[发明专利]一种曲轴用球墨铸铁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁的制备方法，特别是一种曲轴用球墨铸铁的制备方法。

背景技术

目前，汽车制造业中的铸件产品(例如机动车发动机零件的曲轴)一般采用锻钢，如45号优质碳素钢或42CrMo黑金刚制成，这类铸件具有优质的抗疲劳、抗弯曲的性能，但是锻钢曲轴的加工工艺较为复杂，生产效率低，成本较高，而且开发周期长不适应多品种小批量生产，必须大批量生产。

经研究发现，汽车曲轴还可使用球墨铸铁来生产，该加工工艺较简单，成本也较低，而且开发周期短，适应多品种小批量生产经因此，但是目前普通的球墨铸铁机械性能较低，抗拉强度为700MPa，延伸率为2%，尚不能完全满足曲轴的性能要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种曲轴用球墨铸铁的制备方法，可以较大幅度的提高抗拉强度和延伸率，使机械性能提高，保证抗疲劳和抗弯曲性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种曲轴用球墨铸铁的制备方法，所述曲轴用球墨铸铁的质量百分比为：C：3.6～3.8%，Si：2.2～2.4%，Mn：0.5～0.7%，Cu：0.24～0.4%，Cr：0.04～0.05%，Mo：0.11～0.14%，Re：0.03～0.04%，P：0.01～0.04%，S：0.O1%，Mg：0.03～0.035%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

所述曲轴用球墨铸铁通过如下方法制得：

(1)原料熔炼：按预定配方称取Q10生铁、回炉料、废钢并按顺序投入中频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1450⁰～1500⁰，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；

(2)球化处理和第一次孕育处理；在球化包加入总质量为出炉铁液质量的1.9～2.0%的第一球化剂和第二球化剂，其中第一球化剂占所有球化剂质量的40，第二球化剂占所有球化剂质量的60，上还覆盖质量相当于出炉铁液质量的0.25～0.35%的孕育剂，出炉铁液进入球化包后，对其球化处理和第一次孕育处理；

(3)第二次孕育处理；当铁水包中铁液高度出至铁水包2/3时，在出铁槽中均匀撒入质量相当于出炉铁液质量的0.3～0.5%的孕育剂，铁液进入出铁槽后，对其第二次孕育处理；

(4)第三次孕育处理；铁液浇注时，随铁液再次加入质量相当于铁液质量的0.1～0.5%的孕育剂以对其第三次孕育处理；浇注后即得到本发明的球墨铸铁。

其中，第一球化剂的组成成分为：Y：2～7%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Sb：0.3～0.4%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

第二球化剂的组成成分为：Re：2～4%，Mg：7～9%，Si：37～44%，Ca：1～3%，Mn：0.1～0.4%，Al：0.1～0.5%，Ti：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

孕育剂的组成成分为：Si：72～76%，Ca：0.1～1.0%，Al：0.1～0.5%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

本发明的曲轴用球墨铸铁的制备方法,可以较大幅度的提高曲轴用球墨铸铁抗拉强度和延伸率，使机械性能提高，保证抗疲劳和抗弯曲性能。所制得的曲轴的机械性能接近于锻钢的机械性能，并具有球墨铸铁特有的耐磨性，所述曲轴的机械性能为:抗拉强度850～880MPa，延伸率为5～8%，正火后硬度HB250一270，球化等级2级，石墨等级6级。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明。

本发明的曲轴用球墨铸铁主要构成元素为：C、Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Re、P、S、Mg、Fe，上述元素的原料来自于生铁、回炉料、废钢。回炉料是指在冶炼本发明的曲轴用球墨铸铁后产生的废铸件，利用回炉料作为再次冶炼球墨铸铁的原料能节约成本，达到循环利用的效果。

实施例1：

本实施例中曲轴用球墨铸铁的质量百分比为：C：3.6%，Si：2.2%，Mn：0.5%，Cu：0.24%，Cr：0.04%，Mo：0.11%，Re：0.03%，P：0.01%，S：0.O1%，Mg：0.03%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

实施例2：