專利名稱：獲得高珠光體高韌性球墨鑄鐵曲軸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到熱處理，特別涉及到球墨鑄鐵高珠光體含量及改善機械性能的方 法。
背景技術：
珠光體在球墨鑄鐵中的作用十分明顯，它能增加球墨鑄鐵的抗拉強度和硬度，改 善其機械性能。目前，提高球墨鑄鐵中珠光體的含量和方法有三種第一種是吉林大學材料科學與工程學院朱先勇、劉耀輝等人在《材料熱處理學報》 2007年02期上發(fā)表的“新型鑄態(tài)高強度珠光體球墨鑄鐵的研究”和2007年2月在農(nóng)業(yè)機 械學報第38卷第二期上發(fā)表的《鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵組織形態(tài)與性能》提出了同一個獲得 珠光體含量大于(等于)95的方法。即在普通球墨鑄鐵的基礎上加入Cu、Sb元素，通過余溫 正火工藝獲得鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵。該鑄鐵的珠光體含量大于(等于)95%，滲碳體< 5%， 抗拉強度可達700 850N/mm2，硬度280 350HB，延伸率3 % 5 %，其不足之處是1抗拉 強度低，低的僅有700N/mm2，不能在QT800-2以上曲軸類產(chǎn)品上運用，2硬度高達350HB易 切削性差，給機械加工帶來不便，3延伸率下限為3%，上限為5%，塑性儲備不足。第二種是廣西柳州機械廠陳連塔發(fā)表的“鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵276Q曲軸的試 制”中提出了用稀土鎂球化劑，采用沖入法生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵，珠光體含量達90 95%，該項技術的不足之處在于珠光體含量不能穩(wěn)定地達到95%以上。第三種是工業(yè)爐信息網(wǎng)在《理想正火液的應用》中提出了運用正火液獲得珠光體 ^ 95%的方法即將鑄態(tài)曲軸加熱到940°C保溫2小時然后再到正火液中冷卻，再加熱到 550°C保溫1. 5小時回火再水冷，從而獲得珠光體彡95%的金相組織和抗拉強度855N/mm2， 延伸率為3. 6%，硬度HB為277的力學性能，該項技術的缺陷是1正火液2萬元/噸，價格 貴且正火冷卻時正火液消耗較大，正火成本較高，2通過550°C保溫2小時的回火處理才獲 得所述性能，生產(chǎn)成本更高，3、延伸率為3. 6%塑性儲備不足。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種獲得高珠光體高韌性球墨鑄鐵曲軸的方法，它是將球墨 鑄鐵曲軸鑄件通過兩次正火工藝后，獲得> 95 %珠光體組織的高韌性球墨鑄鐵曲軸。本發(fā)明的技術方案是以如下的方式來實現(xiàn)的本發(fā)明是通過鑄造余熱正火和常規(guī)正火兩次正火后，使球墨鑄鐵曲軸中珠光體的 含量達到> 95%,第一次鑄造余熱正火的工藝過程是1、熔煉；球墨鑄鐵熔煉后對鐵液進行球化，其球化劑為稀土鎂，用量為鐵液重量的 0. 9-1. 2%，球化后的球墨鑄鐵的化學成分按下表進行控制；
3 2、澆注；熔煉后出鐵水溫度1450°C -1520°C，鑄件澆注溫度為1350°C ；3、開箱脫模要求當鐵模覆砂生產(chǎn)線是三班連續(xù)生產(chǎn)，即澆注的是熱鉄型時，從該型澆注結束起11 分鐘到15分鐘開箱，曲軸鑄件利用自身重力脫模；當鐵模覆砂線因間斷生產(chǎn)或更換品種，澆注的是冷鐵型時，從該型澆注結束 起10分鐘到13分鐘開箱，鑄件曲軸利用自身重力脫模，此時鑄件曲軸自身表面溫度在 900 °C _830°C 之間；鐵模覆砂生產(chǎn)線上有多箱鐵型被澆注，所有缺型開箱時間都必須控制在該型澆注 結束起熱型11到15分鐘，冷型10到14分鐘；4、開箱脫模的曲軸鑄件，迅速送到風冷區(qū)進行吹風冷卻到環(huán)境溫度；第二次正火工藝過程是5、將曲軸鑄件冷卻到環(huán)境穩(wěn)溫度穩(wěn)定后進入電爐內加熱升溫至910°C ；6、將升溫至910°C的曲軸鑄件保溫一小時出爐；7、出爐后的曲軸鑄件送噴霧冷卻區(qū)快速冷卻，其冷卻初始溫度不低于840°C，噴霧 冷卻時間15分鐘以上。本發(fā)明的優(yōu)點是1、本發(fā)明與現(xiàn)有技術比省去了在普通球墨鑄鐵內加入Cu的消耗，節(jié)省了成本費用。2、本發(fā)明與現(xiàn)有技術比，省去了購買正火液的費用(2萬元/噸)及冷卻正火液的 損耗費用，使生產(chǎn)成本更低。3、本發(fā)明獲得的球墨鑄鐵曲軸的珠光體含量穩(wěn)定到達95%以上，延伸率延伸率 彡5%，具有良好的韌性。4、本發(fā)明的珠光體含量> 95%時，硬度> 260具有良好機械加工性能。
