球墨鑄鐵鑄件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種球墨鑄鐵鑄件，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵合金的含量通過公示計(jì)算得到，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過控制碳、硅的含量，將所述鑄件的縮松縮孔缺陷發(fā)生概率降至最低；通過添加一定的鉻元素、提高部分鎳、銅元素來為改善淬火開裂傾向；另外，嚴(yán)格控制鎂含量，以保證鑄件的燒焊性能，嚴(yán)格控制鉻成份，確保鑄件珠光體含量，嚴(yán)格控制鎳銅比例，確保鑄件有大于5％以上的延伸率。
【專利說明】球墨鑄鐵鑄件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄鐵合金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及ー種球墨鑄鐵鑄件。
【背景技術(shù)】
[0002]球墨鑄鐵的高溫強(qiáng)度和耐氧化性優(yōu)良，在乘用車或エ業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域中得到使用。目前，國內(nèi)外的汽車模具鑄件中，在小噸位(小于8噸)鑄件的情況下，其性能可以滿足強(qiáng)度等方面的需要。但是，汽車模具鑄件一旦超過12噸，鑄件的強(qiáng)度、不淬火型面硬度、和淬火表面硬度三個(gè)模具材料最重要的指標(biāo)均會(huì)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況，鑄件的強(qiáng)度不高，鑄件剛性差，產(chǎn)品拉延不穩(wěn)定，不淬火型面硬度不高，產(chǎn)品容易拉毛，淬火表面硬度不高，模具壽命差。用這樣的材料制作的模具，為后續(xù)模具使用、維修和保養(yǎng)帶來很高的附加消耗費(fèi)用。
[0003]因此，如何提供一種球墨鑄鐵鑄件，能夠解決現(xiàn)有的球墨鑄鐵鑄件在高噸位(大于8噸)時(shí)性能不甚理想等問題，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種球墨鑄鐵鑄件，能夠使得各個(gè)噸位下的鑄件滿足強(qiáng)度、不淬火型面硬度、和淬火表面硬度等性能的要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種球墨鑄鐵鑄件，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵含量包含以下合金，以重量％計(jì):
[0006]碳:(3.5+ 8 -0.2) (3.5+ 8 +0.2) % ；
[0007]硅:(2.1+ 8 -0.2) % ~(2.1+ 8 +0.2) % ；
[0008]鎳:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
[0009]銅:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
[0010]鉻:(0.25+ 3 -0.2) (0.25+ 3 +0.2) % ；
[0011]鎂:0%~(0.045+P/10+0.1) % ;
[0012]其中，6=TXK/100, (6=17150;
[0013]T表示所述鑄件的噸位，當(dāng)所述鑄件小于15噸時(shí)，T向下取整；當(dāng)所述鑄件大于等于15噸時(shí)，T=15 ；
[0014]K表示所述鑄件曲面修正系數(shù)，當(dāng)所述鑄件小于等于8噸時(shí)，K=L 5 ;當(dāng)所述鑄件大于8噸時(shí)，K=L 2。
[0015]進(jìn)ー步的，所述球墨鑄鐵的非鐵含量還包含以下合金，以重量％計(jì):
[0016]錳:(0.45+ 3 -0.2) (0.45+ 3 +0.2) % ；
[0017]鑰:(0.5+ 3 -0.2) (0.5+ 3 +0.2) % ；
[0018]進(jìn)ー步的，以 重量％計(jì):
[0019]錳:(0.45+ 3 -0.1) (0.45+ 3 +0.1) % ；
[0020]鑰:(0.5+ 3 -0.1) (0.5+ 3 +0.1) %。
[0021]進(jìn)ー步的，以重量％計(jì):[0022]碳:(3.5+ 8 -0.1) (3.5+ 8 +0.1) % ；
[0023]硅:(2.1+ 8 -0.1) % ~(2.1+ 8 +0.1) %。
[0024]進(jìn)ー步的，以重量％計(jì):
[0025]鎳:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) % ；
[0026]銅:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) %。
[0027]進(jìn)ー步的，以重量％計(jì):
[0028]鉻:(0.25+ 3 -0.1) (0.25+ 3 +0.1) %。
[0029]進(jìn)ー步的，以重量％計(jì):
[0030]鎂:0%~(0.045+3/10) %。
[0031]進(jìn)ー步的，以重量％計(jì)，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵含量還包含:
[0032]磷:0%~0.05%;
[0033]硫:0%~0.03%;
[0034]進(jìn)ー步的，以重量％計(jì)，所述球墨鑄鐵鑄件中包含60%~70%的珠光體。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供球墨鑄鐵鑄件具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0036]本發(fā)明提 供的球墨鑄鐵鑄件，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵合金的含量通過公示計(jì)算得到，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過控制碳、硅的含量，將所述鑄件的縮松縮孔缺陷發(fā)生概率降至最低；通過添加一定的鉻元素、提高部分鎳、銅元素來為改善淬火開裂傾向；另外，嚴(yán)格控制鎂含量，以保證鑄件的燒焊性能，嚴(yán)格控制鉻成份，確保鑄件珠光體含量，嚴(yán)格控制鎳銅比例，確保鑄件有大于5%以上的延伸率。
