[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度高韌性鑄態(tài)球墨鑄鐵及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910926009.8
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN110512136A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金昌林;馬志;茍鳴;劉平;李紅軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川都江鑄造有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22C37/04
• 分類號(hào): C22C37/04;C22C37/10;C22C37/06;C22C33/08;C21C1/10
• 代理公司: 51279 成都中炬新匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 羅韜<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度高韌性鑄態(tài)球墨鑄鐵及其制備方法，化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C含量3.2?3.8%、Si含量2.4?2.8%、Mn含量0.4?0.7%、Cr含量<0.15%、P含量＜0.07%、S含量＜0.03%、Mg含量0.01～0.05%、Cu含量0.15?0.3%、剩余為鐵元素及不可避雜質(zhì)，通過(guò)熔煉、球化孕育、造型、冷卻得到鑄態(tài)球墨鑄鐵，利用合金元素調(diào)控基體組織、微量元素復(fù)合增韌技術(shù)，提高球墨鑄鐵件的綜合力學(xué)能力，使其同時(shí)具有較高強(qiáng)度和高的延伸率，使其適用于批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料制備，具體涉及一種高強(qiáng)度高韌性鑄態(tài)球墨鑄鐵及其制備方法。

背景技術(shù)

鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金，由工業(yè)生鐵、廢鋼等鋼鐵及其合金材料經(jīng)過(guò)高溫熔融和鑄造成型而得到，除Fe外，還含及其它鑄鐵中的碳以石墨形態(tài)析出，若析出的石墨呈條片狀時(shí)的鑄鐵叫灰口鑄鐵或灰鑄鐵、呈蠕蟲狀時(shí)的鑄鐵叫蠕墨鑄鐵、呈團(tuán)絮狀時(shí)的鑄鐵叫可鍛鑄鐵或碼鐵、而呈球狀時(shí)的鑄鐵就叫球墨鑄鐵。球墨鑄鐵件因具其良好的力學(xué)性能和鑄造性能得以迅速發(fā)展，已成為替代鑄鋼的毛坯成型材料的一種選擇，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技水平的提高，汽車產(chǎn)品的空載輕量化的需求不斷加強(qiáng)，進(jìn)而催生了汽車零件對(duì)高強(qiáng)度高韌性球墨鑄鐵件的需求。

為適應(yīng)高強(qiáng)度、高韌性球墨鑄鐵件的需求，目前該類產(chǎn)品材料的研發(fā)在市面上開始推廣應(yīng)用，現(xiàn)有的球墨鑄鐵的性能提升研究，主要是通過(guò)熱處理后獲得高強(qiáng)度高韌性球墨鑄鐵，目前缺乏滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)的穩(wěn)定工藝，由于現(xiàn)有可鍛鑄鐵的使用標(biāo)準(zhǔn)，允許加入獲得規(guī)定硬度和成分所要求元素以外的其他合金元素，因此，通過(guò)其他合金元素提高鑄態(tài)球墨鑄鐵的強(qiáng)度和韌性是值得研究的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高韌性鑄態(tài)球墨鑄鐵及其制備方法，以期望利用合金元素調(diào)控基體組織、微量元素復(fù)合增韌技術(shù)，提高球墨鑄鐵件的綜合力學(xué)能力，使其同時(shí)具有較高強(qiáng)度和高的延伸率。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)度高韌性鑄態(tài)球墨鑄鐵，化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C含量3.2-3.8%、Si含量2.4-2.8%、Mn含量0.4-0.7%、Cr含量<0.15%、P含量＜0.07%、S含量＜0.03%、Mg含量0.01～0.05%、Cu含量0.15-0.3%、剩余為鐵元素及不可避雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C含量3.20-3.5%、Si含量2.5-2.8%、Mn含量0.40-0.70%、Cr含量＜0.15%、P含量＜0.07%、S含量＜0.03%、Mg含量0.020～0.050%、Cu含量0.15-0.3%、剩余為鐵元素及不可避雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，上述鑄態(tài)球墨鑄鐵的球化等級(jí)為1-2級(jí)，球徑大小5-7級(jí)，珠光體含量為珠光體含量為50～65%。

作為優(yōu)選，上述鑄態(tài)球墨鑄鐵的的抗拉強(qiáng)度大于等于600兆帕，屈服強(qiáng)度大于等于370兆帕, 延伸率大于等于10%，布氏硬度為190-250HBW。

本發(fā)明還提供了一種鑄態(tài)球墨鑄鐵的制備方法，制備高強(qiáng)度高韌性鑄態(tài)球墨鑄鐵，其操作步驟為：物料選用，選用碳素廢鋼、球鐵鐵屑、球墨鑄鐵回爐、料作為原料，選配增碳劑。

熔煉，將原材料加入感應(yīng)電爐熔煉，熔煉至1520攝氏度后靜置，隨后進(jìn)行扒渣后得到鐵液。

球化孕育，將球化包中逐層加入FeSiMg8Re2球化劑、硅鐵、硅鋇孕育劑，并覆蓋珍珠巖，將鐵液沖入球化包中進(jìn)行球化，待球化完畢后造渣除渣，隨后進(jìn)行倒包孕育，得到純凈鐵液。

造型，將制備好的覆膜砂加入制型機(jī)中進(jìn)行殼型制作，形成鑄型型殼，所述鑄型型殼中放入鐵型，隨后將球化孕育后的純凈鐵液吊至所述鐵型的鑄型澆注位置進(jìn)行澆注，澆注完成后形成待成品。

冷卻，將待成品進(jìn)行冷卻，在經(jīng)過(guò)脫箱操作取下造型模具后得到鑄態(tài)球墨鑄鐵。