本發(fā)明涉及一種汽車零部件用耐低溫球磨鑄鐵件及其制備方法,屬于球墨鑄鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
汽車的誕生已經(jīng)有百年的歷史,發(fā)展迅速,目前已成為世界上最主要的交通工具和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的重要驅(qū)動(dòng)力,也是人們生活不可或缺的重要組成部分。鑄件是汽車產(chǎn)品零部件的重要構(gòu)成之一,鑄件產(chǎn)品在汽車零部件上的應(yīng)用占有重要地位。汽車用鑄件的主要特點(diǎn)是形狀復(fù)雜、壁厚較薄、尺寸精度高、生產(chǎn)批量大、要求可靠性非常高等。汽車要盡可能低減輕自身重量,就要求鑄件既要輕,還要有很高的強(qiáng)度。過去許多汽車零部件用的材質(zhì)是灰鑄鐵,如今大都改為球墨鑄鐵件。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,對汽車零部件用球墨鑄鐵件的性能提出了更高、更苛刻的要求。然而目前目前市場上用于汽車零部件的球墨鑄鐵件仍存在耐低溫性差的缺點(diǎn),無法滿足嚴(yán)寒地區(qū)的使用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車零部件用耐低溫球磨鑄鐵件及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種汽車零部件用耐低溫球磨鑄鐵件,其各化學(xué)組分的重量百分比為:C 3.5-3.9%、Si 1.6-1.9%、Mn 0.1-0.2%、Al 0.3-0.6%、Ni 0.2-0.4%、Te 0.1-0.2%、Po 0.06-0.12%、La 0.06-0.08%、Eu 0.03-0.06、Pr 0.02-0.04%、P≤0.05%、S≤0.04%,余量為Fe。
一種汽車零部件用耐低溫球磨鑄鐵件的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱取生鐵、廢鋼、鎳鐵、回爐料等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉,熔煉溫度為1520-1540℃,待爐料全部熔化后,取樣分析并調(diào)整鐵液成分,達(dá)到要求后升溫至1540-1560℃,在功率為200-400W,轉(zhuǎn)速為1500-2500r/min的條件下磁力攪拌4-8min,靜置20-25min,出爐;
(2)鐵液出爐前,先在球化包一側(cè)包壩的底部凹坑內(nèi)加入相當(dāng)于鐵液質(zhì)量1.6-1.8%的鎂銅球化劑,在球化劑上覆蓋相當(dāng)于鐵液質(zhì)量0.8-0.9%的硅鋯孕育劑,然后在孕育劑表面均勻撒上一層潔凈、干燥、無銹的球鐵屑并搗實(shí),鐵液出爐時(shí),將鐵液通過蓋包小孔流入球化包內(nèi)進(jìn)行球化和孕育處理,溫度控制在1525-1545℃,待球化反應(yīng)完畢后,立即在鐵液表面撒集膨脹珍珠巖粉,在功率為400-600W,頻率為30-50kHz的條件下超聲震蕩10-20mim,并扒凈鐵液表面的浮渣,靜置25-35min,然后取樣制取三角試塊分析,檢測球化合格后即可進(jìn)行澆注;
(3)澆注前,將球化包及提包烘烤至850-880℃,澆注溫度控制在1495-1515℃,澆注速度控制在0.7-0.8kg/s;
(4)對澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先以80-100℃/h的速率升溫至950-990℃,保溫1-3h,再以20-40℃/h的速率降溫至640-680℃,保溫3-5h,再以10-30℃/h的速率降溫至300-350℃,保溫5-6h,再以60-80℃/h的速率升溫至970-1010℃,保溫1-2h;然后投入220-280℃熔鹽中冷卻淬火,冷卻30-60s;最后在功率為800-1000W的條件下微波加熱1-2h,再在功率為500-700W的條件下微波加熱3-4h,出爐空冷即可。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過調(diào)整Si的含量,降低Mn的含量,同時(shí)加入Al、Ni、Te、Po、La、Eu、Pr等合金元素,可以顯著改善球墨鑄鐵件的耐低溫性能,在-50℃低溫條件下仍具有較高的沖擊韌性,滿足嚴(yán)寒地區(qū)汽車零部件的使用要求。
具體實(shí)施方式
一種汽車零部件用耐低溫球磨鑄鐵件,其各化學(xué)組分的重量百分比為:C 3.5-3.9%、Si 1.6-1.9%、Mn 0.1-0.2%、Al 0.3-0.6%、Ni 0.2-0.4%、Te 0.1-0.2%、Po 0.06-0.12%、La 0.06-0.08%、Eu 0.03-0.06、Pr 0.02-0.04%、P≤0.05%、S≤0.04%,余量為Fe。
一種汽車零部件用耐低溫球磨鑄鐵件的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱取生鐵、廢鋼、鎳鐵、回爐料等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉,熔煉溫度為1530℃,待爐料全部熔化后,取樣分析并調(diào)整鐵液成分,達(dá)到要求后升溫至1550℃,在功率為300W,轉(zhuǎn)速為2000r/min的條件下磁力攪拌6min,靜置24min,出爐;
(2)鐵液出爐前,先在球化包一側(cè)包壩的底部凹坑內(nèi)加入相當(dāng)于鐵液質(zhì)量1.7%的鎂銅球化劑,在球化劑上覆蓋相當(dāng)于鐵液質(zhì)量0.9%的硅鋯孕育劑,然后在孕育劑表面均勻撒上一層潔凈、干燥、無銹的球鐵屑并搗實(shí),鐵液出爐時(shí),將鐵液通過蓋包小孔流入球化包內(nèi)進(jìn)行球化和孕育處理,溫度控制在1535℃,待球化反應(yīng)完畢后,立即在鐵液表面撒集膨脹珍珠巖粉,在功率為500W,頻率為40kHz的條件下超聲震蕩15mim,并扒凈鐵液表面的浮渣,靜置30min,然后取樣制取三角試塊分析,檢測球化合格后即可進(jìn)行澆注;
(3)澆注前,將球化包及提包烘烤至870℃,澆注溫度控制在1505℃,澆注速度控制在0.7kg/s;
(4)對澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理:先以90℃/h的速率升溫至970℃,保溫2h,再以30℃/h的速率降溫至660℃,保溫4h,再以20℃/h的速率降溫至330℃,保溫5h,再以70℃/h的速率升溫至990℃,保溫1.5h;然后投入260℃熔鹽中冷卻淬火,冷卻45s;最后在功率為900W的條件下微波加熱1.5h,再在功率為600W的條件下微波加熱3h,出爐空冷即可。
經(jīng)檢驗(yàn),其力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度798Mpa,屈服強(qiáng)度652Mpa,伸長率13.3%,-40℃沖擊韌性10.9J/cm2。