【具體實(shí)施方式】
[0037]發(fā)明人通過現(xiàn)有技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，如果根據(jù)鑄件的噸位大小，澆鑄前制定各元素含量的比例，確立了ー個(gè)精確控制元素成分的計(jì)算公式，特別是對(duì)鉻、鎳、銅含量的精確控制，最終使鑄件的缺陷發(fā)生率、力學(xué)性能和組織形貌都有很好的優(yōu)化和提升。
[0038]下面將對(duì)本發(fā)明的球墨鑄鐵鑄件進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0039]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能、組成和步驟，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱愆`個(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0040]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種球墨鑄鐵鑄件，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵含量包含以下合金，以重量％計(jì):
[0041 ]碳:(3.5+ 8 -0.2) (3.5+ 8 +0.2) % ；
[0042]硅:(2.1+ 8 -0.2) (2.1+ 8 +0.2) % ；
[0043]鎳:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
[0044]銅:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；[0045]鉻:(0.25+ 3 -0.2) (0.25+ 3 +0.2) % ；
[0046]鎂:0%~(0.045+3/10+0.1) % ;
[0047]其中，6=TXK/100, ^ =T/150 ；
[0048]T表示所述鑄件的噸位，當(dāng)所述鑄件小于15噸時(shí)，T向下取整；當(dāng)所述鑄件大于等于15噸時(shí)，T=15 ；
[0049]K表示所述鑄件曲面修正系數(shù)，當(dāng)所述鑄件小于等于8噸時(shí)，K=L 5 ;當(dāng)所述鑄件大于8噸時(shí)，K=L 2。
[0050]當(dāng)然，所述球墨鑄鐵鑄件還包括鐵含量以及不可避免的雜質(zhì)，此為本領(lǐng)域的公知常識(shí)，在此不作贅述。通過控制所述球墨鑄鐵鑄件的碳、硅的含量，將所述鑄件的縮松縮孔缺陷發(fā)生概率降至最低；通過添加一定的鉻元素、提高部分鎳、銅元素來為改善淬火開裂傾向；另外，嚴(yán)格控制鎂含量，以保證鑄件的燒焊性能，嚴(yán)格控制鉻成份，確保鑄件珠光體含量，嚴(yán)格控制鎳銅比例，確保鑄件有大于5%以上的延伸率。
[0051]其中，所述碳元素的含量為(3.5+ S -0.2) %~(3.5+ 6 +0.2) %,例如，(3.5+ 6 -0.15) %或(3.5+ 6 +0.15) %等，降低所述碳元素的含量，以降低所述鑄件的縮松縮孔缺陷發(fā)生概率。優(yōu)選的，所述碳元素的含量為(3.5+S-0.1)%~(3.5+S+0.1)%，例如，(3.5+ 8 -0.05) %、(3.5+ 8 ) %或(3.5+ 8 +0.05) %等。
[0052]所述硅元素的含量為(2.1+ 8 -0.2) (2.1+ 8 +0.2)%，例如，(2.1+ 8 -0.15) %或(2.1+ 8 +0.15) %等，降低所述硅元素的含量，以降低所述鑄件的縮松縮孔缺陷發(fā)生概率。優(yōu)選的，所述硅元素的含量為(2.1+ 6 -0.1) %~(2.1+ 6 +0.1) %,例如，(2.1+ 8 -0.05) %、(2.1+ 8 ) %或(2.1+ 8 +0.05) %等。
[0053]所述鎳元素的含量為(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3)%，例如，(0.8+ 8 -0.25) %或(0.8+ 6 +0.25) %等，控制所述鎳元素的含量，以改善淬火開裂傾向。優(yōu)選的，所述鎳元素的含量為(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) %，例如，(0.8+ 8 -0.1) (0.8+ 8 -0.05)
(0.8+ 8 ) %, (0.8+ 8 +0.05) %或(0.8+ 8 +0.1) %等。
[0054]所述銅元素的含量為(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) %，例如，(0.8+ 8 -0.25) %或(0.8+ 6 +0.25) %等，控制所述銅元素的含量，以改善淬火開裂傾向。優(yōu)選的，所述銅元素的含量為(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) %，例如，(0.8+ 8 -0.1) (0.8+ 8 -0.05)
(0.8+ 8 ) %, (0.8+ 8 +0.05) %或(0.8+ 8 +0.1) %等。
[0055]所述鉻元素的含量為(0.25+P-0.2) %~(0.25+P+0.2) %,例如，(0.25+ P -0.15) %或(0.25+ P +0.15) %等，控制所述鉻元素的含量，以改善淬火開裂傾向。優(yōu)選的，所述鉻元素的含量為(0.25+0-0.1) %~(0.25+0+0.1) %，例如，(0.25+3-0.05) %、(0.8+ 8 ) %或(0.25+3+0.05) %等。
[0056]所述鎂元素的含量為0%~(0.045+0/10+0.1)%，控制所述鎂元素的含量，以提高所述鑄件的可焊性。優(yōu)選的，所述鎂元素的含量為0%~(0.045+0/10)%，例如，
0.025%,0.03 等。
