专利名称：用于生产密封件的合金铸铁、密封件及生产该密封件的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于密封件的合金铸铁，密封件，以及制造该密封件的方法，并且更具体地，涉及一种用于密封件的合金铸铁，密封件，以及能够应用离心铸造方法制造密封件的方法，该离心铸造方法具有优异的生产率。
背景技术：
通常，履带被用于农业或工程作业车辆，如挖掘机或推土机，并且被用于军事目的的坦克和装甲车。履带支重轮设置在履带车辆中，所述履带支重轮用于支撑来使链带旋转，起到轮子的功能。为了通过减少旋转摩擦以降低磨损，在履带支重轮中填充润滑剂，并且为了防止润滑剂泄露到外面或为了防止杂质从外部注入润滑剂中，在履带支重轮中安装浮动密封件。由特种合金铸铁形成的密封件既具有防止在支重轮内的润滑油的渗漏功能，又具有承载支重轮旋转的功能。通常，利用壳型铸造方法制造密封件。然而，在壳型铸造方法中，通过制模步骤，注射步骤，截短步骤，修整步骤，热处理步骤，磨削步骤，研磨步骤，清洗步骤，抛光步骤，和检查步骤制造密封件，并且壳型铸造方法具有复杂的生产工艺。因此，最好利用对环境友好的离心铸造方法用简单的制造工艺制造密封件，但是离心铸造方法不同于壳型铸造方法，因而即使使用相同的合金铸铁，形成的密封件仍具有与已有组织结构不同的组织结构。因此，当用传统合金铸铁利用离心铸造方法制造密封件时，密封件具有大的脆性和差的密封性和耐磨性。
发明内容
技术问题本发明致力于解决上述问题，并且本发明提供一种用于能够应用离心铸造方法的密封件的合金铸铁。技术解决方案根据本发明的一个方面，提供一种密封件，包括3.8wt % -4. 2wt %的碳， 3. 3wt% -4. 7wt% 的镍，2wt% _5wt% 的钼，1. 2wt% -2. Owt % 的硅，16wt% _18wt% 的铬， 0. 8wt% -1. 5wt%的锰，以及余量的铁。根据本发明的另一个方面，提供一种制造密封件的方法，所述方法包括熔化用于密封件的合金铸铁；将熔融的合金铸铁注入旋转的模具中；通过旋转模具的旋转形成密封件；以及从旋转模具分离密封件并且进行密封件的热处理，其中合金铸铁包含 3. 8wt% -4. 2wt% 的碳，3. 3wt% -4. 7wt% 的镍，2wt% _5wt% 的钼，1. 2wt% -2. Owt % 的硅， 16wt% 铬，和0. 8wt% -1. 5wt%的锰，以及余量的铁。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于密封件的合金铸铁，包括 3. 8wt% -4. 2wt% 的碳，3. 3wt% -4. 7wt% 的镍，2wt% _5wt% 的钼，1. 2wt% -2. Owt % 的硅， 16wt% -18wt%的铬，0. 8wt% -1. 5wt%的锰，以及余量的铁。有益效果根据本发明，能够利用离心铸造方法生产密封件，因此提高生产率，并且生产出的密封件具有优异的耐磨性。
图1是局部切开透视图，图示履带支重轮和安装于其中的密封件；图2是相平衡图，图示随碳含量变化的共晶反应和过共晶反应；图3为密封件的组织结构图，所述密封件由用于根据本发明示例实施例的密封件的合金铸铁制成；图4和图5是图示现有密封件的组织结构的图；图6是图示图3中所示密封件的X射线衍射结果的图；图7是图示根据本发明另一个示例性实施例的密封件的制造方法的视图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图详细描述本发明的一个示例性的实施例。图1局部切开透视图，图示履带支重轮和安装于其中的密封件。由特种铸铁合金形成的密封件100既具有防止在支重轮120内的润滑油的渗漏功能，又具有承载履带支重轮120旋转的功能。为了通过减少旋转摩擦以降低磨损，在履带支重轮120中填充润滑剂，并且安装密封件100以防止润滑剂泄露到外面或者防止杂质从外部注入润滑剂中。根据本发明的示例性实施例，能够利用离心铸造方法制造密封件100。离心铸造方法是在旋转模具的同时使熔融金属流动，利用离心力形成铸件的铸造方法。在具有复杂形状或显微结构的铸件中，通过沿着周围径向地布置模具在半径方向上形成熔融金属的流动路径，然后浇铸液流动到圆板的中心，在旋转圆板形成的离心力施加压力的同时铸造铸件。稍后在图5中将详细描述这种离心铸造方法，并且能够通过注射步骤，修整步骤， 磨削步骤，研磨步骤制造密封件，因此离心铸造方法与壳型铸造方法相比具有更简单的工艺，从而改善生产效率。密封件由特种合金铸铁形成。密封件的主要成分为铁0^)，并且在下文中将描述本发明的主要成分。用于根据本发明的示例性实施例的密封件的合金铸铁，包括3. 8wt% -4. 2wt%的碳，3. 3wt% -4. 7wt% 的镍，2wt% -5wt% 的钼，1. 2wt% -2. 0wt% 的硅，16wt%
