[发明专利]一种高性能铸态奥贝球铁及其生产方法和应用

摘要

本发明提供一种高性能铸态奥贝球铁及其生产方法和应用。本发明以球墨铸铁壳型铸造为基础，根据铸件尺寸以及脱壳时间限定贝氏体形成元素Mo、Ni和Cu元素的加入量范围，通过对脱壳时间、冷却与保温工艺的精细控制，最终确定适合具有复杂形状特征的铸态奥贝球铁生产方法。采用本发明方法获得的铸态奥贝球铁具有优良的综合力学性能，抗拉强度超过900MPa、屈服强度不低于600MPa，伸长率大于4％，冲击韧性大于65J/cm²；铸态下获得的奥贝球铁的布氏硬度为为250～310HBS，满足机械加工的要求。本发明方法制备的铸态奥贝球铁可用于承受大载荷、安全系数要求高的各种金属部件，尤其适用于高性能发动机曲轴。

主权项

1.一种高性能铸态奥贝球铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)球墨铸铁铸件的壳型铸造：采用壳型铸造工艺，按如下质量百分比的化学成分经熔炼、脱硫、球化、浇注后获得球墨铸铁铸件：C 3.0‑4.5％，Si 2.0‑3.5％，Mn 0.2‑0.4％，P<0.05％，S<0.02％，Mg<0.06％，Mo 0.3‑0.6％，Ni 0.5‑2.0％，Cu 0.5‑2.0％，余量为Fe；当铸件厚度在100mm以下时，贝氏体形成元素最低含量应同时满足：Mo>0.3wt％，Ni>0.5wt％，Cu>0.5wt％；(2)脱壳工艺控制：脱壳时需保证球墨铸铁铸件最小厚度处的温度在800℃以上，但不得高于950℃，同时，各壳型铸造箱所用的冷却时间应一致；(3)铸态奥贝球铁冷却保温工艺控制：将脱壳的球墨铸铁铸件放入保温‑冷却双功能箱中，先取出外层，通过与内层连接的风冷与雾冷设备进行铸件的降温，当铸件表面温度降至250‑400℃范围内停止降温，再次包裹上外层保温层并利用铸件余热进行贝氏体转变等温保温，保温时间30～150min，保温过程中根据箱内温度变化开启风冷设备控制功能箱内部温度的稳定性；保温结束后铸件采用空冷方式冷却至室温，获得高性能铸态奥贝球铁。