CN1693525A - 汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法 - Google Patents
汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1693525A CN1693525A CNA2005100258550A CN200510025855A CN1693525A CN 1693525 A CN1693525 A CN 1693525A CN A2005100258550 A CNA2005100258550 A CN A2005100258550A CN 200510025855 A CN200510025855 A CN 200510025855A CN 1693525 A CN1693525 A CN 1693525A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron material
- gray iron
- preparation
- alloy gray
- automobile panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 15
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 title claims description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 3
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 should make P<0.08% Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
本发明涉及一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法，属合金铸铁材料制造工艺技术领域。本发明合金灰铁材料具有以下的化学组成(重量％)为：C 2.8～3.2，Si 1.8～2.2，Mn 0.6～0.9，P＜0.08，S＜0.03，Cr 0.1～0.5，Cu 0.2～1.0，Mo 0.1～0.5，Ni 0.3～0.5，Fe余量。其制备方法如下：按上述化学组成要求进行配料，将配合料置于中频感应炉内进行熔炼，熔炼温度为1300～1450℃。将制得的铸件进行表面音频感应淬火处理，在850～950℃加热，然后在空气中骤冷淬火；音频感应电源的频率为10－25KHz，输出功率为20－28KW。经表面感应淬火后，其表面硬度可达50HRC左右，淬硬层深度可超过2.5mm，并且铸态硬度为HB230，该材料具有良好的机械加工性能，完全适用于高硬度和高耐磨性表面要求的汽车覆盖件模具。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法，属合金铸铁材料制造工艺技术领域。
背景技术
汽车覆盖件凹模、凸模和压边圈等模具属拉深模，在工作过程中，要承受强烈的摩擦、径向应力及压缩应力，经常因为尺寸磨损和表面产生沟槽而报废，因此要求覆盖件模具应该具有较高的硬度和耐磨性。由于其尺寸较大且形态复杂，通常采用合金铸铁铸造而成，其中Cr-Mo铸铁因具有良好的综合性能而得到广泛应用。但是由这类合金铸铁浇铸出的覆盖件模具在进行表面处理后，如火焰淬火后，在生产使用过程中经常出现冲压出的覆盖件表面精度不够或者尺寸偏差等现象。造成这些情况的主要原因是由于模具材料成分、组织控制不当而引起模具最后淬火不良硬度不够的情况发生。因此，如何获得高品质的汽车覆盖件模具材料及模具毛坯对于提高模具使用寿命至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法。本发明的另一目的是改进现有传统使用Cr-Mo铸铁成分，并且提高模具材料最后淬火硬度以满足使用要求。
本发明一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料，其特征是具有以下的化学组成(重量％)；
C 2.8～3.2，Si 1.8～2.2，Mn 0.6～0.9，P＜0.08，S＜0.03，Cr 0.1～0.5，
Cu 0.2～1.0，Mo 0.1～0.5，Ni 0.3～0.5，Fe余量
本发明一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料的制备方法，其特征是具有以下的工艺过程和步骤：
a.按上述化学组成要求进行配料，将配好的材料放置于中频感应电炉内进行熔炼，熔炼温度为1300～1450℃；
b.将所制得的铸件进行表面淬火处理，可进行表面音频感应淬火处理工艺，音频感应热处理温度控制在850～950℃范围内，随后在空气中骤冷淬火；音频感应电电源的使用频率为10-25KHz，输出功率为20-28KW。
本发明合金灰铁材料的化学组成其确定和设计的依据是：
C是产生高碳相的基础，其生成的石墨对基体的割裂作用和铸造应力集中的有害影响在铸件承受压应力作用时较小，所以铸铁的抗拉强度较高，适用于制造在压应力作用下工作的拉深模。另外，石墨的存在已经造成大量的内缺口，因此，铸铁还具有缺口不敏感的特点，但是随着C的增加，铸铁的石墨化程度增加而变得粗大，珠光体减少而铁素体增加，硬度减小，故C应在3.2％以下，以2.8～3.2％为宜。
Si是促进C石墨化的元素，溶于铁素体中，使铁素体的强度和硬度均有提高，塑性相应有所降低，但Si含量较高时会使机械性能下降，控制在1.8～2.2％范围内。
Mn能溶于铁素体和渗碳体，增强铁和碳原子的结合力，因而它是阻碍石墨化促进碳化物形成的元素，而且它是稳定珠光体元素，能提高强度、硬度及耐磨性，但Mn含量过高会使脆性增加，另外Mn可与S化合抵消一部分S的有害作用，故Mn的含量应根据原始铁水中S的含量等因素综合考虑，控制在0.6～0.9％。
Cu能减小铸铁对断面的敏感性，改善石墨形态，促进珠光体的形成，并细化珠光体，提高珠光体的显微硬度，从而增加铸铁的耐磨性，Cu能改善韧性，产生良好的耐蚀性和导热性，与Mn、Si合用可增加流动性，有利浇铸成型，并能细化石墨，但Cu的含量过高会产生热裂倾向，故以0.2～1.0％为宜。
Cr为反石墨化作用元素，缩小γ区，有利于提高耐磨性和保持高温强度，并且Cr可增加材料的淬透性，虽然作用不如Mn和Mo，但是成本效益很高。但Cr容易促使晶粒长大，并且是碳化物的稳定元素，因此，控制在0.1～0.5％。
Mo是一种强淬透性添加剂，能细化珠光体和石墨，抗腐蚀和氧化能力较好，但Mo稳定碳化物，能强化铁素体，因此控制在0.1～0.5％。
Ni在铸铁中有轻微的石墨化作用，能溶于液体铁及奥氏体，降低奥氏体转变温度，扩大奥氏体区，细化并增加珠光体，并且是较好的淬透性添加剂，能够有效的改善低温性能，但Ni较贵，因此控制在0.3～0.5％。
S和P为有害元素，其含量均应控制在最低限度，以免产生恶化铸铁性能的不良后果，应使P＜0.08％，S＜0.03％。
本发明方法制得的合金灰铁材料具有较强的工艺加工性能和自硬性能力，在850～950℃温度范围内音频感应空淬表面硬度可达到HRC50，淬硬层深度超过2.5mm。并且铸态硬度为HB230，具有良好的机械加工性，完全适用于要求高硬度和高耐磨性表面的汽车覆盖件模具。
