0.06-0.34份，待熔化后，加入除渣剂排渣；

c.往中频炉投入氮化锰铁0.5-0.77份和低碳锰铁0-0.25份，进行增氮和增锰；

d.往中频炉投入硅钡铝0.08-0.1份，进行增铝、增硅和脱氧，将中频炉内的钢水加热至1640-1650℃后，停止中频炉加热；

e.往钢水包投入铝线0.049-0.06份，将中频炉内的钢水冲入钢水包进行出钢，往钢水包投入除渣剂排渣；

f.用钢水包浇铸砂型，浇铸温度1550-1580℃，从出钢到浇铸完成的时间控制在10分钟以内，浇铸完成后所得铸件即为铸钢材料铸件。

优选的，步骤e的砂型为V法造型，还包括如下步骤：