[发明专利]一种铸态QT700-8材料及其铸造方法和应用

说明书

本发明涉及一种铸态QT700‑8材料及其铸造方法和应用，涉及铸造工艺技术领域。将原材料熔成铁液，根据化学成分检测结果加入增碳剂和合金，调整铁液化学成分为：C：3.5wt％‑3.9wt％，Si：2.2wt％‑2.8wt％，Mn：0.2wt％‑0.4wt％，Cu：0.4wt％‑0.6wt％，Ni：0.4wt％‑0.8wt％，S≤0.015wt％，P0.03wt％，Mg：0.02wt％‑0.05wt％，Re：0.01wt％‑0.03wt％；控制炉温为1480℃‑1520℃，铁液出炉、球化孕育，浇注时随流孕育，即得到铸态QT700‑8材料。本发明提供的铸造工艺简单，成本较低，零件性能一致性较好，解决了球墨铸铁强度和延伸率难以兼顾的难题。

技术领域

本发明涉及商用车底盘零件制造技术领域，特别涉及一种铸态QT700-8材料及其铸造方法和应用。

背景技术

汽车底盘类零件和保安件是车辆行驶的主要组成部分，这些零件都需要承受重载，无时无刻不在保障着车辆的行驶安全。为了满足载重车及乘用车的要求，铸件的材质从最初的QT400-15、QT450-10铁素体球铁逐步向QT500-7、QT600-3等混合基体和更高牌号的珠光体球铁发展。

球铁材质的强度和塑性对于铸件的寿命都有较大影响，铸件的高周疲劳失效主要取决于铸件的强度，低周疲劳失效主要取决于铸件的塑性。对于球墨铸铁而言，其强度和韧性在一定程度上无法兼具。而往往在零件使用时对材料的强度和延伸率都有较高的要求。因此，关键就在于如何在保证高强度的条件下提高铸件铸态材质的延伸率，这也正是铸态球墨铸铁扩展应用范围的难点所在。目前，现有技术主要通过向传统球墨铸铁材料添加合金元素，来进一步提升球墨铸铁的性能，但其力学性能提升有限，强度和韧性在一定程度上无法兼具，特别是强度越高，韧性越难以提升。

申请号为201710003893.9的中国专利文献公开了一种高强度高韧性铸态QT700-10的生产方法，包括以下步骤：(1)电炉熔炼(2)球化孕育(3)二次孕育(4)浇注，得到化学成分的质量百分比为：C3.6wt％～3.8wt％，Si2.1wt％～2.7wt％，P≤0.04wt％，且碳当量CE＝C+1/3(Si+P)＝4.3wt％～4.6wt％，Mn0.2wt％～0.4wt％，Cu0.3wt％～0.5wt％，Cr≤0.05wt％，Sn0.013wt％～0.02wt％，且AF＝Mn+2.4Cu+3.2Cr+20Sn＝1.56wt％～2.0wt％，S0.006wt％～0.015wt％，Mg0.025wt％～0.05wt％，RE≤0.02wt％，余量为Fe的铸态QT700-10。该方法工艺较复杂，难以制备复杂、壁厚不均匀的铸件，零件性能的一致性差。

申请号为201911245407.X的中国专利文献公开了一种铸态高强度高伸长率合成球墨铸铁及其制备方法，其在铸态条件下满足性能要求为抗拉强度Rm≥700MPa，断后伸长率A≥10wt％；由按质量百分比计的以下元素组成为：C：3.5wt％～3.7wt％、Si：2.9wt％～3.3wt％、Mn≤0.2wt％、P≤0.035wt％、S≤0.02wt％、Cu：0.5wt％～0.7wt％、Ni：0.55wt％～0.75wt％、Mg：0.030wt％～0.065wt％，余量为Fe以及微量元素。其具体制备方法为：采用废钢和原料纯铁增碳在中频感应炉中熔炼原铁液，然后进行预处理、球化处理和孕育处理，最后浇注，在铸态条件下实现QT700-10。该方法采用合成铸铁工艺，废钢加入量较高，导致杂质元素较多，难以保证批量生产铸件的稳定性、一致性。硅元素添加较多，容易出现低温脆性，在寒冷环境容易出现零件失效的问题。

申请号为201811389930.5的中国专利文献公开了一种低成本高强韧铸态QT700-10及其制备方法，该铸态QT700-10中化学元素含量按质量百分比计为：C：3.3wt％，Si：2.2wt％，Mn：0.30wt％，P≤0.070wt％，S≤0.030wt％，Re：0.055wt％，Mg：0.050wt％，Cu：0.5wt％，Sb：0.03wt％，余量为Fe。其制备方法包括炉料配比、熔炼工艺控制、球化及孕育处理等步骤。该方法化学成分很窄，难以准确控制，大批量应用困难。