[发明专利]一种高延伸率的球墨铸铁及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，涉及一种通过热处理来改善材料力学性能指标的热处理方法，尤其是涉及一种提高延伸率的球墨铸铁及其热处理工艺。

背景技术

我厂的精密铸造一直以来所采用的航空材料中，应用最广的球墨铸铁牌号为QT500-2，QT500-2为我厂的内部标准，一直以来采用本标准球墨铸铁可满足航空材料的力学性能。但随着航空产品的质量要求逐步提高，目前在部分新产品的设计上采用了牌号为QT500-7的材料，QT500-7的力学性能要优于QT500-2，产品验收时，也以QT500-7的力学性能指标作为验收标准，材料化学成分不作为验收依据。球墨铸铁的力学性能是以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据。

由于材料QT500-7铸件为单一产品，产品交付数量少，无法形成批量生产，同时QT500-7在材料成分的配料上与QT500-2存在一定的差异，QT500-7材料在公司为新材料，若进行研制则需进行新材料工艺试验和验证，这样势必延迟铸件交付节点，同时将大大提高研制成本。再者，少量的铸件研制将产生熔化设备过剩而造成材料浪费和生产管理上的成本浪费。因此，若更换生产线，单独生产QT500-7，将产生巨大的成本投入，而QT500-7材料的使用并不能明显降低产品成本。而且我公司现有的球墨铸铁QT500-2生产线配套在研产品很多，且工艺较为成熟，为此，希望能找到一种方法在现有设备和技术基础上，提高材料的力学性能，使产品达到最新的质量标准，又便于组织生产和管理。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种提高延伸率的球墨铸铁及其热处理工艺，从而达到提高铸件性能指标的效果。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种高延伸率的球墨铸铁，其化学成分中包括3.0％～3.6％的C、2.0％～3.4％的Si、0.6％～1.5％的Mn、0.03％～0.08％的Mg、0.03％～0.1％的稀土元素RE，以及≤2.0％的Ni、≤1.0％的Cu、≤0.03％的S、≤0.15％的P，其余由铁和杂质构成；

其布氏硬度为170～230；

其制造工艺包括熔炼、铸造、正火和回火，所述熔炼步骤中，对铁原料进行高温熔炼，使其成为熔融状态，当金属液温度达到1420～1440℃时加入硅铁、锰铁、铜；当金属液温度达到1430～1450℃时，出炉，用稀土硅铁镁合金进行球化处理，浇注三角试样，检查球化效果，球化良好即可浇注；所述铸造工序中，采用砂型铸造工艺浇铸厚度为30～40mm的球墨铸铁涨圈10筒；所述正火步骤中，将铸件加热至800～850℃，保温2h，出炉空冷；所述回火步骤中，将铸件加热到500～600℃，保温2h，出炉空冷。

所述合金的化学成分包括3.0％～3.5％的C、2.1％～2.4％的Si、0.6％～1.5％的Mn、0.06％～0.08％的Mg、0.04％～0.1％的稀土元素RE、以及0.7％～2.0％的Ni、0.7％～1.0％的Cu、0.004％～0.03％的S、0.016％～0.15％的P，其余由铁和杂质构成。

所述合金的化学成分包括3.0％的C、2.4％的Si、1.5％的Mn、0.06％的Mg、0.04％的稀土元素RE、以及2.0％的Ni、0.9％的Cu、0.004％的S、0.14％的P，其余由铁和杂质构成。

一种提高球墨铸铁延伸率的热处理工艺，包括熔炼、铸造、正火和回火工序：

所述熔炼工序中，对铁原料进行高温熔炼，使其成为熔融状态，当金属液温度达到1420～1440℃时加入硅铁、锰铁、铜；当金属液温度达到1430～1450℃时，出炉，用稀土硅铁镁合金进行球化处理，浇注三角试样，检查球化效果，球化良好即可浇注；该铸件合金成分包括3.0％～3.6％的C、2.0％～3.4％的Si、0.6％～1.5％的Mn、0.03％～0.08％的Mg、0.03％～0.1％的稀土元素RE，以及≤2.0％的Ni、≤1.0％的Cu、≤0.03％的S、≤0.15％的P，其余由铁和杂质构成；

所述铸造工序中，采用砂型铸造工艺浇铸厚度为30～40mm的球墨铸铁涨圈10筒；

所述正火工序是将球墨铸铁涨圈加热至800～850℃，保温2h，出炉空冷；

所述回火工序是将上述完成回火的铸件加热到500～600℃，保温2h，出炉空冷。

所述正火工序中，球墨铸铁涨圈加热温度为830℃，保温2h，出炉空冷。

所述回火工序中，球墨铸铁涨圈加热温度为550℃，保温2h，出炉空冷。

本发明的有益效果是：