[0057]較佳的， 所述球墨鑄鐵鑄件中還包含錳元素，所述錳元素的含量為(0.45+ 3 -0.2) % ~ (0.45+ 3 +0.2) %，例如，(0.45+ 3 -0.15) % 或(0.45+ 8 +0.15) %等，控制所述錳元素的含量，以提高所述鑄件的硬度。優(yōu)選的，所述錳元素的含量為(0.45+ 3 -0.1) % ~ (0.45+ 3 +0.1) %，例如，(0.45+ 3 -0.05) (0.45+^ ) % 或(0.45+^+0.05) %等。
[0058]較佳的，所述球墨鑄鐵鑄件中還包含鑰元素，所述鑰元素的含量為(0.5+^-0.2) %~(0.5+^+0.2)%，例如，(0.5+3-0.15) %或(0.5+ 8 +0.15)%等，控制所述鑰元素的含量，以提高所述鑄件的硬度。優(yōu)選的，所述鑰元素的含量為(0.5+^-0.1)%~(0.5+3+0.1) %，例如，(0.5+3-0.05) %、(0.5+3 ) %或(0.5+3+0.05) %等。
[0059]較佳的，所述球墨鑄鐵鑄件中還包含磷元素和硫元素。優(yōu)選的，所述磷元素的含量為0 %~0.05 %，例如，0.02%、0.04%等。優(yōu)選的，所述硫元素的含量為0%~0.03%，例如，0.01%,0.02%等。
[0060]較佳的，所述球墨鑄鐵鑄件中包含60%~70%的珠光體，可以保證所述球墨鑄鐵鑄件的不淬火型面硬度，從而提高所述球墨鑄鐵鑄件的性能。但是，所述球墨鑄鐵鑄件中珠光體的含量并不限于60%~70%，所述球墨鑄鐵鑄件中珠光體的含量還可以為68%、72%
坐寸o [0061]以下列舉所述球墨鑄鐵鑄件的幾個(gè)實(shí)施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0062]【第一實(shí)施例】
[0063]在本第一實(shí)施例中，所述球墨鑄鐵鑄件的重量為17.74噸，所述球墨鑄鐵鑄件為上模座。
[0064]1.根據(jù)公式計(jì)算各元素的含量。在本實(shí)施例中，T=15，K=1.2，6=TXK/100=0.18,^ =T/150=0.1，則可以確定所述球墨鑄鐵鑄件的材料中各元素的成分范圍，在所述球墨鑄鐵鑄件的材料中各元素的成分范圍內(nèi)，得到第一實(shí)施例中所述球墨鑄鐵鑄件的材料中元素的成分，如表1所示。
[0065]表1第一實(shí)施例中所述球墨鑄鐵鑄件的材料中元素的成分
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種球墨鑄鐵鑄件，其特征在于，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵含量包含以下合金，以重量％計(jì):
碳:(3.5+ 8 -0.2) % ~(3.5+ 8 +0.2) % ；
硅:(2.1+ 8 -0.2) % ~(2.1+ 8 +0.2) % ；
鎳:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
銅:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
鉻:(0.25+ P -0.2) (0.25+ P +0.2) % ； 鎂:0% ~(0.045+^/10+0.1) % ； 其中，6 =TXK/100, (6=17150; T表示所述鑄件的噸位，當(dāng)所述鑄件小于15噸時(shí)，T向下取整；當(dāng)所述鑄件大于等于15噸時(shí)，T=15 ； K表示所述鑄件曲面修正系數(shù)，當(dāng)所述鑄件小于等于8噸時(shí)，K=L 5 ;當(dāng)所述鑄件大于8噸時(shí)，K=L 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的球墨鑄件，其特征在于，所述球墨鑄鐵的非鐵含量還包含以下合金，以重量％計(jì):
錳:(0.45+ P -0.2) (0.45+ P +0.2) % ；
鑰:(0.5+ 3 -0.2) (0.5+ 3 +0.2) %。
3.如權(quán)利要求2所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì):
錳:(0.45+ P -0.1) (0.45+ P +0.1) % ；
鑰:(0.5+ 3 -0.1) (0.5+ 3 +0.1) %。
4.如權(quán)利要求1所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì):
碳:(3.5+ 8 -0.1) (3.5+ 8 +0.1) % ；
硅:(2.1+ 8 -0.1) % ~(2.1+ 8 +0.1) %。
5.如權(quán)利要求1所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì):
鎳:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) % ；
銅:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) %。
6.如權(quán)利要求1所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì):
鉻:(0.25+ P -0.1) (0.25+ P +0.1) %。
7.如權(quán)利要求1所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì): 鎂:0% ~(0.045+^ /10) % o
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì)，所述球墨鑄鐵鑄件的非鐵含量還包含: 磷:0%~0.05% ； 硫:0%~ 0.03%。
9.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的球墨鑄鐵鑄件，其特征在干，以重量％計(jì)，所述球墨鑄鐵鑄件中包含60%~70%的珠光體。
【文檔編號(hào)】C22C37/10GK103602883SQ201310658946
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】楊光明, 岳文甲 申請(qǐng)人:上海大眾汽車有限公司