CN106636964A - 一种汽车车架及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车车架，按质量百分比计包括以下组分：Zn：1‑3%，Mo：0.5‑0.9%，N：0.02‑0.05%，Cr：8‑13%，Ni：3‑6%，Ti：1‑1.2%，C：0.01‑0.03%，Mn：0.5‑0.7%，Si：0.1‑0.3%，V：0.3‑0.6%，Cu：0.5‑0.7%，Zr：0.02‑0.04%，W：0.3‑0.5%，Se：0.001‑0.003%，Si：0.8‑1.0%，P：0.025‑0.030%，S：0.003‑0.007%，稀土元素：0.3‑0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；本发明还涉及了一种汽车车架及其制备工艺，该制备工艺简单易行，制备出的汽车车架具有很好的韧性、强度。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术，尤其涉及一种汽车车架及其制备工艺。
背景技术
目前，市场上的汽车在结构设计时，车身骨架大多采用横梁与纵梁连接的 H 型结构，而横梁与纵梁之间的连接结构直接影响整个车身的结构刚度，因此横梁与纵梁连接时的装配精度要求较高，传统的汽车车架强度不够，耐腐蚀性差，使用寿命端，易磨损，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种汽车车架及其制备工艺，该制备工艺简单易行，制备出的汽车车架具有很好的韧性、强度。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种汽车车架，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：1-3%，Mo：0.5-0.9%，N：0.02-0.05%，Cr：8-13%，Ni：3-6%，Ti：1-1.2%，C：0.01-0.03%，Mn：0.5-0.7%，Si：0.1-0.3%，V：0.3-0.6%，Cu： 0.5-0.7%，Zr：0.02-0.04%，W：0.3-0.5 %，Se：0.001-0.003%，Si：0.8-1.0%，P：0.025-0.030%，S：0.003-0.007%，稀土元素：0.3-0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：5-7%，钪：5-8%，钇：3-7%，钐：10-13%，钆：5-7%，镨：6-8%，钕：11-13%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述汽车车架中，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：1%，Mo：0.5%，N：0.02，Cr：8%，Ni：3%，Ti：1%，C：0.01%，Mn：0.5%，Si：0.1%，V：0.3%，Cu：0.5%，Zr：0.02%，W：0.3 %，Se：0.001%，Si：0.8%，P：0.025%，S：0.003%，稀土元素：0.3%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：5%，钪：5%，钇：3%，钐：10%，钆：5%，镨：6%，钕：11%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
前述汽车车架中，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：3%，Mo：0.9%，N：0.05%，Cr：13%，Ni：6%，Ti：1.2%，C：0.03%，Mn：0.7%，Si：0.3%，V：0.6%，Cu：0.7%，Zr：0.04%，W：0.5 %，Se：0.003%，Si：0.8-1.0%，P：0.030%，S：0.007%，稀土元素：0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：7%，钪：8%，钇：7%，钐：13%，钆：7%，镨：8%，钕：13%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
前述汽车车架中，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：2%，Mo：0.7%，N：0.04%，Cr：11%，Ni：5%，Ti：1.1%，C：0.02%，Mn：0.6%，Si：0.2%，V：0.4%，Cu： 0.6%，Zr：0.03%，W：0.4 %，Se：0.002%，Si：0.9%，P：0.028%，S：0.005%，稀土元素：0.4%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：6%，钪：6%，钇：5%，钐：12%，钆：6%，镨：7%，钕：12%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
本发明还涉及了一种汽车车架的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据汽车车架各部件的形状以石英砂、水玻璃和膨润土为造型材料混制出铸型，并在铸型上开有浇口，然后将铸型置于烘炉中在120-150℃下进行烘干；
（2）向烘干的铸型表面喷涂一层涂料，所述的涂料按质量百分比计包含以下组分：
