铜对汽车差速器壳体QT500-7力学性能的影响

王令，李志华

格特拉克（江西）传动系统有限公司 江西南昌 330013

1 序言

差速器壳体是汽车差速器的重要组成部分，主要起到连接差速器各零件的作用，如行星齿轮、半轴齿轮、从动锥齿轮、调整垫片、轴承及行星齿轮轴等，因此对连接各零件的差速器壳体的力学性能有很高的要求。球墨铸铁因具有较高的强度、硬度，同时具有良好的韧性，在机械制造行业中的得到广泛应用[1-3]。某汽车选择球墨铸铁QT500-7作为差速器壳体材料，但在生产中发现球墨铸铁QT500-7的力学性能不合格，不能满足使用要求。通过现场观察和分析，主要从材料的化学成分加以改进，通过添加铜以改善材料的显微组织和力学性能，满足使用要求。

2 试验方法

球墨铸铁在采用镁做球化剂的情况下，铜的加入量应控制在0.4%（质量分数，下同）以下；若铜的加入量在0.5%～0.8%，球墨铸铁的硬度能得到显著的提高，但同时铜与镁会形成Cu-Mg合金，削弱镁的有效球化作用，降低球墨铸铁的加工性能[4]。在使用稀土镁作为球化剂的情况下，铜的加入不受限制，但不应超过1.5%，否则铜会凝聚偏析在球状石墨周围。生产稀土镁球墨铸铁时，2.0%以下的铜，对球化率、球化数目、球径大小没有显著变化；铜对球墨铸铁基体组织有强珠光体化的作用，大约是镍的10倍，加入1.5%的铜，可使珠光体的含量达到100%[5]。

铜的熔点为1083℃，沸点2566℃，在铁液中是非常稳定的，因此必须在球化处理前加入铜，否则易产生厚片状石墨，或周边球化，中心部位为厚片状石墨组织，且易出现心部蜂窝状疏松。……