本發(fā)明涉及一種鑄造用母材，尤其是涉及一種鑄造用母合金及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)的每一次進步都會帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，減少環(huán)境污染以及節(jié)約有限的資源。提高發(fā)動機效率和降低廢氣排放污染是汽車發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的主要方向。渦輪增壓器的使用是提高發(fā)動機效率、降低燃油消耗、減少廢氣排放的有效手段。渦輪增壓器能提高發(fā)動機功率30％左右，顯著降低燃油消耗；減少發(fā)動機單位功率的質(zhì)量，縮小發(fā)動機的外形尺寸，減少汽缸數(shù)量或減小汽缸直徑；有效解決高原地區(qū)空氣稀薄造成發(fā)動機功率下降的問題；使燃油燃燒更加充分，排煙濃度降低，有利于改善環(huán)境，還能降低發(fā)動機噪音?；谝陨蟽?yōu)點，世界各國都十分重視高性能增壓器的研究開發(fā)。

渦輪增壓器主要由殼體、渦輪部分組成，殼體形狀復雜，渦輪增壓器殼體材料必須具有很好的鑄造性能，同時需要有良好的高溫性能。排氣歧管及增壓器的工作溫度一般都在600-900℃以上，而且還在不斷提高。排氣歧管、增壓器材料必須具有以下特性：良好的高溫抗氧化性能、穩(wěn)定的顯微組織、熱膨脹系數(shù)小、高溫強度好、工藝性好等。現(xiàn)有的材料由于其配方、生產(chǎn)工藝上的缺陷，合金元素吸收不穩(wěn)定，導致所制得的渦輪增壓器殼體、排氣歧管等，其鑄造性能差、切削性能差、內(nèi)部缺陷多，抗熱疲勞性能不穩(wěn)定，廢品率很高，生產(chǎn)成本居高不下，降低了企業(yè)的利潤。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于渦輪增壓器殼體、排氣歧管的鑄造用母合金及其生產(chǎn)方法，以改善現(xiàn)有渦輪增壓器殼體、排氣歧管存在合金元素吸收率不穩(wěn)定，零件夾渣多、裂紋和縮松缺陷多，抗熱疲勞性能不穩(wěn)定，廢品率居高不下，生產(chǎn)成本很高等技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種鑄造用母合金的成分為(wt％):c0.3-0.4％、si1.48-1.9％、mn0.92-1.16％、p<0.04％、s<0.03％、ni8.13-10.38％、cr18.33-22.2％、nb1.1-1.5％，余量為鐵和不可避免的其他成分。

生產(chǎn)上述鑄造用母合金的方法，包括如下步驟:

a.將廢鋼(c0.4％、si0.3％、mn1％、p0.04％、s0.02％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))、鎳鉻合金(c<0.6％、si1-3.5％、mn<1.6％、ni16-20％、cr23-42％、p<0.02％、s<0.015％)、純鐵(c<0.003％、si<0.03％、mn<0.06％、p<0.06％、s<0.006％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))送入中頻感應爐中，廢鋼、鎳鉻合金、純鐵的配料比例為20-30％:47-60％:10-35％，加熱至1460-1470℃，待材料完全熔化以后，保持10min，得到鋼水x；

b.將a步驟制得的鋼水x轉(zhuǎn)入精煉爐中，然后向精煉爐底部吹入氬氣(氬氣流量為480m³/h)，繼續(xù)加熱至1660-1680℃，同時通入氬氣與氧氣混合氣5-10min(氬氣的流量為720m³/h，氧氣流量為240m³/h)，加入鈮鐵合金(nb+ta75％、ta≤0.8％、si≤1％、w≤0.03％、ti≤0.3％、cu≤0.3％、mn≤0.3％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))1-2％，并繼續(xù)通入氬氣3-5min(氬氣的流量為480m³/h)，得到鋼水y；

c.將b步驟所得的鋼水y，通過電磁水平連鑄，電磁攪拌頻率12-20hz，由結(jié)晶器將鋼水溫度降低至900℃，隨后由牽引拉出，拉坯速度0.8-1.2m/s,制成所需大小的鋼坯，即得到母合金。

cr、si在鋼中能與氧結(jié)合形成保護膜，提高鋼的高溫抗氧化性；mn可提高鋼的淬透性，改善鋼的強度、硬度和熱加工性能，nb能有效抑制鉻碳化物的形成，改善合金的耐蝕性和抗蠕變性；較多的ni可以獲得奧氏體基體，使鋼獲得良好的高溫力學性能和抗氧化性能。

本發(fā)明通過將特定材料的原料經(jīng)過熔煉、精煉、電磁連鑄等工藝，直接生產(chǎn)出符合渦輪增壓器殼體、排氣歧管所需要的母合金材料，精煉在惰性環(huán)境下進行，通過調(diào)整配料比例，達到所需要的成分。電磁連鑄能抑制鋼水的渦流與湍流，使鋼水平緩流動，制得的母合金內(nèi)部組織均勻、致密，性能穩(wěn)定，元素配比合理。在生產(chǎn)鑄件時，每爐配70-80％的母合金，余量為鐵合金，微調(diào)整成分后，可直接澆注鑄件，生產(chǎn)出的產(chǎn)品穩(wěn)定性好，可靠性高，廢品率低。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：a1:將廢鋼(c0.4％、si0.3％、mn1％、p0.04％、s0.02％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))、鎳鉻合金(c<0.6％、si1-3.5％、mn<1.6％、ni16-20％、cr23-42％、p<0.02％、s<0.015％)、純鐵(c<0.003％、si<0.03％、mn<0.06％、p<0.06％、s<0.006％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))送入中頻感應爐中，廢鋼、鎳鉻合金、純鐵的配料比例為25％:60％:15％，加熱至1460℃，待材料完全熔化以后，保持10min，得到鋼水x；

