專利名稱：一種球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國球墨鑄鐵的國家標(biāo)準(zhǔn)中，抗拉強度大于800Mpa的材料只有QT800-2和QT900-2，其延伸率為2％左右，這些鑄鐵的極限疲勞彎矩一般僅為750Nm左右。但在我國自己生產(chǎn)的球墨鑄鐵中，已有了一些QT800-3和QT900-3的非標(biāo)材料生產(chǎn)，如江鈴汽車廠等已使用了這種材料制造曲軸，其延伸率為3％左右。國外則已有了QT880-5球墨鑄鐵生產(chǎn)曲軸的技術(shù)，例如意大利菲亞特公司用這種球墨鑄鐵生產(chǎn)4缸小曲軸，其延伸率在5％左右。這些材料因其韌性、塑性不夠高，只能仍屬脆性材料。
目前，在國外處于先進鑄造水平的技術(shù)中，能達到和超過延伸率為6％的QT800-6球墨鑄鐵材料，其生產(chǎn)只能是在完成澆注后再通過等溫淬火的熱處理工藝進行，使球墨鑄鐵的金相組織為奧貝球鐵，可達到抗拉強度為800Mpa、延伸率為6％的指標(biāo)，采用這種工藝來生產(chǎn)球墨鑄鐵零部件，雖然延伸率提高了一個等級，但同時具有以下較明顯的不足之處等溫淬火工藝對設(shè)備、特別是淬火爐的控制精度要求高，而我國又尚無這種淬火爐的專業(yè)生產(chǎn)廠；等溫淬火工藝不夠成熟，尚存在淬透性、淬火變形大等問題，使被處理工件只能是小零件；同時存在加工硬化問題，對機加工提出了更高要求；淬火成本也很高；因此用等溫淬火的方法來生產(chǎn)QT800-6球墨鑄鐵零配件的工藝在我國一直難以得到推廣。
為了提高球墨鑄鐵的韌性、塑性，擴大球墨鑄鐵的應(yīng)用范圍，也為了使球墨鑄鐵件能用在更重要的地方，出現(xiàn)了不少將球墨鑄鐵合金化的技術(shù)方案，但這些方案大多采用了價格較為昂貴的金屬，如鎳、釩、鈦、鉬、鈷等，加入了這些元素的球墨銹鐵雖然取得提高韌性的效果，但很難使韌性有很大的提高，難以使球墨鑄鐵的延伸率達到6％以上，達不到韌性材料，且生產(chǎn)成本也降不下來。因此人們一直在努力尋找價格低、細化組織能力好、能顯著加大鑄件塑性、韌性的合金元素和更好的熱處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為球墨鑄鐵合金化尋求新的合金元素，同時對鑄件采用新的熱處理工藝，改善鑄鐵的球化質(zhì)量和孕育質(zhì)量。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題在常規(guī)的球墨鑄鐵中加入以下的合金(重量％)Ca 0.001-0.05Ba 0.005-0.1熱處理工藝為正火溫度860±40℃保溫時間1.5±1.0小時回火溫度600±50℃保溫時間2.0±1.0小時使用本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的QT800-6球墨鑄鐵，鑄件本體抗拉強度≥800Mpa，延伸率≥6％，沖擊韌性≥25J/cm2硬度HB250-320。保留了傳統(tǒng)球墨鑄鐵材屈強比高、硬度高、扭轉(zhuǎn)強度高、耐磨性好、加工性好、小能量多次沖擊循環(huán)次數(shù)優(yōu)越的優(yōu)點，克服了一般球墨鑄鐵韌性和塑性低的缺點，其宏觀斷裂韌性指標(biāo)及疲勞強度得到明顯提高，可靠性超過鋼材料，疲勞彎矩，比國內(nèi)外強化處理的非調(diào)質(zhì)鋼材高500-700N·m。
鑄件的生產(chǎn)成本較等溫淬火處理要低30-50％，并適用于各種尺寸的大中小零件，應(yīng)用前景廣泛。
具體實施例方式
在常規(guī)含Mn、Cu的球墨鑄鐵中加入以下合金元素(重量％)Ca 0.001-0.05 Ba 0.005-0.1常規(guī)含Mn、Cu的球墨鑄鐵成分指(重量％)C 3.6-3.9 Si 1.8-2.4Mn 0.25-0.6Cu 0.3-0.7 p≤0.05 S≤0.03完成澆鑄成型后，將鑄件置于以下條件進行熱處理正火溫度860±40℃ 保溫時間1.5±1.0℃回火溫度600±50℃ 保溫時間2.0±1.0℃Ca和Ba在球墨鑄鐵中不僅有均勻、細化組織的作用，還能脫S脫P、凈化鐵水，而且價格低、用量少，在球墨鑄鐵中加入Ca和Ba，有助于改善球墨鑄鐵的硬度分散性和疲勞裂紋擴散性。在球墨鑄鐵中加入Ca、Ba元素，澆注成型后對鑄件采取溫度較一般正火或回火溫度稍低的溫度進行正火和回火處理。這樣處理后的球墨鑄鐵，可以使球墨鑄鐵本體組織非常細化和均勻分布，不完全奧氏體化，珠光體含量可大于90％，滲碳體含量為零，磷共晶級別為一級，石墨球化率達2級，石墨球大小為6級。其鑄件本體機械性能可以達到抗拉強度≥800Mpa，延伸率≥6％，沖擊韌性≥25J/cm2，硬度HB250-320，完全可以做到以鐵代鋼。
