[发明专利]一种等温淬火球墨铸铁及其铸造方法

说明书

本发明提供了一种等温淬火球墨铸铁及其铸造方法，涉及金属铸造领域，含有以下重量百分含量的组分：C 3.14‑3.86％、Si 2.32‑2.76％、Mn 0.32‑0.98％、Mg 0.01‑0.04％、Cu 0.45‑0.67％、Ni 0.51‑0.78％、Mo 0.2‑0.4％、Cr 0.15‑0.35％、Sb 0.005‑0.027％、Re 0.025‑0.057％、Ce 0.005‑0.02％、P＜0.05％、S＜0.01％、其余为铁和其他不可避免的杂质，其铸造方法是按重量百分比称取所需原料，熔炼、孕育和球化处理后浇注，铸件经等温淬火得到，本发明制备的等温淬火球墨铸铁的拉伸和屈服强度高，球墨小，球化率和硬度高，耐磨性能强，适用于各类机械铸件。

技术领域

本发明涉及金属铸造领域，具体涉及一种等温淬火球墨铸铁及其铸造方法。

背景技术

上世纪30年代初，E·S·Davenpon和E·C·Bain在研究钢的冷却速度与性能的关系时，发现钢在奥氏体处理后并经一定温度保持，得到针状铁素体和一定介面上沉淀的碳化物共析组织，具有良好的综合性能。这种组织后来被称为贝氏体。在较低温度保持，形成针状铁素体和铁索体内部一定晶面上沉淀的碳化物的混合物成为下贝氏体。在较高温度保持，形成板条状铁素体和板条周围沉淀的碳化物的混合物组织称为上贝氏体，按现在对贝氏体的分类还有其他各类贝氏体，这种热处理工艺叫做等温淬火，一定成分的球磨铸铁经等温淬火后得到的铸铁材料就是等温淬火球墨铸铁(ADI)。

ADI是近年来国内外一直关注和不断深入研究的一种应用面很广的新型材料。其具有优异的力学性能，如高的韧性、拉伸强度、硬度、断裂韧性、疲劳强度等，优于钢的耐磨性和减震降噪性能。随着现代工业竞争的不断激烈，高性能低成本的材料正是所追求的目标，ADI可以很好地满足要求，并且在许多领域中得到应用，比如，以ADI代替锻钢及铸钢生产汽车零部件，可减重10-30％，降低相对成本15-30％，从源头上大幅度降低汽车噪音，并可以降低能耗、减轻废气排放、提高驱动比。

然而，ADI的生产对铸造和热处理两方面都提出较为严格的要求。在铸造方面，要求有较高的球化率和较合理的金相组织，在热处理方面，要严格控制奥氏体化、等温淬火的温度和保温时间。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种等温淬火球墨铸铁及其铸造方法，使得生产出的球墨铸铁具有高强度和高韧性的同时还具有很高的耐磨性。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种等温淬火球墨铸铁，含有以下重量百分含量的组分：C 3.14-3.86％、Si2.32-2.76％、Mn 0.32-0.98％、Mg 0.01-0.04％、Cu 0.45-0.67％、Ni 0.51-0.78％、Mo0.2-0.4％、Cr 0.15-0.35％、Sb 0.005-0.027％、Re 0.025-0.057％、Ce 0.005-0.02％、P＜0.05％、S＜0.01％、其余为铁和其他不可避免的杂质。

优选地，所述等温淬火球墨铸铁含有以下重量百分含量的组分：C 3.72％、Si2.51％、Mn 0.48％、Mg 0.025％、Cu 0.5％、Ni 0.63％、Mo 0.34％、Cr 0.27％、Sb0.015％、Re 0.037％、Ce 0.014％、P＜0.05％、S＜0.01％、其余为铁和其他不可避免的杂质。

上述等温淬火球墨铸铁的铸造方法，包括以下步骤：

(1)先将废钢、硅铁、生铁和增碳剂混合加热熔化成铁水，控制铁水的化学成分及各化学成分的重量百分含量；

(2)将铁水温度升高至1450-1480℃时，扒渣，然后依次加入所需量的各组分合金，调整铁液中各元素的含量，升温至1530-1550℃并保温5-10min后出铁；