[发明专利]球墨铸铁及其制备方法

说明书

本发明涉及一种球墨铸铁及其制备方法。按照质量百分数计，该球墨铸铁包括以下成分：3.5wt％～3.9wt％C、2.5wt％～2.8wt％Si、0.7wt％～0.85wt％Cu、0.001wt％～0.01wt％Sb、0.03wt％～0.06wt％Mg、0.01wt％～0.03wt％RE、Mn≤0.3wt％、P≤0.03wt％、S≤0.02wt％及余量Fe。该球墨铸铁中含有特定配比的组分，各组分协调配合，从而提高了球墨铸铁的抗疲劳性能，且具有较高的球化等级和较多的珠光体数量。

技术领域

本发明涉及合金制备技术领域，特别是涉及一种球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

自上世纪五十年代初起，球墨铸铁材料因具有良好的综合机械性能与工艺性能而逐渐得到了推广应用。球墨铸铁具有强度高，抗冲击性能哟优异及韧性好等特点，相比于锻钢，其在塑性、抗蚀、抗氧化、耐热、抗裂、减振及成本等方面具有很大优势，使其很快代替锻钢成为曲轴等机械零构件的主要应用材料。

球墨铸铁的抗疲劳性能是设计、铸造机械零构件的关键参数。抗疲劳性能用以表达材料在循环载荷作用下的损伤和破坏。日内瓦国际标准化组织将金属疲劳描述为“金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳”。由于工程中绝大多数机械在动载荷作用下工作，因此疲劳破坏问题普遍存在于各种机械零构件之中，引起疲劳失效的循环载荷峰值往往远小于根据静态断裂分析估算出来的安全载荷，并且在达到疲劳寿命时，在无明显征兆的情况下，机械零构件的结构会突然断裂失效。近年来，随着机械设备向高速、轻量大型化发展，机械零构件的服役条件也越来越恶劣，导致重大疲劳失效事故层出不穷。

随着科技的发展，要求轻量化的球墨铸铁零件材料在1.0×10⁷次的寿命时长下的旋转弯曲疲劳性达到330MPa及以上，传统技术制得的球墨铸铁无法满足该要求，大大限制的球墨铸铁的应用。因此，现有技术仍有待改进。

发明内容

基于此，本发明提供了一种球墨铸铁及其制备方法，该球墨铸铁的抗疲劳性能高。

本发明提供一种球墨铸铁，按照质量百分数计，所述球墨铸铁包括以下成分：3.5wt％～3.9wt％C、2.5wt％～2.8wt％Si、0.7wt％～0.85wt％Cu、0.001wt％～0.01wt％Sb、0.03wt％～0.06wt％Mg、0.01wt％～0.03wt％RE、Mn≤0.3wt％、P≤0.03wt％、S≤0.02wt％及余量Fe。

在其中一些实施例中，按照质量百分数计，所述球墨铸铁包括以下成分：3.75wt％～3.9wt％C、2.6wt％～2.8wt％Si、0.75wt％～0.85wt％Cu、0.005wt％～0.01wt％Sb、0.03wt％～0.06wt％Mg、0.12wt％～0.3wt％Mn、0.01wt％～0.03wt％RE、0～0.03wt％P、0～0.02wt％S及余量为Fe。

本发明的另一方面，提供一种球墨铸铁的制备方法，包括如下步骤：

提供制备原料，并熔炼成原铁水；

对所述原始铁水进行脱硫处理，得到脱硫后的铁水；

将所述脱硫后的铁水在稀土硅铁镁合金球化剂、及硅铁孕育剂的作用下进行球化处理；得到球化后的铁水；所述硅铁孕育剂的质量为原铁水的质量的0.5wt％～0.7wt％；所述稀土硅铁镁合金球化剂的质量为出铁量的1.1wt％～1.2wt％；

所述球化后的铁水包括以下成分：3.5wt％～3.9wt％C、2.5wt％～2.8wt％Si、0.7wt％～0.85wt％Cu、0.001wt％～0.01wt％Sb、0.03wt％～0.06wt％Mg、0.01wt％～0.03wt％RE、Mn≤0.3wt％、P≤0.03wt％、S≤0.02wt％及余量Fe；

将所述球化后的铁水进行浇注处理，得到球墨铸铁。