[发明专利]具有均匀壁厚的球墨铸铁铸件中合金元素添加量的确定方法与球墨铸铁铸件及其铸造和模具

说明书

本发明提供了一种具有均匀壁厚的球墨铸铁铸件中合金元素添加量的确定方法与球墨铸铁铸件及其铸造和模具，本发明的均匀壁厚的球墨铸铁铸件中合金元素添加量的确定方法中，所述合金元素包括碳、硅、镁、镍、铜、铬和锰，且以所述球墨铸铁铸件的重量百分比计，所述合金元素的添加量为碳：200％D％+(2.95～3.25)％；硅：3*(CE)％+(0.05～0.10)％；镁：D％+(‑0.015～0.015)％；镍：500％D％+(0.05～0.1)％；铜：500％D％+(0.01～0.1)％；铬：250％D％+(‑0.01～0)％；锰：10D％+(0.01～0.1)％；其中，D为所述球墨铸铁铸件的壁厚，且0.04m＜D≤0.05m；CE为所述球墨铸铁铸件的碳当量。本发明通过该方法确定的合金元素添加量所制备成的球墨铸铁件，其硬度和抗拉强度均能满足要求，尤为重要的是其延伸率也能够很好的满足要求，从而可为高速冲压模具提供性能可靠的部件成型基材。

技术领域

本发明涉及球墨铸铁技术领域，特别涉及一种具有均匀壁厚的球墨铸铁铸件中合金元素添加量的确定方法。本发明还涉及有由上述方法确定合金元素添加量的球墨铸铁铸件，以及由该球墨铸铁铸件所成型的模具。

背景技术

以汽车行业所使用的冲压模具中的修边翻边模具为例，成型该模具中的压料芯的材质一般为ECD550或者QT600球墨铸铁，而高速冲压模具要求既有较高的抗拉强度及硬度，又要有较高的延伸率。不过，现有球墨铸铁件中很难做到强度与延伸率均较高，而若将球墨铸铁采用GM246或GGG70L材质，铸件的抗拉强度及硬度能达到要求，但其延伸率却较低，再者若使用FCD550或 QT600，两种情况下的延伸率比较靠近可满足要求，不过其在抗拉强度与硬度上又达不到要求。

高塑性球墨铸铁是在保证满足一定硬度及抗拉强度的前提下，仍具有较高伸长率的球墨铸铁。由于球墨铸铁的强度与塑性存在此消彼长的矛盾关系，因而随着球墨铸铁应用要求越来越高，如何在保证球墨铸铁较好硬度与抗拉强度 (例如压料芯所需的中等硬度及抗拉强度)的前提下，亦提高其延伸率成为当前球墨铸铁材料研究的难点。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种均匀壁厚的球墨铸铁铸件中合金元素添加量的确定方法，以能够获得具有较好硬度和抗拉强度以及较高延伸率的球墨铸铁材料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种均匀壁厚的球墨铸铁铸件中合金元素添加量的确定方法，所述合金元素包括碳、硅、镁、镍、铜、铬和锰，且以所述球墨铸铁铸件的重量百分比计，所述合金元素的添加量为：

碳：200％D％+(2.95～3.25)％；

硅：3*(CE)％+(0.05～0.10)％；

镁：D％+(-0.015～0.015)％；

镍：500％D％+(0.05～0.1)％；

铜：500％D％+(0.01～0.1)％；

铬：250％D％+(-0.01～0)％；

锰：10D％+(0.01～0.1)％；

其中，D为所述球墨铸铁铸件的壁厚，且0.04m＜D≤0.05m；CE为所述球墨铸铁铸件的碳当量。

进一步的，所述合金元素还包括硫和磷，且以所述球墨铸铁铸件的重量百分比计，硫与磷的添加量为：

硫：0.006％～0.012％；

磷：＜0.04％。

进一步的，CE在4.45～4.55之间。