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5類汽車材質鑄鐵件,盤點鑄件市場變化新要求!

   2022-04-28 網絡387

1、汽車灰鑄鐵件


  在汽車上有代表性的灰鑄鐵件是汽缸體,其發展方向是薄壁高強度,其實現方式主要有兩類:一是低碳當量工藝:主要是通過降低灰鑄鐵的的C、Si含量,提高鑄鐵的強度。其主要優點是:通過改變爐后配料,容易實現,可靠性較高;不用或少用合金元素,成本較低;對爐前處理及其操作要求較松。其缺點也較明顯:碳當量低,鑄造性能不好,容易造成縮孔(松)廢品和增加鑄造應力;鑄件的加工性能、斷面均勻性較差,鑄件導熱性受到影響。二是高碳當量、合金化工藝:主要是保持灰鑄鐵的的C、Si含量在較高水平(wC>3.3%)的條件下,通過加入合金化元素如鉻、銅等,提高鑄鐵強度,目前,正在向多元微合金化提高強度的方向發展。其優點是,合金化工藝比較成熟,提高強度作用明顯;鑄造性能較好,形成縮孔(松)廢品的傾向小;鑄件的加工性能、導熱性能較好。缺點是,合金化元素加入較多,鑄件成本不僅較高,處理不好還可能影響鑄件的加工性和滲漏性;對爐前處理要求比較嚴格。


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  隨著發動機功率的提高,對灰鑄鐵的性能要求進一步提升,國內外發動機的一些缸體已采用HT300甚至HT350來制造。一汽鑄造公司已穩定地采用HT300來生產6DL、道依茨發動機缸體,同時,也儲備了HT350的生產技術。為了滿足轎車缸體高速切削加工的需要,通過優化熔煉工藝、材料及合金化工藝等措施,成功解決了缸體材質高性能與高速切削問題。
2、球墨鑄鐵件
  球墨鑄鐵在汽車上,有代表性的主要是曲軸、凸輪軸、中后橋殼、各類支架、殼體等零件。目前,正向鑄態高強度珠光體基體球墨鑄鐵(QT700-2、QT800-2、QT800-5)與鑄態高韌性鐵素體球墨鑄鐵(QT400-18、QT400-15、QT600-10)發展。主要通過優化熔煉工藝,嚴控原鐵液中的S、P含量和微量元素含量,選取適宜的球化劑、孕育劑、合金元素及加入方式,嚴格隨流孕育工藝等措施獲得。
  一汽鑄造有限公司具備各種牌號球墨鑄鐵的生產技術,為滿足載重車中后橋殼的需要,開發了鑄態QT600-5工藝,為滿足轎車曲軸需要,開發了鑄態QT800-2工藝,為滿足轎車轉向節的需要,開發了鑄態QT400-18、QT400-15工藝,并在生產中獲得應用。


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  近幾年,硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵逐漸引起國內重視,其最早由瑞典開發應用,1998年成為瑞典國家標準(SS140725),隨后在2004年納入國際標準(ISO1083),2009年我國國家標準GB/T 1348—2009)將其納入到規范性附錄。國際已發布固溶強化鐵素體球墨鑄鐵牌號QT 450- 18,QT 500-14,QT 600-10,在汽車上已成功應用。一汽鑄造有限公司研究所已研制出底盤類鑄件,目前正在試車驗證中。

3、蠕墨鑄鐵

  蠕墨鑄鐵在汽車排氣管、大馬力發動機缸蓋等汽車鑄件上獲得了廣泛應用。采用蠕墨鑄鐵制造中、大功率發動機缸蓋,一方面可以通過設計減輕缸蓋重量,另一方面也可以提高缸蓋的使用性能,提高發動機的功率。目前,蠕墨鑄鐵在大功率發動機缸體上的應用日益增多,可以減薄壁厚,取消加強筋,減重可達25%左右,在福特、奧迪等國外公司的大功率發動機缸體上已成功應用,國內一汽、濟南重汽等也有成功應用的報道。

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  蠕墨鑄鐵應用主要受其生產過程難于穩定控制的限制。SinterCast公司是瑞典一家專業從事蠕墨鑄鐵技術研究與生產設備制造的股份制公司,其產品(SinterCast蠕鐵生產控制系統)在世界三個大洲(美歐亞)均得到應用,向世界10個最大的汽車制造廠中的8家提供蠕墨鑄鐵生產技術支持,全球每月約有2萬個缸體或缸蓋產品采用蠕墨鑄鐵制造。SinterCast公司宣稱全球有95%以上的蠕墨鑄鐵產品是由其公司提供的控制系統進行生產的 。

4、等溫淬火球墨鑄鐵(ADI )

  等溫淬火球墨鑄鐵具有強度、塑性和韌性都很高的綜合機械性能,大體上分為兩類,即強度為1200 ~1600 N/mm2的高強度型和900~1200 N/mm2、伸長率為10%左右的高韌性型 。由于其材料性能優異,在歐美發達國家取得迅速發展,在卡車底盤、發動機和轎車曲軸等都成功應用了ADI產品。近年來,在歐洲的市場上,ADI在小轎車上的應用量越來越多,占整個ADI市場32%。在美國市場上,重型和輕型卡車ADI件占整個ADI市場的比重達到51%。

  在國內汽車領域,ADI零件也得到了初步的應用。湖北汽車齒輪廠為康明斯發動機生產ADI正時齒輪等。東風汽車有限公司開發了用于軍用越野車底盤懸架,17個懸架類零件由鑄鋼改成ADI,該系列零件總重量由630.62Kg,減少到380.66kg,減重率達39.6%。一汽集團載重汽車的后鋼板彈簧支架和軍車齒輪殼罩蓋(羊角)和齒輪殼等已用ADI代替。目前,國內在長春、蘇州等地已建造了等溫淬火的熱處理基地。

5、特殊鑄鐵的發展

  隨著發動機性能的提高,排氣管等一些鑄件的耐熱性要求越來越高,高硅鉬球鐵、中硅鉬蠕鐵、高鎳球鐵相續出現。一汽集團合資的道依茨發動機已批量應用高硅鉬球鐵排氣管,一汽大眾的部分增壓發動機上已批量應用高鎳球鐵排氣管,在一汽部分自主品牌發動機中,這三類鑄鐵也已開始應用。


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