申請人用上述方法生產(chǎn)的YC6108ZQ柴油機曲軸，曲軸的極限疲勞彎矩超過3500N·m，斷裂循環(huán)次數(shù)達107次，遠高于國內(nèi)現(xiàn)有牌號的球墨鑄鐵曲軸和非調(diào)質(zhì)鍛鋼曲軸，已接近國外最高水平的42CrMo調(diào)質(zhì)鍛鋼曲軸，而且這種球墨鑄鐵件的生產(chǎn)較用鋼料制作每公斤成本下降10元以上，突顯出這種技術(shù)的優(yōu)越性。
使用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的球墨鑄件，可廣泛取代鋼材用于各種發(fā)動機的零部件如曲軸、凸輪軸、活塞環(huán)、減壓器等，汽車保安件如底盤、支座、制動閘瓦等，高強度齒輪如行星齒輪、正時齒輪等，及其它如鐵路機車車輛、農(nóng)用機械、建筑機械和軍工方面等需承受高強度、高韌性的大中小零件材料。
實施例1、生產(chǎn)6108增壓柴油機曲軸化學(xué)成分(重量％)
C 3.88 Si 2.32 Mn 0.55 Cu 0.68 Ca 0.018 Ba 0.036 P 0.023 S 0.022熱處理工藝正火溫度900℃保溫時間2.5小時回火溫度650℃保溫時間2.5小時獲得成品的機械性能抗拉強度870Mpa 延伸率6.5％沖擊韌性58J/cm2硬度HB285(注曲軸的不同平衡塊或不同曲頸部位的參數(shù)略有差異，以下實施例同)2、生產(chǎn)6105增壓柴油機曲軸化學(xué)成分(重量％)C 3.80 Si 2.26 Mn 0.52 Cu 0.60 Ca 0.035 Ba 0.029 P 0.028 S 0.019熱處理工藝正火溫度900℃保溫時間2.5小時回火溫度650℃保溫時間2.5小時獲得成品的機械性能抗拉強度890Mpa 延伸率7.0％沖擊韌性53J/cm2硬度HB2753、生產(chǎn)4110增壓柴油機曲軸化學(xué)成分(重量％)C 3.75 Si 2.28 Mn 0.48 Cu 0.62 Ca 0.026 Ba 0.005 P 0.025 S 0.024熱處理工藝正火溫度830℃保溫時間1.0小時回火溫度550℃保溫時間1.0小時獲得成品的機械性能抗拉強度910Mpa 延伸率7.7％沖擊韌性66J/cm2硬度HB2804、生產(chǎn)6112柴油機減震器內(nèi)圈化學(xué)成分(重量％)C 3.82 Si 2.19 Mn 0.57 Cu 0.70 Ca 0.033 Ba 0.025 P 0.025 S 0.021熱處理工藝正火溫度830℃保溫時間1.0小時回火溫度550℃保溫時間1.0小時獲得成品的機械性能抗拉強度980Mpa 延伸率6.2％沖擊韌性70J/cm2硬度HB298
權(quán)利要求
1.一種QT800-6球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，具有常規(guī)合金化球墨鑄鐵的化學(xué)成分(重量％)C 3.6-3.9Si 1.8-2.4Mn 0.25-0.6Cu 0.3-0.7p≤0.05 S≤0.03其特征是在球墨鑄鐵中加入以下合金元素(重量％)Ca 0.001-0.05 Ba 0.005-0.1采用的熱處理工藝是正火溫度860±40℃保溫時間1.5±1.0小時回火溫度600±50℃保溫時間2.0±1.0小時
全文摘要
一種QT800－6球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，在常規(guī)的球墨鑄鐵成分中加入以下元素(重量％)Ca 0.001－0.05；Ba0.005－0.1；球墨鑄鐵鑄件的熱處理工藝是正火溫度860±40℃；保溫時間1.5±1.0小時；回火溫度600±50℃；保溫時間2.0±1.0小時；用此成分及熱處理工藝生產(chǎn)的球鐵鑄件抗拉強度≥800MPa、延伸率≥6％，沖擊韌性≥25J/cm
文檔編號C22C37/00GK1472356SQ0311901
公開日2004年2月4日 申請日期2003年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月26日
發(fā)明者郭孝江, 李勝柱, 梁家漢, 何強, 羅勝生, 李江, 徐立新, 廖記棠, 羅錫煥, 董新和, 廖家歡 申請人:廣西玉林玉柴機器配件制造有限公司