本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸是汽車傳動(dòng)系中傳遞動(dòng)力的重要部件，它的作用是與變速箱、驅(qū)動(dòng)橋一起將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給車輪，使汽車產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料一般使用輕而抗扭性佳的合金材料制成。在以燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的比較大型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料中，可以使用含3.0%以上鎳的低合金鋼，但是含有該范圍鎳的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料磁特性不好，會(huì)降低發(fā)電機(jī)的效率。另外，鎳雖然降低磁特性，但是由于是改善淬火性的必須成分，很難降低其含量。
授權(quán)公告號(hào)cn104152812b的發(fā)明專利提供了一種加入稀土永磁材料的永磁鐵氧體轉(zhuǎn)子合金材料，用該合金材料制成的實(shí)心電機(jī)轉(zhuǎn)子具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱性能，增加電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。考慮到稀土元素的優(yōu)良順磁、耐高溫、硬度強(qiáng)的特性，可以在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的材料中加入稀土元素來(lái)提高其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，增加電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料及其制備方法，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料通過(guò)添加多種金屬元素和稀土元素，提高了導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，降低了淬火性，機(jī)械性能良好。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料，由如下重量百分比的成分組成：碳1～3%、硅0.02～0.06%、錳0.02～0.08%、鎳1.5～1.8%、鐠0.06～0.12%、銦0.03～0.10%、錫0.12～0.16%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，由如下重量百分比的成分組成：碳1%、硅0.03%、錳0.05%、鎳1.6%、鐠0.08%、銦0.07%、錫0.13%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫度熔化成合金熔液；
（2）轉(zhuǎn)爐精煉：將合金熔液轉(zhuǎn)入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時(shí)，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉(zhuǎn)子型坯；
（4）熱處理：對(duì)轉(zhuǎn)子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時(shí)。
優(yōu)選地，所述步驟（1）中鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%。
優(yōu)選地，所述步驟（1）石墨棒攪拌保持60-80r/min的低轉(zhuǎn)速。
優(yōu)選地，所述步驟（1）加入鐠、銦后，升高溫度至1050-1080℃。
優(yōu)選地，所述步驟（3）澆鑄時(shí)施以2-3mpa的壓力。
優(yōu)選地，所述步驟（4）熱處理后還需在560-660℃下，實(shí)施回火處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料以鐵為主要成分，其他成分中碳用以提高轉(zhuǎn)動(dòng)軸的強(qiáng)度和韌度，硅用以脫氧，錳用以提高材料韌性，鎳用以提高磁特性，鐠用以提高其穩(wěn)定性，銦用以提高材料表面的張力和粘性，多種金屬元素、稀土元素配合，提高了材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，降低了淬火性，強(qiáng)度高，抗氧化，耐腐蝕，耐熱，機(jī)械性能良好。
（2）本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法首先通過(guò)電爐熔化，將金屬元素成分充分混合均勻，轉(zhuǎn)爐精煉發(fā)揮了各元素的功能特性，澆鑄成型、熱處理、回火使得該材料均質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械性能良好。該制備方法能耗較低，工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1.
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳1%；
硅0.03%；
錳0.05%；
鎳1.6%；
鐠0.08%；
銦0.07%；
錫0.13%；
余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1050℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持60r/min的低轉(zhuǎn)速；
（2）轉(zhuǎn)爐精煉：將合金熔液轉(zhuǎn)入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時(shí)，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉(zhuǎn)子型坯，澆鑄時(shí)施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對(duì)轉(zhuǎn)子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時(shí)，560℃下實(shí)施回火處理。
實(shí)施例2.
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳1.6%；
硅0.04%；
錳0.06%；
鎳1.5%；
鐠0.06%；
銦0.03%；
錫0.12%；
余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1060℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持70r/min的低轉(zhuǎn)速；
（2）轉(zhuǎn)爐精煉：將合金熔液轉(zhuǎn)入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時(shí)，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉(zhuǎn)子型坯，澆鑄時(shí)施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對(duì)轉(zhuǎn)子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時(shí)，580℃下實(shí)施回火處理。
實(shí)施例3.
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳2.2%；
硅0.05%；
錳0.05%；
鎳1.6%；
鐠0.08%；
銦0.05%；
錫0.14%；
余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1070℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持80r/min的低轉(zhuǎn)速；
（2）轉(zhuǎn)爐精煉：將合金熔液轉(zhuǎn)入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時(shí)，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉(zhuǎn)子型坯，澆鑄時(shí)施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對(duì)轉(zhuǎn)子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時(shí)，600℃下實(shí)施回火處理。
實(shí)施例4.
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳2.4%；
硅0.05%；
錳0.06%；
鎳1.7%；
鐠0.09%；
銦0.08%；
錫0.15%；
余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1070℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持80r/min的低轉(zhuǎn)速；
（2）轉(zhuǎn)爐精煉：將合金熔液轉(zhuǎn)入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時(shí)，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉(zhuǎn)子型坯，澆鑄時(shí)施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對(duì)轉(zhuǎn)子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時(shí)，640℃下實(shí)施回火處理。
實(shí)施例5.
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料，由如下重量百分比的成分組成：
碳2.8%；
硅0.06%；
錳0.08%；
鎳1.8%；
鐠0.12%；
銦0.1%；
錫0.16%；
余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）電爐熔化：將鐵、碳、硅、鐵錳合金、鐵鎳合金、鐵錫合金在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入熔爐熔融，石墨棒攪拌20-30min后，加入鐠、銦，升高溫至1080℃，熔化成合金熔液，其中，鐵鎳合金中鎳的含量為60-80%，鐵錳合金中錳的含量為30-40%，鐵錫合金中錫的含量為10-25%，石墨棒攪拌保持80r/min的低轉(zhuǎn)速；
（2）轉(zhuǎn)爐精煉：將合金熔液轉(zhuǎn)入精煉爐，在1200-1250℃精煉6-8小時(shí)，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面后，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
（3）澆鑄成型：將精煉除雜后的合金熔液澆鑄成轉(zhuǎn)子型坯，澆鑄時(shí)施以2-3mpa的壓力；
（4）熱處理：對(duì)轉(zhuǎn)子型坯在1200-1300℃熱處理2-3小時(shí)，660℃下實(shí)施回火處理。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)軸材料通過(guò)添加多種金屬元素和稀土元素，提高了導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，降低了淬火性，機(jī)械性能良好。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。