本發(fā)明涉及汽車零部件領域，具體地，涉及高耐磨發(fā)動機飛輪及其制備方法。

背景技術：

飛輪是裝在發(fā)動機輸出端的圓盤狀零部件，具有較大的轉動慣量，其主要功能是將在做功過程中輸入的曲軸的功能一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機構越過上下死點，保證曲軸的選擇角速度和輸出扭矩盡肯能均勻，并使發(fā)動機有可能克服段時間的超負荷。

但飛輪一般使用鑄鐵鑄造而成，鑄鐵飛輪因材料內部存在的雜志多、材料脆、強度差、內應力大，且內部組織松散易產生裂紋，因此飛輪一般會存在強度低，不耐磨等缺陷。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高耐磨發(fā)動機飛輪及其制備方法，先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉬、鈰土、五氧化二釩混合后進行熔煉；接著進行精煉得到熔融鐵水，緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚；最后型胚再進行熱處理即制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪；

其中，相對于100重量份的球墨鑄鐵，所述碳化硅的用量為0.3-0.5重量份，所述石墨纖維的用量為1.0-1.5重量份，所述錳的用量為0.6-1.5重量份，所述鎳的用量為0.1-0.5重量份，所述鉬的用量為0.3-0.6重量份，所述鈰土的用量為0.05-0.1重量份，所述五氧化二釩的用量為0.1-0.25重量份。

通過上述技術方案，本發(fā)明提供的制備方法中通過將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉬、鈰土、五氧化二釩按照特定重量份比混合后，在進行熔煉、精煉后澆鑄成型制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪，該高耐磨發(fā)動機飛輪的制備過程簡單、成本低，且具有強度高、延伸率大及耐磨性能好等優(yōu)點。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明中提供了一種高強度高耐磨發(fā)動機飛輪的制備方法，先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉬、鈰土、五氧化二釩混合后進行熔煉；接著進行精煉得到熔融鐵水，緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚；最后型胚再進行熱處理即制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪；

其中，相對于100重量份的球墨鑄鐵，所述碳化硅的用量為0.3-0.5重量份，所述石墨纖維的用量為1.0-1.5重量份，所述錳的用量為0.6-1.5重量份，所述鎳的用量為0.1-0.5重量份，所述鉬的用量為0.3-0.6重量份，所述鈰土的用量為0.05-0.1重量份，所述五氧化二釩的用量為0.1-0.25重量份。

本發(fā)明中，所述精煉的條可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性能和延伸率，優(yōu)選地，所述在所述精煉過程中還加入了孕育劑；相對于100重量份的球墨鑄鐵，所述孕育劑的用量為0.45-0.55重量份。

本發(fā)明中，所用孕育劑可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性能，優(yōu)選地，所述孕育劑由以下方法制得：將硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣按照重量配比為1：0.2-0.4：0.25-0.45：0.1-0.3：0.05-0.1進行破碎、混合，接著在450-600℃下煅燒2-3h，自然冷卻后即制得所述孕育劑。

在上述孕育劑制備的過程中，所用的各原料的顆粒大小可以在寬的范圍選擇，但是為了進一步提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性能，優(yōu)選地，所述硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣破碎后的顆粒平均粒徑為1-5mm。

在本發(fā)明中，所述的熔煉條件可以在寬的范圍選擇，但是為了提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性和強度，優(yōu)選地，所述熔煉的溫度為1550-1600℃，熔煉的時間為1-2h。

另外，對所述型胚的熱處理的條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性和強度以及延伸率，優(yōu)選地，所述熱處理的條件為：先將所述型胚在900-950℃保溫3-5h，接著以10℃/min的速率降溫至500-550℃保溫4-5h，最在保溫后直接水冷，即制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪。

此外，在型胚進行熱處理之前的溫度可以控制在較寬的范圍內，但是為了防止型胚的溫度過快冷卻造成強度和延伸率下降，并為了提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性和強度以及延伸率，優(yōu)選地，在所述熱處理之前，所述型胚的溫度為950-970℃。

本發(fā)明中，精煉的條件可以在寬的范圍內選，但是為了提高所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪的耐磨性和強度以及延伸率，優(yōu)選地，所述精煉的條件為：精煉溫度為1450-1550℃，精煉時間為50-60min。