本发明方法制得的合金灰铁材料，其单铸试样的抗拉强度在290～330mg/mm2范围内。
具体实施方式
现将本发明的实施例叙述于后。
实施例1
采用合金灰铁的化学组成(重量％)如下：
C 3.2，Si 2.2，Mn 0.8，Cr 0.5，Cu 1.0，Mo 0.5，
Ni 0.5，P＜0.08，S＜0.03，Fe余量
将配合料放于中频感应电炉中熔炼，熔炼温度为1350℃。制得的铸件，其尺寸为φ60×150mm，作为试样；然后采用音频感应加热设备进行表面淬火处理，温度控制在850～950℃范围，冷却方式为空气冷却，使用频率为10-25KHz，输出功率为20-24KW。
经表面感应淬火后，测试结果，其表面平均硬度为52HRC，淬硬层深度为2.75mm。
实施例2
采用合金灰铁的化学组成(重量％)如下：
C 3.0，Si 2.0，Mn 0.7，Cr 0.3，Cu 0.6，Mo 0.3，
Ni 0.4，P＜0.08，S＜0.03，Fe余量
本实施例中的制备方法与上述实施例1完全相同。
经表面感应淬火后，测试结果，其表面平均硬度为50HRC，淬硬层深度为2.69mm。
实施例3
采用合金灰铁的化学组成(重量％)如下：
C 2.8，Si 1.8，Mn 0.6，Cr 0.1，Cu 0.2，Mo 0.1，
Ni 0.3，P＜0.08，S＜0.03，Fe余量
本实施例中的制备方法与上述实施例1完全相同。
经表面感应淬火后，测试结果，其表面平均硬度为51HRC，淬硬层深度为2.83mm。
Claims (2)
1.一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料，其特征是具有以下的化学组成及重量百分含量为：
C 2.8～3.2，Si 1.8～2.2，Mn 0.6～0.9，P＜0.08，S＜0.03，Cr 0.1～0.5，
Cu 0.2～1.0，Mo 0.1～0.5，Ni 0.3～0.5，Fe余量
2.如权利要求1所述的一种汽车覆盖件模具用合金灰铁材料的制备方法，其特征是具有以下的工艺过程和步骤：
a.按上述化学组成要求进行配料，将配合料放置于中频感应电炉内进行熔炼，熔炼温度为1300～1450℃；
b.将所制得的铸件进行表面处理，即进行表面音频感应淬火处理工艺，在音频感应炉内加热并制在850～950℃温度范围内，随后在空气中骤冷淬火；音频感应电炉的使用频率为10-25KHz，输出功率为20-28KW。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100258550A CN1317417C (zh) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | 汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100258550A CN1317417C (zh) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | 汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1693525A true CN1693525A (zh) | 2005-11-09 |
| CN1317417C CN1317417C (zh) | 2007-05-23 |
Family
ID=35352648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005100258550A Expired - Fee Related CN1317417C (zh) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | 汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1317417C (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101792881A (zh) * | 2010-03-18 | 2010-08-04 | 苏州凯贸铸造工业有限公司 | 制造铸铁的方法 |
| CN101942613A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-12 | 姚圣法 | 一种高强度和超高强度型钢的加工方法 |
| CN102465197A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 上海汇众汽车制造有限公司 | 提高冲压件产品质量的模具表面处理工艺 |
| CN102560504A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-11 | 上海汇众汽车制造有限公司 | 提高冲压模具寿命的表面处理复合工艺 |
| CN102676911A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-09-19 | 广州柴油机厂股份有限公司 | 一种耐磨铸铁盘及其生产工艺 |
| CN102912241A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-02-06 | 嘉兴市杰成机械有限公司 | 一种耐热耐磨的模具材料 |
| CN111334704A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-26 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种金属型浇注模具成型用高寿命灰铁及其制备方法 |
| CN113046621A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 南通虹冈铸钢有限公司 | 一种适合淬火的g25hp灰铁合金材质 |
| CN113046624A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 南通虹冈铸钢有限公司 | 一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1090605A (zh) * | 1993-02-01 | 1994-08-10 | 罗明科 | 水冷铸造热锻模用合金铸铁材料 |
| JP3440547B2 (ja) * | 1994-04-11 | 2003-08-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 高硬度析出硬化性型材 |
| JP3441514B2 (ja) * | 1994-06-14 | 2003-09-02 | 本田技研工業株式会社 | ブレーキディスクの製造方法 |
| FR2726287B1 (fr) * | 1994-10-31 | 1997-01-03 | Creusot Loire | Acier faiblement allie pour la fabrication de moules pour matieres plastiques ou pour caoutchouc |
