[發明專利]高強韌蠕墨鑄鐵及其制備方法

有效

• 申請號: 201110379837.8
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102409220A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 李建平;郭永春;楊忠;楊通;王萍
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

????本發明屬于金屬材料領域，涉及一種新型高強韌蠕墨鑄鐵及其制備方法。

背景技術

現代柴油機升功率高、結構緊湊、鑄件形狀復雜、熱負荷大、強化程度高等特點，不僅對其設計技術，而且對柴油機機體、氣缸蓋等關重件的材料及制造技術也提出了新的更高的要求，要求材料既具有高的室溫和高溫力學性能、優良的導熱減震性能和優良的熱疲勞性能，又要求具有很高的致密性、均勻性和可靠性。蠕墨鑄鐵具有非常優良的室溫和高溫力學性能、優良的抗熱疲勞性能和耐磨性能、良好的鑄造成形性能，逐漸成為高功率柴油機的機體、氣缸蓋等關鍵件的理想材料。但是，傳統的蠕墨鑄鐵由于蠕化率偏低和綜合性能差等原因嚴重的阻礙了其推廣和應用。

為了提高蠕墨鑄鐵的蠕化率和綜合性能，許多科研工作者開展了大量研究工作：趙宇、冉旭和鄔占田在《吉林工學院學報》1999年第20卷中報道了超薄壁蠕墨鑄鐵排氣管制造，其蠕墨鑄鐵成分為C:3.0~3.6，Si：3.9~4.3，Mn0.3~0.6，S≤0.02,P≤0.01,Ti：0.15~0.22，?Mo：0.4~0.7。龐國星和陳華輝在《機械工程學報》2006年第30卷報道了優化合金元素加入量對蠕墨鑄鐵耐磨性的影響，主要研究Sb、B和P對蠕墨鑄鐵的蠕化率、基體組織、硬度和耐磨性的影響，其蠕墨鑄鐵成分和基體組織與本發明不同。盛達和顏丙祥在《現在鑄鐵》在1999年第75期和《鋼鐵研究學報》報道了奧貝蠕鐵及其組織和性能研究。專利200810230471.6、?200910136786.9、201010128379.

6、201010294492.1和201110009096.4中也報道了蠕墨鑄鐵，它們的基體組織均為鐵素體和珠光體組成。

???雖然，國內外在蠕墨鑄鐵方面做了大量的工作，取得了許多成果，但是該材料在工業上推廣應用過程中遇到了很多難題，主要表現在該材料在制備時蠕化處理不穩定、蠕化率偏低且較難控制，并且綜合性能差（塑性很低，δ<1%）。

經在現有的信息系統和網絡中檢索，尚未發現有與本發明的合金材料和制備方法相似的文獻報道。

發明內容

本發明的目的在于對現有技術存在的問題加以解決，進而提供一種操作簡單、蠕化率高且控制、產品綜合性能好、適于工業化大規模生產的新型蠕墨鑄鐵及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明的實現在于：一種高強韌蠕墨鑄鐵，其化學成分按重量百分比為：C：3.4～3.8%，Si：2.1～2.6%，Cu：0.2～0.5%，Mo：0.2～0.5%，Mn：0.2?～0.8%，Sn：0.02～0.04%，Sb：0.004～0.032%,其余為鐵和不可避免的雜質組成；

其制備過程是：蠕化工序中蠕化溫度為1450～1500℃，蠕化劑為市售稀土-鎂-硅蠕化劑，加入量為0.5%～1.0%；熱處理工序中，鑄件經過900～950℃保溫1.5～3小時，放入320～360℃的鹽溶液中保溫1.5～3h，然后進行空冷制成。

一種高強韌蠕墨鑄鐵的制備工藝：蠕化工序中蠕化溫度為1450～1500℃，蠕化劑為市售稀土-鎂-硅蠕化劑，加入量為0.5%～1.0%。

上述制備工藝中，熱處理工序中，鑄件經過900～950℃保溫1.5～3小時，放入320～360℃的鹽溶液中保溫1.5～3h，然后進行空冷制成。

本發明的顯微組織由基體和蠕蟲狀石墨相組成，其蠕化率超過85%。其中基體相由奧氏體和貝氏體組成。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、本發明產品蠕化率高，可超過85%，同時具有強度高、塑性好、耐熱、抗沖擊、抗疲勞、鑄造成型性能好的綜合性能，其室溫拉伸為780~950MPa，延伸率≧3%，可滿足高功率柴油機對關鍵零部件的材料要求。

?2、制備工藝操作簡單、蠕化處理易于控制、蠕化率高、產品綜合性能好、適于工業化大規模生產。

附圖說明：

圖1：本發明實施例1合金石墨形態的金相組織照片；

圖2：本發明實施例1合金基體的金相組織照片；

圖3：本發明實施例2合金墨形態的金相組織照片；

具體實施方式：