本發(fā)明中還提供了一種上述制備方法制得的高耐磨發(fā)動機飛輪。

以下將通過實施例、對比例和檢測例對本發(fā)明進行詳細描述。

實施例1

先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉬、鈰土、五氧化二釩按照100：0.3：1.0：0.6：0.1：0.3：0.05：0.1的重量比進行混合后在1550℃熔煉1h；接著加入孕育劑(孕育劑與球墨鑄鐵的重量比為0.45：100)在1450℃進行精煉50min得到熔融鐵水；緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚；最后型胚(溫度為950℃)先在900℃保溫3h，接著以10℃/min的速率降溫至500℃保溫4h，最在保溫后直接水冷，即制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪a1；

其中，孕育劑的制備過程如下：將硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣按照重量配比為1：0.2：0.25：0.1：0.05進行破碎、混合，接著在450℃下煅燒2h，自然冷卻后即制得所述孕育劑；所述硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣破碎后的顆粒平均粒徑為1mm。

實施例2

先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉬、鈰土、五氧化二釩按照100：0.5：1.5：1.5：0.5：0.6：0.1：0.25的重量比進行混合后在1600℃熔煉2h；接著加入孕育劑(孕育劑與球墨鑄鐵的重量比為：0.55：100)在1550℃進行精煉60min得到熔融鐵水；緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚；最后型胚(溫度為970℃)先在950℃保溫5h，接著以10℃/min的速率降溫至550℃保溫5h，最在保溫后直接水冷，即制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪a2；

其中，孕育劑的制備過程如下：將硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣按照重量配比為1：0.4：0.45：0.3：0.1進行破碎、混合，接著在600℃下煅燒3h，自然冷卻后即制得所述孕育劑；所述硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣破碎后的顆粒平均粒徑為5mm。

實施例3

先將球墨鑄鐵、碳化硅顆粒、石墨纖維、錳、鎳、鉬、鈰土、五氧化二釩按照100：0.4：1.3：1.2：0.3：0.4：0.08：0.2的重量比進行混合后在1550℃熔煉1.5h；接著加入孕育劑(孕育劑與球墨鑄鐵的重量比為0.45：100)在1500℃進行精煉55min得到熔融鐵水；緊接著將熔融鐵水進行澆鑄成型制得型胚；最后型胚(溫度為960℃)先在930℃保溫4h，接著以10℃/min的速率降溫至550℃保溫5h，最在保溫后直接水冷，即制得所述高耐磨發(fā)動機飛輪a3；

其中，孕育劑的制備過程如下：將硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣按照重量配比為1：0.3：0.35：0.2：0.08進行破碎、混合，接著在500℃下煅燒2h，自然冷卻后即制得所述孕育劑；所述硅鋇、氧化鎂、氧化鈦、氧化錳和氧化鈣破碎后的顆粒平均粒徑為3mm。

對比例1

按照實施例1的制備方法制得高耐磨發(fā)動機飛輪b1，不同的是，熔煉后不經過精煉過程，直接將熔融鐵水進行澆鑄成型。

對比例2

按照實施例1的制備方法制得高耐磨發(fā)動機飛輪b2，不同的是，加入孕育劑與生鐵重量比為0.1：100。

對比例3

按照實施例1的制備方法制得高耐磨發(fā)動機飛輪b3，不同的是，原料中未加入鉬。

對比例4

按照實施例1的制備方法制得高耐磨發(fā)動機飛輪b4，不同的是，原料中未加入石墨纖維。

對比例5

按照實施例1的制備方法制得高耐磨發(fā)動機飛輪b5，不同的是，原料中未加入五氧化二釩。

檢測例1

將上述實施例和對比例中制得的高耐磨發(fā)動機飛輪a1-a3以及b1-b5進行室溫拉伸性能和耐磨性能測試，測試結果如下表1所示，且所制得的高耐磨發(fā)動機飛輪a1-a3的耐磨性能遠高于對比例制得的b1-b5。

表1

通過上述檢測例1的檢測結果明顯可以看出，本發(fā)明提供的高強度高耐磨發(fā)動機飛輪a1-a3的抗拉強度、屈服強度、延伸率以及耐磨性能等明顯優(yōu)于對比例的；而對比例中制得的b1-b5則表現出較差的抗拉強度、屈服強度、延伸率以及耐磨性能。

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。