具體實施例方式參見實施例，對本發(fā)明作進一步說明。實施例一CA4102 曲軸材質要求QT800_2，硬度要求HB 260-300。1、熔煉爐1噸電爐，鐵液重量1045Kg，加球化劑稀土鎂llKg
球化處理前材料化學成分 2、澆注鐵水出爐溫度1493°C ；鑄件澆注溫度1428°C ；3、開箱脫模曲軸鑄件澆注結束到開箱開始間隔時間13分鐘；開箱時鑄件表面溫度899°C ；環(huán)境溫度34°C ；4、開始吹風冷卻時曲軸鑄件表面溫度849°C ；將曲軸鑄件吹風冷卻到環(huán)境溫度；5、將曲軸鑄件冷卻到環(huán)境溫度穩(wěn)定后進正火爐加熱1. 5小時升溫至910°C ；6、保溫一小時出爐；7、送噴霧區(qū)快速冷卻，冷卻初始溫度834°C ；噴霧冷卻持續(xù)時間15分鐘；本體取樣，一件產(chǎn)品上取樣兩處，檢驗金相組織和機械性能結果如下表金相組織 機械性能 實施例二YTR4105 曲軸材質要求QT800_2，硬度要求HB 240-320 ；1、熔煉爐1噸電爐，鐵液重量1070Kg，加球化劑稀土鎂llKg球化處理前材料化學成分 球化處理材料化學成分后 2、澆注鐵水出爐溫度1493°C ；鑄件澆注溫度1392°C ；3、開箱脫模鑄件澆注結束到開箱開始間隔時間12分鐘58秒；開箱時曲軸鑄件表面溫度891 °C ；環(huán)境溫度34°C ；4、開始吹風降溫時曲軸鑄件表面溫度860°C ；將曲軸鑄件吹風冷卻到環(huán)境溫度；5、將曲軸鑄件吹風冷卻到環(huán)境穩(wěn)定后進正火爐加熱1. 5小時升溫至910°C ；6、保溫一小時出爐；7、送噴霧區(qū)快速冷卻，冷卻初始溫度858°C，噴霧冷卻持續(xù)時間15分鐘；本體取樣，一件產(chǎn)品上取樣兩處，檢驗金相組織和機械性能結果如下表金相組織 機械性能 實施例三YTR4105 曲軸材質要求QT800_2，硬度要求HB 240-320 ；1、熔煉爐1. 5噸電爐，鐵液重量1485Kg，加球化劑稀土鎂15Kg材料化學成分
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球化處理前材料化學成分 球化處理后材料化學成分 鐵水出爐溫度1492 °C ；2、澆注鑄件澆注溫度1389 °C ；鑄件澆注結束到開箱開始間隔時間12分鐘48秒；3、開箱脫模開箱時曲軸鑄件表面溫度887°C ；環(huán)境溫度34°C ；4、開始吹風降溫時曲軸鑄件表面溫度857°C ；將曲軸鑄件吹風冷卻到環(huán)境溫度；5、將曲軸鑄件吹風冷卻到環(huán)境溫度穩(wěn)定后進正火爐加熱1. 5小時升溫至910°C ；6、保溫一小時出爐；7、送噴霧區(qū)快速冷卻，冷卻初始溫度862°C ；噴霧冷卻持續(xù)時間15分鐘；本體取樣，一件產(chǎn)品上取樣兩處，檢驗金相組織和機械性能結果如下表金相組織 機械性能
權利要求
一種涉及到提高球墨鑄鐵珠光體含量及改善機械性能的獲得高珠光體高韌性球墨鑄鐵曲軸的方法，其特征是通過鑄造余熱正火和常規(guī)正火兩次正火，第一次鑄造余熱正火的工藝過程是(1)、熔煉；球墨鑄鐵熔煉后對鐵液進行球化，其球化劑為稀土鎂，用量為鐵液重量的0.9 1.2％，球化后的球墨鑄鐵的化學成分為(2)、澆注熔煉后出鐵液溫度1450℃ 1520℃，曲軸鑄件澆注溫度為≥1350℃，(3)、鑄件澆注后開箱要求當鐵模覆砂生產(chǎn)線是三班連續(xù)生產(chǎn)，即澆注的是熱鉄型時，從該型澆注結束起11分鐘到15分鐘開箱，曲軸鑄件利用自身重力脫模，當鐵模覆砂線因間斷生產(chǎn)或更換品種，澆注的是冷鐵型時，從該型澆注結束起10分鐘到14分鐘開箱，曲軸鑄件利用自身重力脫模，此時曲軸鑄件表面溫度在900℃ 830℃之間，鐵模覆砂生產(chǎn)線上有多箱鐵型被澆注，所有鉄型開箱時間都必須控制在該型澆注結束起熱型11到15分鐘，冷型10到14分鐘進行，(4)、開箱脫模的鑄件，迅速送到風冷區(qū)進行吹風冷卻，將曲軸鑄件吹風冷卻到環(huán)境溫度；第二次正火工藝過程是(5)、將曲軸鑄件經(jīng)吹風冷卻到環(huán)境溫度穩(wěn)定后進入電爐內加熱升溫至910℃；(6)、將升溫至910℃的曲軸鑄件保溫一小時出爐；(7)、出爐后的曲軸鑄件送噴霧冷卻區(qū)快速冷卻，其冷卻初始溫度不低于840℃，噴霧冷卻時間15分鐘。
全文摘要
一種涉及到提高球墨鑄鐵珠光體含量及改善機械性能的獲得高珠光體高韌性球墨鑄鐵曲軸的方法，它是對含Mn為0.82％以下的球墨鑄鐵曲軸鑄件通過鑄件余熱正火和常規(guī)正火兩次正火工藝處理后使球墨鑄鐵曲軸鑄件珠光體含量為≥95％，延伸率≥5％，HB≥260。本發(fā)明省去了添加Cu的費用和正火液及其損耗的費用，使球墨鑄鐵曲軸鑄件的珠光體含量≥95％并有良好的機械性能。
文檔編號C21D5/00GK101921903SQ201010257669
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權日2010年8月12日
發(fā)明者徐陽, 王寶文, 王錦焱, 蔣在春 申請人:荊州環(huán)宇汽車零部件有限公司