b1.將a1步驟制得的鋼水x轉(zhuǎn)入精煉爐中，然后向精煉爐底部吹入氬氣(氬氣流量為480m³/h)，繼續(xù)加熱至1660℃，同時通入氬氣與氧氣混合氣10min(氬氣的流量為720m³/h，氧氣流量為240m³/h)，加入鈮鐵合金(nb+ta75％、ta≤0.8％、si≤1％、w≤0.03％、ti≤0.3％、cu≤0.3％、mn≤0.3％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))2％，并繼續(xù)通入氬氣5min(氬氣的流量為480m³/h)，得到鋼水y；

c1.將b1步驟所得的鋼水y，通過電磁水平連鑄，電磁攪拌頻率12hz，由結(jié)晶器將鋼水溫度降低至900℃，隨后由牽引拉出，拉坯速度1.2m/s,制成所需大小的鋼坯，即得到母合金。

所得母合金的成分為c0.4％，si1.90％，mn1.16％，ni10.38％,cr22.2％，nb1.5％，p≤0.03％，s≤0.03％，余量為鐵和不可避免的其他成分。

實施例2：a2:將廢鋼(c0.4％、si0.3％、mn1％、p0.04％、s0.02％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))、鎳鉻合金(c<0.6％、si1-3.5％、mn<1.6％、ni16-20％、cr23-42％、p<0.02％、s<0.015％)、純鐵(c<0.003％、si<0.03％、mn<0.06％、p<0.06％、s<0.006％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))送入中頻感應爐中，廢鋼、鎳鉻合金、純鐵的配料比例為20％:47％:33％，加熱至1460-1470℃，待材料完全熔化以后，保持10min，得到鋼水x；

b2.將a2步驟制得的鋼水x轉(zhuǎn)入精煉爐中，然后向精煉爐底部吹入氬氣(氬氣流量為480m³/h)，繼續(xù)加熱至1680℃，同時通入氬氣與氧氣混合氣7min(氬氣的流量為720m³/h，氧氣流量為240m³/h)，加入鈮鐵合金(nb+ta75％、ta≤0.8％、si≤1％、w≤0.03％、ti≤0.3％、cu≤0.3％、mn≤0.3％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))1.47％，并繼續(xù)通入氬氣5min(氬氣的流量為480m³/h)，得到鋼水y；

c2.將b2步驟所得的鋼水y，通過電磁水平連鑄，電磁攪拌頻率16hz，由結(jié)晶器將鋼水溫度降低至900℃，隨后由牽引拉出，拉坯速度1m/s,制成所需大小的鋼坯，即得到母合金。

所得母合金成分為c0.3％，si1.48％，mn0.92％，ni8.13％,cr18.33％，nb1.1％，p≤0.03％，s≤0.03％，余量為鐵和不可避免的其他成分。

實施例3：a3:將廢鋼(c0.4％、si0.3％、mn1％、p0.04％、s0.02％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))、鎳鉻合金(c<0.6％、si1-3.5％、mn<1.6％、ni16-20％、cr23-42％、p<0.02％、s<0.015％)、純鐵(c<0.003％、si<0.03％、mn<0.06％、p<0.06％、s<0.006％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))送入中頻感應爐中，廢鋼、鎳鉻合金、純鐵的配料比例為30％:55％:15％，加熱至1460℃，待材料完全熔化以后，保持10min，得到鋼水x；

b3.將a3步驟制得的鋼水x轉(zhuǎn)入精煉爐中，然后向精煉爐底部內(nèi)吹入氬氣(氬氣流量為480m³/h)，繼續(xù)加熱至1680℃，同時通入氬氣與氧氣混合氣10min(氬氣的流量為720m³/h，氧氣流量為240m³/h)，加入鈮鐵合金(nb+ta75％、ta≤0.8％、si≤1％、w≤0.03％、ti≤0.3％、cu≤0.3％、mn≤0.3％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))1.47％，并繼續(xù)通入氬氣3min(氬氣的流量為480m³/h)，得到鋼水y；

c3.將b3步驟所得的鋼水y，通過電磁水平連鑄，電磁攪拌頻率20hz，由結(jié)晶器將鋼水溫度降低至900℃，隨后由牽引拉出，拉坯速度0.8m/s,制成所需大小的鋼坯，即得到母合金。

所得母合金的成分為c0.34％，si1.76％，mn0.94％，ni9.5％,cr19.5％，nb1.35％，p≤0.03％，s≤0.03％，余量為鐵和不可避免的其他成分。

實際生產(chǎn)中，由于c、si以及其他合金元素會有一定的燒損，應對成分進行微調(diào)，以補足損耗的元素。

下表是由實施例1-3中的母合金與鐵合金按80％:20％所制得的渦輪增壓器殼體材料，其高溫性能對比如下：

最后，應當指出，以上具體實施方式僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限于上述具體實施方式，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上具體實施方式所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本發(fā)明的保護范圍。