锆英粉：90-93%，环氧树脂：2-4%，有机膨润土：1.5-2.5%及二氧化钛：0.5-1%；
（3）将汽车车架各部件的铸造原料放置在井式坩埚电阻炉中进行熔炼，熔炼时现将坩埚预热至暗红色，同时将铸造原料放置在炉口预热，当坩埚温度到达150-170℃时，加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至400-800℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，随后用干燥的六氯乙烷制剂进行精炼除气，静置8-10min，然后在原材料液上撒布珍珠岩造渣以净化原材料液并立刻扒渣得到原材料液；
（4）将原材料液浇注做好的铸型中得到铸坯，浇注后将整个铸坯连同铸型保温10-15h，以消除残余应力，取出铸坯空冷至室温，然后对铸坯进行调质热处理；
调质热处理：采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度220-230℃，到温后保温9-11min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为200-220℃，到温后保温9-12min，第二段加热温度为285-295℃，到温后保温10-13min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为120-130℃加热，到温后保温15-18min，第二段加热温度为100-115℃加热，到温后保温9-11min；
（5）对步骤（5）中经调质热处理后的铸环坯进行冷却工序降至室温，对降至室温的铸坯进行打磨和机械加工，检验合格的即为汽车车架。
本发明的有益效果是：
铸坯经调质热处理后，抗拉强度、屈服强度、室温冲击吸收攻和硬度都达到了铸件的标准并得到了强化。
本发明中通过新的铸型配方和冶炼铸造的工艺参数，并适当提高冶炼的温度、降低浇注温度和控制浇注速度等措施可以有效的控制铸件凝固过程、实现晶粒细化和消除铸造缺陷，保证了铸件的质量。
本发明通过调质热处理，可使铸坯表面产生1-3mm厚回火马氏体组织，有效提高的其抗水蚀能力；另外，两次回火中第二次回火温度小于第一次回火温度可以减小表面和心部的温度之差，使铸坯厚度方向组织细小均匀；正火后回火进一步减小表面和心部的温度之差，从而使表面至心部性能趋于一致。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种汽车车架，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：1%，Mo：0.5%，N：0.02，Cr：8%，Ni：3%，Ti：1%，C：0.01%，Mn：0.5%，Si：0.1%，V：0.3%，Cu：0.5%，Zr：0.02%，W：0.3 %，Se：0.001%，Si：0.8%，P：0.025%，S：0.003%，稀土元素：0.3%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：5%，钪：5%，钇：3%，钐：10%，钆：5%，镨：6%，钕：11%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%；
上述汽车车架的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据汽车车架各部件的形状以石英砂、水玻璃和膨润土为造型材料混制出铸型，并在铸型上开有浇口，然后将铸型置于烘炉中在120℃下进行烘干；
（2）向烘干的铸型表面喷涂一层涂料，所述的涂料按质量百分比计包含以下组分：
锆英粉： 93%，环氧树脂：4%，有机膨润土：1.5%及二氧化钛：0.5%；
（3）将汽车车架各部件的铸造原料放置在井式坩埚电阻炉中进行熔炼，熔炼时现将坩埚预热至暗红色，同时将铸造原料放置在炉口预热，当坩埚温度到达150℃时，加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至400℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，随后用干燥的六氯乙烷制剂进行精炼除气，静置8min，然后在原材料液上撒布珍珠岩造渣以净化原材料液并立刻扒渣得到原材料液；
（4）将原材料液浇注做好的铸型中得到铸坯，浇注后将整个铸坯连同铸型保温10h，以消除残余应力，取出铸坯空冷至室温，然后对铸坯进行调质热处理；
调质热处理：采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度220℃，到温后保温9min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为200℃，到温后保温9min，第二段加热温度为285℃，到温后保温10min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为120℃加热，到温后保温15min，第二段加热温度为100℃加热，到温后保温9min；
（5）对步骤（5）中经调质热处理后的铸环坯进行冷却工序降至室温，对降至室温的铸坯进行打磨和机械加工，检验合格的即为汽车车架。
实施例2
