[发明专利]一种高强度高韧性的球墨铸铁、曲轴及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度高韧性的球墨铸铁，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：0.36％～0.40％的C，1.9％～2.4％的Si，S≤0.020％，P≤0.025％，0.25％～0.65％的Mn，2.0％～3.0％的Ni，0.50％～0.85％的Cu，0.002％～0.008％的Sb，0.01％～0.02％的Sn，余量为Fe以及不可避免的杂质；且为上贝氏体组织2～3级。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征在于，还包括质量百分数为0.002％～0.005％的Bi。

3.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征在于，还包括以下质量百分数的组分：0.003％～0.004％的Ca，0.0025％～0.003％的Mg，0.006％～0.01％的稀土RE，0.0003％～0.0075％的Ba。

4.根据权利要求3所述的球墨铸铁，其特征在于，还包括质量百分数为0.001％～0.0035％的Bi。

5.一种曲轴，其特征在于，由权利要求1～4中任意一项所述的球墨铸铁制备而成。

6.根据权利要求5所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴的球化级别为1～2级，石墨大小为5～8级。

7.一种权利要求6所述的曲轴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)冶炼铁水：控制冶炼完成后得到的铁水包括以下质量百分数的组分：0.36％～0.40％的C，1.9％～2.4％的Si，S≤0.020％，P≤0.025％，0.25％～0.65％的Mn，2.0％～3.0％的Ni，0.50％～0.85％的Cu，0.002％～0.008％的Sb，0.01％～0.02％的Sn，余量为Fe以及不可避免的杂质；

2)球化处理：向步骤1)得到的铁水中加入球化剂，进行球化处理；

3)一次孕育处理：向球化处理后的铁水中加入一次孕育剂，进行一次孕育处理；

4)浇铸：浇注过程中向铁水中加入二次孕育剂进行二次孕育处理；

浇铸完成后冷却，待铁水凝固后得到曲轴毛坯，控制二次孕育处理后得到的曲轴毛坯的球化级别为1～2级，石墨大小为5～8级，珠光体数量≥60％；

5)将步骤4)得到的曲轴毛坯经粗机加工后进行等温淬火：将曲轴毛坯加热至880℃～920℃下保温1～3小时，然后进行盐浴等温冷却处理，盐浴等温冷却温度为260℃～300℃，盐浴等温冷却时间为1～3小时，控制等温淬火后得到上贝氏体组织2～3级；

等温淬火后，再经精机加工后得到曲轴成品。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述球化剂包括以下质量百分数的组分：Mg：6.5％～7.5％，RE：1.0％～2.0％，Si：43％～48％，余量为铁以及不可避免的杂质；球化剂的加入质量为铁水总质量的1.0％～1.3％，球化处理温度为1490℃～1520℃。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述一次孕育剂包括以下质量百分数的组分：Si：65％～70％，Ba：0.3％～0.5％，Ca：0.3％～0.5％，余量为铁以及不可避免的杂质；一次孕育剂的加入质量为铁水总质量的0.5％～0.6％，一次孕育处理温度为1490℃～1520℃。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，当一次孕育处理后的铁水温度达到1480℃～1500℃时开始浇铸；

且二次孕育剂包括以下质量百分数的组分：Si：65％～70％，Ba：0.3％～0.5％，Ca：0.3％～0.5％，Bi：0.4％～0.6％，RE：0.1％～0.3％，余量为铁以及不可避免的杂质；二次孕育剂的加入质量为铁水总质量的0.1％～0.15％。