用於生產密封件的合金鑄鐵、密封件及生產該密封件的方法
2023-06-05 13:44:16 2
專利名稱：用於生產密封件的合金鑄鐵、密封件及生產該密封件的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於密封件的合金鑄鐵，密封件，以及製造該密封件的方法，並且更具體地，涉及一種用於密封件的合金鑄鐵，密封件，以及能夠應用離心鑄造方法製造密封件的方法，該離心鑄造方法具有優異的生產率。
背景技術：
通常，履帶被用於農業或工程作業車輛，如挖掘機或推土機，並且被用於軍事目的的坦克和裝甲車。履帶支重輪設置在履帶車輛中，所述履帶支重輪用於支撐來使鏈帶旋轉，起到輪子的功能。為了通過減少旋轉摩擦以降低磨損，在履帶支重輪中填充潤滑劑，並且為了防止潤滑劑洩露到外面或為了防止雜質從外部注入潤滑劑中，在履帶支重輪中安裝浮動密封件。由特種合金鑄鐵形成的密封件既具有防止在支重輪內的潤滑油的滲漏功能，又具有承載支重輪旋轉的功能。通常，利用殼型鑄造方法製造密封件。然而，在殼型鑄造方法中，通過制模步驟，注射步驟，截短步驟，修整步驟，熱處理步驟，磨削步驟，研磨步驟，清洗步驟，拋光步驟，和檢查步驟製造密封件，並且殼型鑄造方法具有複雜的生產工藝。因此，最好利用對環境友好的離心鑄造方法用簡單的製造工藝製造密封件，但是離心鑄造方法不同於殼型鑄造方法，因而即使使用相同的合金鑄鐵，形成的密封件仍具有與已有組織結構不同的組織結構。因此，當用傳統合金鑄鐵利用離心鑄造方法製造密封件時，密封件具有大的脆性和差的密封性和耐磨性。
發明內容
技術問題本發明致力於解決上述問題，並且本發明提供一種用於能夠應用離心鑄造方法的密封件的合金鑄鐵。技術解決方案根據本發明的一個方面，提供一種密封件，包括3.8wt % -4. 2wt %的碳， 3. 3wt% -4. 7wt% 的鎳，2wt% _5wt% 的鉬，1. 2wt% -2. Owt % 的矽，16wt% _18wt% 的鉻， 0. 8wt% -1. 5wt%的錳，以及餘量的鐵。根據本發明的另一個方面，提供一種製造密封件的方法，所述方法包括熔化用於密封件的合金鑄鐵；將熔融的合金鑄鐵注入旋轉的模具中；通過旋轉模具的旋轉形成密封件；以及從旋轉模具分離密封件並且進行密封件的熱處理，其中合金鑄鐵包含 3. 8wt% -4. 2wt% 的碳，3. 3wt% -4. 7wt% 的鎳，2wt% _5wt% 的鉬，1. 2wt% -2. Owt % 的矽， 16wt% 鉻，和0. 8wt% -1. 5wt%的錳，以及餘量的鐵。
根據本發明的另一個方面，提供一種用於密封件的合金鑄鐵，包括 3. 8wt% -4. 2wt% 的碳，3. 3wt% -4. 7wt% 的鎳，2wt% _5wt% 的鉬，1. 2wt% -2. Owt % 的矽， 16wt% -18wt%的鉻，0. 8wt% -1. 5wt%的錳，以及餘量的鐵。有益效果根據本發明，能夠利用離心鑄造方法生產密封件，因此提高生產率，並且生產出的密封件具有優異的耐磨性。
圖1是局部切開透視圖，圖示履帶支重輪和安裝於其中的密封件；圖2是相平衡圖，圖示隨碳含量變化的共晶反應和過共晶反應；圖3為密封件的組織結構圖，所述密封件由用於根據本發明示例實施例的密封件的合金鑄鐵製成；圖4和圖5是圖示現有密封件的組織結構的圖；圖6是圖示圖3中所示密封件的X射線衍射結果的圖；圖7是圖示根據本發明另一個示例性實施例的密封件的製造方法的視圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖詳細描述本發明的一個示例性的實施例。圖1局部切開透視圖，圖示履帶支重輪和安裝於其中的密封件。由特種鑄鐵合金形成的密封件100既具有防止在支重輪120內的潤滑油的滲漏功能，又具有承載履帶支重輪120旋轉的功能。為了通過減少旋轉摩擦以降低磨損，在履帶支重輪120中填充潤滑劑，並且安裝密封件100以防止潤滑劑洩露到外面或者防止雜質從外部注入潤滑劑中。根據本發明的示例性實施例，能夠利用離心鑄造方法製造密封件100。離心鑄造方法是在旋轉模具的同時使熔融金屬流動，利用離心力形成鑄件的鑄造方法。在具有複雜形狀或顯微結構的鑄件中，通過沿著周圍徑向地布置模具在半徑方向上形成熔融金屬的流動路徑，然後澆鑄液流動到圓板的中心，在旋轉圓板形成的離心力施加壓力的同時鑄造鑄件。稍後在圖5中將詳細描述這種離心鑄造方法，並且能夠通過注射步驟，修整步驟， 磨削步驟，研磨步驟製造密封件，因此離心鑄造方法與殼型鑄造方法相比具有更簡單的工藝，從而改善生產效率。密封件由特種合金鑄鐵形成。密封件的主要成分為鐵0^)，並且在下文中將描述本發明的主要成分。用於根據本發明的示例性實施例的密封件的合金鑄鐵，包括3. 8wt% -4. 2wt%的碳，3. 3wt% -4. 7wt% 的鎳，2wt% -5wt% 的鉬，1. 2wt% -2. 0wt% 的矽，16wt%