本实施例提供一种汽车车架，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：3%，Mo：0.9%，N：0.05%，Cr：13%，Ni：6%，Ti：1.2%，C：0.03%，Mn：0.7%，Si：0.3%，V：0.6%，Cu：0.7%，Zr：0.04%，W：0.5 %，Se：0.003%，Si：0.8-1.0%，P：0.030%，S：0.007%，稀土元素：0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：7%，钪：8%，钇：7%，钐：13%，钆：7%，镨：8%，钕：13%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
上述汽车车架的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据汽车车架各部件的形状以石英砂、水玻璃和膨润土为造型材料混制出铸型，并在铸型上开有浇口，然后将铸型置于烘炉中在150℃下进行烘干；
（2）向烘干的铸型表面喷涂一层涂料，所述的涂料按质量百分比计包含以下组分：
锆英粉：93%，环氧树脂：4%，有机膨润土：2.5%及二氧化钛：0.5%；
（3）将汽车车架各部件的铸造原料放置在井式坩埚电阻炉中进行熔炼，熔炼时现将坩埚预热至暗红色，同时将铸造原料放置在炉口预热，当坩埚温度到达170℃时，加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至800℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，随后用干燥的六氯乙烷制剂进行精炼除气，静置10min，然后在原材料液上撒布珍珠岩造渣以净化原材料液并立刻扒渣得到原材料液；
（4）将原材料液浇注做好的铸型中得到铸坯，浇注后将整个铸坯连同铸型保温15h，以消除残余应力，取出铸坯空冷至室温，然后对铸坯进行调质热处理；
调质热处理：采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度230℃，到温后保温11min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为220℃，到温后保温12min，第二段加热温度为295℃，到温后保温13min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为130℃加热，到温后保温18min，第二段加热温度为115℃加热，到温后保温11min；
（5）对步骤（5）中经调质热处理后的铸环坯进行冷却工序降至室温，对降至室温的铸坯进行打磨和机械加工，检验合格的即为汽车车架。
实施例3
本实施例提供一种汽车车架，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：2%，Mo：0.7%，N：0.04%，Cr：11%，Ni：5%，Ti：1.1%，C：0.02%，Mn：0.6%，Si：0.2%，V：0.4%，Cu： 0.6%，Zr：0.03%，W：0.4 %，Se：0.002%，Si：0.9%，P：0.028%，S：0.005%，稀土元素：0.4%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：6%，钪：6%，钇：5%，钐：12%，钆：6%，镨：7%，钕：12%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
上述汽车车架的制备工艺，具体包括以下步骤：
（1）根据汽车车架各部件的形状以石英砂、水玻璃和膨润土为造型材料混制出铸型，并在铸型上开有浇口，然后将铸型置于烘炉中在120-150℃下进行烘干；
（2）向烘干的铸型表面喷涂一层涂料，所述的涂料按质量百分比计包含以下组分：
锆英粉：92%，环氧树脂：2%，有机膨润土：1.5%及二氧化钛： 1%；
（3）将汽车车架各部件的铸造原料放置在井式坩埚电阻炉中进行熔炼，熔炼时现将坩埚预热至暗红色，同时将铸造原料放置在炉口预热，当坩埚温度到达160℃时，加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至700℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，随后用干燥的六氯乙烷制剂进行精炼除气，静置9min，然后在原材料液上撒布珍珠岩造渣以净化原材料液并立刻扒渣得到原材料液；
（4）将原材料液浇注做好的铸型中得到铸坯，浇注后将整个铸坯连同铸型保温13h，以消除残余应力，取出铸坯空冷至室温，然后对铸坯进行调质热处理；
调质热处理：采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度225℃，到温后保温10min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为210℃，到温后保温11min，第二段加热温度为289℃，到温后保温12min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为125℃加热，到温后保温16min，第二段加热温度为107℃加热，到温后保温10min；