铬，和 0. 8wt% -1. 5wt% 的锰。密封件在支重轮中同时执行密封功能和承载功能，因此耐磨性是密封件最重要的特性之一。因此，在密封件中设置碳来向密封件和残余奥氏体提供足够的硬度，并且碳优选具有3. 8-4. 2衬％的含量。图2是相平衡图，图示随碳含量变化的共晶反应和过共晶反应。参考图2，在用于现有密封件的合金铸铁中，碳(C)含量约为3.0-3. 7wt%，并且通过执行共晶反应或过共晶反应现有合金铸铁促使形成奥氏体而不是碳化物，如图2的部分 A所示。然而，在由用于根据本发明示例性实施例的密封件的合金铸铁制成的密封件中， 碳(C)含量为3. 8wt% -4. 2wt%，如图2的部分B所示，因此通过在不具有脆性的部分处诱导共晶反应使碳化物含量增加。即，由用于根据本发明示例性实施例的密封件的合金铸铁制造的密封件执行共晶反应，因此密封件具有大量的碳化物。这就意味着该密封件的耐磨性大大优于现有密封件。 因此，优选碳含量为3. 8wt% -4. 2wt%。然而，在这种情况下，脆性和硬度随着耐磨性的增加一起增加，但用于根据本发明示例性实施例的密封件的合金铸铁通过额外加入镍(Ni)和钼(Mo)抑制硬度的过度增加， 因此阻止破损的发生，镍(Ni)用于稳定奥氏体，钼(Mo)用于抑制马氏体和碳化物的过度生成。最优选镍含量为3. 3wt % -4. 7wt %，并且优选钼含量为2wt % -5wt %。此外，当硅含量为1.2Wt%或更高时，能够提高奥氏体的稳定性。然而，当硅含量超过2. Owt %时，密封件可能破损，因此优选硅含量为1. 2wt% -2. Owt %。当用于根据本发明示例性实施例的密封件的合金铸铁包括16^^-18^% 的铬时，在产生的密封件的组织结构中，碳化物具有均勻的分布，并且合金铸铁包括 0. 8wt% -1. 5wt%的锰因此具有优异的铸造性能。在下文中，通过示例性实施例详细描述本发明，但本发明并不局限于此。表1列出用于各种密封件的合金铸铁的成分，并且表2列出利用离心铸造方法由具有表1的成分的密封件组分形成的密封件的结果和形成的密封件安装在支重轮中进行纺纱试验的结果，如图1所示。这里，在纺纱试验中，旋转速度以IOOrpm为单位从IOOrpm到900rpm均勻增加，每当rpm(每分钟转速)增加时，检查漏液和渗漏情况。在纺纱试验完成后，通过肉眼检查密封件接触表面的撕裂情况，当通过肉眼未检查到密封件接触面的撕裂时，通过显微镜观察密封件接触面的撕裂情况。在下文中，在没有特别描述时，以为单位。[表 1]
权利要求
1. 一种密封件，包括 3. 8wt% -4. 2wt% 的碳， 3. 3wt% -4. 7wt% 的镍， 2wt% -5wt% 的钼，1.2wt% -2. Owt % 的硅， 16wt% -18wt% 的铬，0. 8wt% -1. 5wt% 的锰，以及余量的铁。
2.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述密封件的显微结构包括10-20%的奥氏体，25-；35%的马氏体，以及50-60%的碳化物。
3.—种制造密封件的方法，所述方法包括 熔化用于所述密封件的合金铸铁；将所述熔融的合金铸铁注入旋转模具中； 通过所述旋转模具的旋转形成所述密封件；以及从所述旋转模具中分离所述密封件，并且对所述密封件进行热处理， 其中，所述合金铸铁包含3. 8-4. 2wt %的碳，3. 3-4. 7wt %的镍，2-5wt %的钼， 1. 2-2. 0wt%的硅，16-18wt%的铬，0. 8wt% -1. 5wt%的锰，以及余量的铁和在熔化时产生的杂质。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括磨削和研磨，使得进行热处理的所述密封件具有均勻的表面粗糙度。
5.用于密封件的合金铸铁，包括3.8wt% -4. 2wt%的碳，3. 3wt% _4. 7wt%的镍， 2wt% _5wt%的钼，1. 2wt% -2. 0wt%的硅，16wt% _18wt%的铬，0. 8wt% -1. 5wt%的猛，以及余量的铁。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产密封件的合金铸铁、密封件以及用于制造该密封件的方法。用于生产根据本发明的密封件的合金铸铁，包括3.8wt％-4.2wt％的碳，3.3wt％-4.7wt％的镍，2wt％-5wt％的钼，1.2wt％-2.0wt％的硅，16wt％-18wt％的铬，0.8wt％-1.5wt％的锰，以及余量的铁。根据本发明，通过离心铸造生产密封件，从而提高生产率和密封件的耐磨性。
文档编号C22C37/08GK102348820SQ201080011871
公开日2012年2月8日 申请日期2010年3月10日 优先权日2009年3月10日
发明者马英珍 申请人:卡特彼勒精确密封韩国公司