鉻，和 0. 8wt% -1. 5wt% 的錳。密封件在支重輪中同時執行密封功能和承載功能，因此耐磨性是密封件最重要的特性之一。因此，在密封件中設置碳來向密封件和殘餘奧氏體提供足夠的硬度，並且碳優選具有3. 8-4. 2襯％的含量。圖2是相平衡圖，圖示隨碳含量變化的共晶反應和過共晶反應。參考圖2，在用於現有密封件的合金鑄鐵中，碳(C)含量約為3.0-3. 7wt%，並且通過執行共晶反應或過共晶反應現有合金鑄鐵促使形成奧氏體而不是碳化物，如圖2的部分 A所示。然而，在由用於根據本發明示例性實施例的密封件的合金鑄鐵製成的密封件中， 碳(C)含量為3. 8wt% -4. 2wt%，如圖2的部分B所示，因此通過在不具有脆性的部分處誘導共晶反應使碳化物含量增加。即，由用於根據本發明示例性實施例的密封件的合金鑄鐵製造的密封件執行共晶反應，因此密封件具有大量的碳化物。這就意味著該密封件的耐磨性大大優於現有密封件。 因此，優選碳含量為3. 8wt% -4. 2wt%。然而，在這種情況下，脆性和硬度隨著耐磨性的增加一起增加，但用於根據本發明示例性實施例的密封件的合金鑄鐵通過額外加入鎳(Ni)和鉬(Mo)抑制硬度的過度增加， 因此阻止破損的發生，鎳(Ni)用於穩定奧氏體，鉬(Mo)用於抑制馬氏體和碳化物的過度生成。最優選鎳含量為3. 3wt % -4. 7wt %，並且優選鉬含量為2wt % -5wt %。此外，當矽含量為1.2Wt%或更高時，能夠提高奧氏體的穩定性。然而，當矽含量超過2. Owt %時，密封件可能破損，因此優選矽含量為1. 2wt% -2. Owt %。當用於根據本發明示例性實施例的密封件的合金鑄鐵包括16^^-18^% 的鉻時，在產生的密封件的組織結構中，碳化物具有均勻的分布，並且合金鑄鐵包括 0. 8wt% -1. 5wt%的錳因此具有優異的鑄造性能。在下文中，通過示例性實施例詳細描述本發明，但本發明並不局限於此。表1列出用於各種密封件的合金鑄鐵的成分，並且表2列出利用離心鑄造方法由具有表1的成分的密封件組分形成的密封件的結果和形成的密封件安裝在支重輪中進行紡紗試驗的結果，如圖1所示。這裡，在紡紗試驗中，旋轉速度以IOOrpm為單位從IOOrpm到900rpm均勻增加，每當rpm(每分鐘轉速)增加時，檢查漏液和滲漏情況。在紡紗試驗完成後，通過肉眼檢查密封件接觸表面的撕裂情況，當通過肉眼未檢查到密封件接觸面的撕裂時，通過顯微鏡觀察密封件接觸面的撕裂情況。在下文中，在沒有特別描述時，以為單位。[表 1]
權利要求
1. 一種密封件，包括 3. 8wt% -4. 2wt% 的碳， 3. 3wt% -4. 7wt% 的鎳， 2wt% -5wt% 的鉬，1.2wt% -2. Owt % 的矽， 16wt% -18wt% 的鉻，0. 8wt% -1. 5wt% 的錳，以及餘量的鐵。
2.根據權利要求1所述的密封件，其中，所述密封件的顯微結構包括10-20%的奧氏體，25-；35%的馬氏體，以及50-60%的碳化物。
3.—種製造密封件的方法，所述方法包括 熔化用於所述密封件的合金鑄鐵；將所述熔融的合金鑄鐵注入旋轉模具中； 通過所述旋轉模具的旋轉形成所述密封件；以及從所述旋轉模具中分離所述密封件，並且對所述密封件進行熱處理， 其中，所述合金鑄鐵包含3. 8-4. 2wt %的碳，3. 3-4. 7wt %的鎳，2-5wt %的鉬， 1. 2-2. 0wt%的矽，16-18wt%的鉻，0. 8wt% -1. 5wt%的錳，以及餘量的鐵和在熔化時產生的雜質。
4.根據權利要求3所述的方法，還包括磨削和研磨，使得進行熱處理的所述密封件具有均勻的表面粗糙度。
5.用於密封件的合金鑄鐵，包括3.8wt% -4. 2wt%的碳，3. 3wt% _4. 7wt%的鎳， 2wt% _5wt%的鉬，1. 2wt% -2. 0wt%的矽，16wt% _18wt%的鉻，0. 8wt% -1. 5wt%的猛，以及餘量的鐵。
全文摘要
本發明涉及一種用於生產密封件的合金鑄鐵、密封件以及用於製造該密封件的方法。用於生產根據本發明的密封件的合金鑄鐵，包括3.8wt％-4.2wt％的碳，3.3wt％-4.7wt％的鎳，2wt％-5wt％的鉬，1.2wt％-2.0wt％的矽，16wt％-18wt％的鉻，0.8wt％-1.5wt％的錳，以及餘量的鐵。根據本發明，通過離心鑄造生產密封件，從而提高生產率和密封件的耐磨性。
文檔編號C22C37/08GK102348820SQ201080011871
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月10日 優先權日2009年3月10日
發明者馬英珍 申請人:卡特彼勒精確密封韓國公司