（5）对步骤（5）中经调质热处理后的铸环坯进行冷却工序降至室温，对降至室温的铸坯进行打磨和机械加工，检验合格的即为汽车车架。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种汽车车架，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：1-3%，Mo：0.5-0.9%，N：0.02-0.05%，Cr：8-13%，Ni：3-6%，Ti：1-1.2%，C：0.01-0.03%，Mn：0.5-0.7%，Si：0.1-0.3%，V：0.3-0.6%，Cu： 0.5-0.7%，Zr：0.02-0.04%，W：0.3-0.5 %，Se：0.001-0.003%，Si：0.8-1.0%，P：0.025-0.030%，S：0.003-0.007%，稀土元素：0.3-0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：5-7%，钪：5-8%，钇：3-7%，钐：10-13%，钆：5-7%，镨：6-8%，钕：11-13%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
2.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：1%，Mo：0.5%，N：0.02，Cr：8%，Ni：3%，Ti：1%，C：0.01%，Mn：0.5%，Si：0.1%，V：0.3%，Cu：0.5%，Zr：0.02%，W：0.3 %，Se：0.001%，Si：0.8%，P：0.025%，S：0.003%，稀土元素：0.3%，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：5%，钪：5%，钇：3%，钐：10%，钆：5%，镨：6%，钕：11%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
3.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：3%，Mo：0.9%，N：0.05%，Cr：13%，Ni：6%，Ti：1.2%，C：0.03%，Mn：0.7%，Si：0.3%，V：0.6%，Cu：0.7%，Zr：0.04%，W：0.5 %，Se：0.003%，Si：0.8-1.0%，P：0.030%，S：0.007%，稀土元素：0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：7%，钪：8%，钇：7%，钐：13%，钆：7%，镨：8%，钕：13%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
4.根据权利要求1所述的汽车车架，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：
Zn：2%，Mo：0.7%，N：0.04%，Cr：11%，Ni：5%，Ti：1.1%，C：0.02%，Mn：0.6%，Si：0.2%，V：0.4%，Cu： 0.6%，Zr：0.03%，W：0.4 %，Se：0.002%，Si：0.9%，P：0.028%，S：0.005%，稀土元素：0.4%，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：6%，钪：6%，钇：5%，钐：12%，钆：6%，镨：7%，钕：12%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的汽车车架的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）根据汽车车架各部件的形状以石英砂、水玻璃和膨润土为造型材料混制出铸型，并在铸型上开有浇口，然后将铸型置于烘炉中在120-150℃下进行烘干；
（2）向烘干的铸型表面喷涂一层涂料，所述的涂料按质量百分比计包含以下组分：
锆英粉：90-93%，环氧树脂：2-4%，有机膨润土：1.5-2.5%及二氧化钛：0.5-1%；
（3）将汽车车架各部件的铸造原料放置在井式坩埚电阻炉中进行熔炼，熔炼时现将坩埚预热至暗红色，同时将铸造原料放置在炉口预热，当坩埚温度到达150-170℃时，加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至400-800℃进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，随后用干燥的六氯乙烷制剂进行精炼除气，静置8-10min，然后在原材料液上撒布珍珠岩造渣以净化原材料液并立刻扒渣得到原材料液；
（4）将原材料液浇注做好的铸型中得到铸坯，浇注后将整个铸坯连同铸型保温10-15h，以消除残余应力，取出铸坯空冷至室温，然后对铸坯进行调质热处理；
调质热处理：采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度220-230℃，到温后保温9-11min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为200-220℃，到温后保温9-12min，第二段加热温度为285-295℃，到温后保温10-13min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为120-130℃加热，到温后保温15-18min，第二段加热温度为100-115℃加热，到温后保温9-11min；
（5）对步骤（5）中经调质热处理后的铸环坯进行冷却工序降至室温，对降至室温的铸坯进行打磨和机械加工，检验合格的即为汽车车架。
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