[發明專利]一種低合金高強度灰鑄鐵及其制備工藝

在審

• 申請號: 201811028569.3
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109112390A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 何春華;黎小春;王春風;秦棟;易致達;劉峻才;辛泳霖;黃和江;玉時炎
• 申請（專利權）人: 廣西玉柴機器股份有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/06;C22C33/08
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 王洪娟;馬赟齋

本發明公開了一種低合金高強度灰鑄鐵，含有以下質量分數的化學成分：C：2.95?3.4％、Si：1.95?2.15％、S：0.05?0.1％、Mn：0.30?0.6％、Cu：0.2?0.4％、Cr：0.15?0.4％、P＜0.07％、N：0.006?0.020％，余量為Fe以及可忽略不計的雜質及元素。主要由廢鋼、回爐鐵、碳化硅、增碳劑、錳鐵、銅、硅鐵和鎳熔煉成鐵水后，先后進行鐵水包孕育及倒包孕育，而后澆鑄成型即得。本發明還公開了該灰鑄鐵的鑄造方法。該灰鑄鐵合金含量較低，具有高強度，制備的發動機壁較薄，滿足目前對發動機性能要求，同時也大大降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及一種灰鑄鐵及制備工藝，尤其涉及一種低合金高強度灰鑄鐵及其制備工藝。

背景技術

發動機機身鑄件，如發動機缸體、缸蓋等鑄件，均采用高強度灰鑄鐵進行鑄造。其對材質的要求既有高強度和高硬度，也要有良好的鑄造性、切削性能，從而也導致了成本過高。隨著柴油發動機市場的激烈競爭，柴油發動機成本較高，降低了市場的競爭力，影響發動機廠的整體發展。目前，柴油發動機的不斷升級，要求柴油發動機的功率越來越大，同時柴油發動機的整體重量也要求越來越輕。減輕發動機整體重量，就必須是每個零部件要按最優輕量化的要求來生產，必須降低產品的壁厚。但是，發動機壁厚減薄了，產品的強度、硬度、抗疲勞強度等性能就會下降，這是一個相互矛盾的關系。為了解決這一矛盾，行業內都是往灰鑄鐵中添加各種合金，以保證產品在降低厚度的情況下，仍具有較高的強度和硬度。但是，這又進一步地提高了生產成本。

目前，灰鑄鐵的廣西玉柴生產方式為：爐料采用生鐵、廢鋼、回爐鐵及其它合金加入中頻爐中熔煉成鐵水，成分檢驗合格后，即鐵水成分：C：2.95-3.4％、Si：1.45-1.8％、S：0.05-0.1％、Mn：0.50-0.9％、Cu：0.4-0.8％、Cr：0.15-0.4％、P＜0.07％，出鐵加入一次孕育劑處理，在澆注過程中加入二次孕育，終鐵水成分要求：C：2.95-3.4％、Si：1.95-2.15％、S：0.05-0.1％、Mn：0.50-0.9％、Cu：0.4-0.8％、Cr：0.15-0.4％、P＜0.07％，所得灰鑄鐵材質合金含量較高，但性能較低，本體抗拉強度210-230Mpa，硬度170-190HBW，難以滿足發動機輕量化生產需求。

中國專利申請CN 103361540 A公開了一種低合金高強度灰鑄鐵，其成分如下：C：3.0-3.4％、Si：1.8-2.2％、S：0.08-0.13％、Mn：0.8-1.5％、Cu：0.4-0.6％、Cr：0.2-1.0％、P≤0.05％，N：0.02-0.05％，余量為Fe和不可避免的雜質，其中Mn、S和N的質量百分比含量符合Mn≥1.8×S+0.25％+20×N。該灰鑄鐵雖然相對目前同類產品合金量有所降低，而且具有較高的強度和硬度。但是，為減少鑄件氣孔，包裝鑄件的致密性，現有的灰鑄鐵中N含量通常要控制在0.025％。然而，上述灰鑄鐵中N含量為0.02-0.05％，會使鑄件產生氣孔等缺陷。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種低合金高強度灰鑄鐵，該灰鑄鐵合金含量較低，具有高強度，制備的發動機壁較薄，滿足目前對發動機性能要求，同時也大大降低了生產成本。

本發明的目的之二是提供上述低合金高強度灰鑄鐵的制備工藝。

為實現第一個目的，本發明通過以下技術方案來實現：一種低合金高強度灰鑄鐵，含有以下質量分數的化學成分：C：2.95-3.4％、Si：1.95-2.15％、S：0.05-0.1％、Mn：0.30-0.6％、Cu：0.2-0.4％、Cr：0.15-0.4％、P＜0.07％、N：0.006-0.020％，余量為Fe以及可忽略不計的雜質及元素。

進一步地，所述灰鑄鐵含有以下質量分數的化學成分：C：2.95-3.4％、Si：1.95-2.15％、S：0.05-0.1％、Mn：0.30-0.45％、Cu：0.2-0.35％、Cr：0.15-0.4％、P＜0.07％、N：0.006-0.015％，余量為Fe以及可忽略不計的雜質及元素。