[發(fā)明專利]一種調(diào)質(zhì)蠕墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵調(diào)質(zhì)方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110602384.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN113355495B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊曉光;趙俊平;吳永強(qiáng);牛恩來;魯福來;余金科;譚衛(wèi)軍;田朕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東風(fēng)商用車有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/25
• 分類號(hào): C21D1/25;C21D5/00;C21D9/00;F02F1/24
• 代理公司: 湖北竟弘律師事務(wù)所 42230
• 代理人: 張雯俐

本發(fā)明涉及一種調(diào)質(zhì)蠕墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵調(diào)質(zhì)方法及其應(yīng)用。該方法包括以下步驟：(1)奧氏體化處理：將蠕墨鑄鐵毛坯置于870～930℃的淬火爐中，保溫至基體組織完全奧氏體化；(2)淬火處理：蠕墨鑄鐵毛坯出爐后快速浸入維持在70～85℃的淬火油中，冷卻速率≤85℃/s，冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以下，取出空冷至室溫；(3)高溫回火處理：將蠕墨鑄鐵毛坯放入550～650℃的回火爐中，保溫1～4小時(shí)，最后將蠕墨鑄鐵毛坯空冷至室溫，得到調(diào)質(zhì)蠕墨鑄鐵。本發(fā)明開發(fā)了適合蠕墨鑄鐵的調(diào)質(zhì)工藝，避免了淬火開裂，調(diào)質(zhì)蠕墨鑄鐵金相組織以細(xì)小的索氏體組織為主，可以有效阻止熱疲勞裂紋的擴(kuò)展，且殘余應(yīng)力最小，有利于延長蠕墨鑄鐵零部件使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車零部件制造領(lǐng)域，特別涉及一種調(diào)質(zhì)蠕墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵調(diào)質(zhì)方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)介于球狀石墨和片狀石墨之間，由碳當(dāng)量較高的鐵水用稀土合金、稀土鈣合金或同時(shí)使用球化元素鎂與防球化元素Al、Ti等進(jìn)行處理得到，化學(xué)成分通常含C 2.5～4.0％，Si 1.0～3.0％，Mn 0.2～1.0％，P 0.01～0.1％，S 0.01～0.03％，RE0.04～0.06％，硬度為HB150～250，拉伸強(qiáng)度為350～500MPa，熱傳導(dǎo)系數(shù)為3～50W/mK。與灰鑄鐵相比，蠕墨鑄鐵導(dǎo)熱性略差，但強(qiáng)度高很多；與高強(qiáng)度的球墨鑄鐵相比，蠕墨鑄鐵的鑄造性能良好。因此，蠕墨鑄鐵是替代灰鑄鐵制備高功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的不錯(cuò)選擇。

作為發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋材料，蠕墨鑄鐵相對(duì)于灰鑄鐵，可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的可靠性，滿足更高爆壓的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求。但相對(duì)于經(jīng)過熱處理強(qiáng)化的合金鑄鐵缸蓋，其強(qiáng)度優(yōu)勢并不明顯，且導(dǎo)熱性相對(duì)較差，抗熱疲勞性能降低的缺點(diǎn)就完全暴露了出來。因此，需要更高強(qiáng)度的蠕墨鑄鐵來充分發(fā)揮蠕墨鑄鐵材料的優(yōu)勢，滿足更高負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)需求，同時(shí)為缸蓋輕量化設(shè)計(jì)提供合適的材料技術(shù)支持。

調(diào)質(zhì)處理是指鋼在淬火后隨之進(jìn)行高溫回火的熱處理工藝，目的在于提高鋼的塑性和韌性，使塑性和韌性相匹配，得到最佳綜合力學(xué)性能，也可用于球墨鑄鐵制做的零件，但未見報(bào)道用于改善蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用調(diào)質(zhì)處理工藝對(duì)蠕墨鑄鐵毛坯進(jìn)行熱處理，得到加工性能、導(dǎo)熱性能和耐熱性能都較好的蠕墨鑄鐵毛坯，對(duì)蠕墨鑄鐵毛坯進(jìn)行機(jī)加工，得到高導(dǎo)熱性、高抗拉強(qiáng)度、高耐熱疲勞性的蠕墨鑄鐵缸蓋。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

第一方面，提供一種蠕墨鑄鐵調(diào)質(zhì)方法，包括以下步驟：

(1)奧氏體化處理：將蠕墨鑄鐵毛坯置于870～930℃的淬火爐中，保溫至基體組織完全奧氏體化；

(2)淬火處理：蠕墨鑄鐵毛坯出爐后快速浸入維持在70～85℃的淬火油中，冷卻速率≤85℃/s，冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以下，取出空冷至室溫；

(3)高溫回火處理：將蠕墨鑄鐵毛坯放入550～650℃的回火爐中，保溫1～4小時(shí)，最后將蠕墨鑄鐵毛坯空冷至室溫，得到調(diào)質(zhì)蠕墨鑄鐵。

優(yōu)選地，淬火處理中冷卻速率為70～85℃/s。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，蠕墨鑄鐵為RuT350或RuT450。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，蠕墨鑄鐵的蠕化率≥80％。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，RuT350的珠光體含量為20～30％。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，RuT450的珠光體含量為75～90％。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，淬火爐采用多用箱式爐或連續(xù)爐，奧氏體化處理時(shí)，蠕墨鑄鐵毛坯置于爐腔中間。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，空冷至室溫的過程中，將蠕墨鑄鐵毛坯上下翻轉(zhuǎn)多次，以除去淬火油。