| FR2748036B1 (fr) * | 1996-04-29 | 1998-05-22 | Creusot Loire | Acier faiblement allie pour la fabrication de moules pour matieres plastiques |
| JP3327853B2 (ja) * | 1998-11-27 | 2002-09-24 | 日本高周波鋼業株式会社 | 耐発錆性に優れた快削ステンレス系金型用鋼 |
| JP2004169177A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-17 | Daido Steel Co Ltd | 合金工具鋼及びその製造方法、並びにそれを用いた金型 |
-
2005
- 2005-05-17 CN CNB2005100258550A patent/CN1317417C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101792881A (zh) * | 2010-03-18 | 2010-08-04 | 苏州凯贸铸造工业有限公司 | 制造铸铁的方法 |
| CN101942613A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-12 | 姚圣法 | 一种高强度和超高强度型钢的加工方法 |
| CN102465197A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 上海汇众汽车制造有限公司 | 提高冲压件产品质量的模具表面处理工艺 |
| CN102560504A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-11 | 上海汇众汽车制造有限公司 | 提高冲压模具寿命的表面处理复合工艺 |
| CN102676911A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-09-19 | 广州柴油机厂股份有限公司 | 一种耐磨铸铁盘及其生产工艺 |
| CN102676911B (zh) * | 2012-05-25 | 2013-11-13 | 广州柴油机厂股份有限公司 | 一种耐磨铸铁盘及其生产工艺 |
| CN102912241A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-02-06 | 嘉兴市杰成机械有限公司 | 一种耐热耐磨的模具材料 |
| CN102912241B (zh) * | 2012-10-23 | 2016-01-27 | 嘉兴市杰成机械有限公司 | 一种耐热耐磨的模具材料 |
| CN113046621A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 南通虹冈铸钢有限公司 | 一种适合淬火的g25hp灰铁合金材质 |
| CN113046624A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 南通虹冈铸钢有限公司 | 一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法 |
| CN111334704A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-26 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种金属型浇注模具成型用高寿命灰铁及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1317417C (zh) | 2007-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100453681C (zh) | 一种高硼耐磨铸钢及其制备方法 | |
| CN104846265B (zh) | 一种超低温奥氏体耐磨球铁材质及其制备方法 | |
| CN101781734B (zh) | 钒钛铸铁及其生产方法 | |
| CN103498107A (zh) | 耐高温高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法 | |
| CN104313454B (zh) | 一种多元微合金化贝氏体灰铸铁、汽缸套及其制备方法 | |
| CN104195423B (zh) | 高碳低硅含铌铸铁制动盘及其制备方法 | |
| CN103789603A (zh) | 一种性能可调节的奥铁体球墨铸铁件及其制造方法 | |
| CN102851575A (zh) | 抗氧化性合金化灰口铸铁及其制备方法 | |
| CN101914720A (zh) | 高合金黑铁玻璃模具及其制造方法 | |
| CN104630605B (zh) | 以SiC、Al2O3为基本组元的复合陶瓷钢基材料及制备方法 | |
| CN1242087C (zh) | 高硬度高韧性耐磨钢 | |
| CN1693525A (zh) | 汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法 | |
| CN1313633C (zh) | 汽车模具用空硬型合金球铁模具材料及其制备方法 | |
| CN105441781A (zh) | 一种车轮模具的制作方法 | |
| CN105970077A (zh) | 一种高强度高韧性的球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN102268606B (zh) | 一种高耐磨压砖用模具钢 | |
| CN103614658A (zh) | 一种高强度耐磨低碳钢材料及其制备方法 | |
| CN1261607C (zh) | 强韧高硅铸钢及其制造方法 | |
| CN101555570B (zh) | 高铬镍五合金铸件及其生产工艺 | |
| CN105506256B (zh) | 一种高硬度耐磨铸铁锤头的制备方法 | |
| CN113584374A (zh) | 一种高强和高耐磨性的钒钛铸铁制动鼓 | |
| CN107541577A (zh) | 一种高强度高硬度灰铸铁的加工工艺 | |
| KR101877511B1 (ko) | 공작기계용 합금주철 및 그 제조방법 | |
| WO2007014516A1 (fr) | Acier modifié et procédé pour le fabriquer | |
| CN1804088A (zh) | 锰铬硼稀土抗磨铸铁及其制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070523 Termination date: 20150517 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |