专利名称：提高正火高强度球墨铸铁韧性的方法
技术领域：
本发明属提高正火高强度球墨铸铁韧性的方法领域。
背景技术：
在我国球墨铸铁的国家标准中，正火球墨铸铁抗拉强度大于800Mpa的材料有QT800-2、 QT800-6、 QT900-2、 QT900-3等，在这些牌号中，用本申请人发明的、中国专利《一种球 墨铸铁的生产方法》(专利号0311卯14.6)的方法生产出的QT800-6，具有传统球墨铸铁材 料屈强比高、硬度高、扭转强度高、耐磨性好、加工性好、小能量多次冲击循环次数优越的 优点，克服了一般球墨铸铁韧性和塑性低的缺点，其宏观断裂韧性指标及疲劳强度得到明显 提高，可靠性超过钢材料，疲劳弯矩比国内外强化处理的非调质钢材高500 700化111。但由 于对柴油机爆发压力的要求越来越高，球墨铸铁QT800-6的强度略显不足，将其应用到更大 功率柴油机上受到一定限制；QT900-2和QT900-3虽然强度足够，但因为韧性太低，很难发 挥强化效果，致使可靠性偏低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种本体抗拉强度》900Mpa、延伸率>6%的正火高强 度球墨铸铁的制备方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题 在球化时采用复合孕育工艺，同时加入以下三种孕育剂 普通75SiFe孕育剂加入量为铁水重量的0.45%-0.50°/0;
Ca-Ba高效孕育剂孕育剂中Ca 1%-3%、 Ba% 1%-3%，加入量为铁水重量的 0.30%-0.33%;
Ca-Ba-Sb高效孕育剂孕育剂中Ca 1%-3%、 Ba 4°/。-6%、 Sb 1%-3%， 加入量为铁水重量的0.15-0.20%。
使用本发明技术生产的球墨铸铁,可以达到QT卯0-6的水平，铸件本体抗拉强度》 900Mpa，延伸率》6%，冲击韧性^40J/cm 2，硬度HB250 320。不仅保留了 QT800-6的优 势，而且强化后可靠性提高了 6%，铸件的生产成本与QT800-6相当，适用于多种领域的大 中小零件，应用前景广泛。本发明的技术主要是在生产高强度球墨铸铁QT800-6的基础上，从改善铸铁的球化和孕 育工艺着手，提高球墨铸铁产品的韧性。
在常规的高强度球墨铸铁QT800-6中，除铁外含有以下主要化学成分
C3. 6 3. 9， Si 1.8 2. 4Mn 0. 25 0. 6Cu 0. 3 0. 7P《0. 05 S《0. 03
Ca 0.001 0.05 Ba 0.005 0.1 球墨铸铁QT800-6由液态浇铸成型后，铸件一般采用以下条件进行热处理 正火温度 860±40°C 保温时间 L5土1.0小时
回火温度600±50°C 保温时间2.0士1.0小时
在球墨铸铁QT800-6的制备过程中，加入的Ca和Ba不仅有均匀、细化组织的作用， 还能脱S脱P、净化铁水，而且价格低、用量少，有助于改善球墨铸铁的硬度分散性和疲劳 裂纹扩散性。
在本发明的方法中，球化时同时使用了普通75SiFe孕育剂、Ca-Ba高效孕育剂和Ca-Ba-Sb高效孕育剂，生产出的球墨铸铁，较QT800-6的化学成分增加了锑，微量锑可促进和细 化珠光体、消除异常石墨。在球墨铸铁中加入Ca、 Ba、 Sb元素，浇注成型后对铸件采取温 度较一般正火或回火温度稍低的温度进行正火和回火处理。这样处理后的球墨铸铁，可以使 球墨铸铁本体组织非常细化和均匀分布，不完全奥氏体化，珠光体含量可大于卯％,渗碳体 含量为零，磷共晶级别为一级，石墨球化率达2级，石墨球大小为6级。其铸件本体机械性 能可以达到抗拉强度^900Mpa，延伸率》6%，冲击韧性^40J/cm 2，硬度HB250 320，可 以进一步扩大以铁代钢的范围。
申请人用本发明的方法生产的YC6108ZQB柴油机曲轴，曲轴的极限疲劳弯矩超过3700 N.m，断裂循环次数达107次，远高于国内现有牌号的球墨铸铁曲轴和非调质锻钢曲轴，已接 近国外最高水平的42CrMo调质锻钢曲轴，而且这种球墨铸铁件的生产较用钢料制作每公斤 成本下降10元以上，突显出这种技术的优越性。
使用本发明的方法生产出的球墨铸铁，应用范围在进一步扩大，除广泛取代钢材用于各 种发动机的零部件如曲轴凸轮轴、活塞环、减压器等，汽车保安件如底盘、支座、制动闸瓦 等，高强度齿轮如行星齿轮、正时齿轮等，及其它如铁路机车车辆、农用机械、建筑机械和 军工方面等需承受高强度、高韧性的大中小零件材料。实施例1 生产6108增压柴油机曲轴 加入的孕育剂为
普通75SiFe孕育剂加入量为铁水质量的0.50%;
Ca-Ba高效孕育剂孕育剂含Ca311/。、 Ba3%，加入量为铁水质量的0.30%; Ca-Ba- Sb高效孕育剂孕育剂含Ca 1%、 Ba4%， Sb 1%，加入量为铁水质量的0.20%t 热处理工艺
保温时间2.5小时 保温时间2.5小时
正火温度900'C 回火温度 650'C 获得成品的机械性能:
抗拉强度940Mpa 冲击韧性62J/cra2
延伸率6.7%
硬度HB 283
(注曲轴的不同平衡块或不同曲颈部位的参数有差异，以下实施例同) 实施例2 生产6105增压柴油机曲轴
加入的孕育剂为
普通75SiFe孕育剂加入量为铁水质量的0.48%;
Ca-Ba高效孕育剂孕育剂含Ca2。/。、 Ba2°/。，加入量为铁水质量的0.33%; Ca-Ba- Sb高效孕育剂孕育剂含Ca 2%、 Ba 5%， Sb 2%，加入量为铁水质量的0.20%。 热处理工艺
保温时间2.5小时 保温时间2.5小时
正火温度900°C 回火温度650 °C 获得成品的机械性能: 抗拉强度938Mpa 冲击韧性58J/on2
延伸率 7.2% 硬度HB 285
实施例3 生产4110增压柴油机曲轴 加入的孕育剂为 普通75SiFe孕育剂加入量为铁水质量的0.45%
Ca-Ba高效孕育剂孕育剂含Cal。/。、 Ba 1%，加入量为铁水质量的0.32°/。 Ca-Ba-Sb高效孕育齐!J:孕育剂含Ca3。/。、 Ba6%， Sb3%,加入量为铁水质量的0.16%热处理工艺
正火温度830°C
回火温度550°C
获得成品的机械性能:
抗拉强度965Mpa 冲击韧性 64J/cm2
保温时间1.0小时 保温时间1.0小时
延伸率7.8%
硬度HB 288
权利要求
1.一种提高正火高强度球墨铸铁韧性的方法，熔炼、浇注、热处理均与球墨铸铁QT800-6相同，其特征是在球化时采用复合孕育工艺，同时加入以下三种孕育剂普通75SiFe孕育剂加入量为铁水重量的0.45％-0.50％；Ca-Ba高效孕育剂孕育剂中Ca 1％-3％、Ba％ 1％-3％，加入量为铁水重量的0.30％-0.33％；Ca-Ba-Sb高效孕育剂孕育剂中Ca 1％-3％、Ba 4％-6％、Sb 1％-3％，加入量为铁水重量的0.15-0.20％。
全文摘要
一种提高正火高强度球墨铸铁韧性的方法，其特征是在球化时采用复合孕育工艺，同时加入普通75SiFe孕育剂、Ca-Ba高效孕育剂、Ca-Ba-Sb高效孕育剂，加入量分别为铁水重量的0.45％-0.50％、0.30％-0.33％、0.15-0.20％。使用本发明技术生产的球墨铸铁，铸件本体抗拉强度≥900Mpa，延伸率≥6％，冲击韧性≥40J/cm<sup>2</sup>，硬度HB250～320。不仅保留了QT800-6的优势，而且强化后可靠性提高了6％，铸件的生产成本与QT800-6相当，适用于多种领域的大中小零件，应用前景广泛。
文档编号C21C1/10GK101619372SQ200910114299
公开日2010年1月6日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者强 何, 吴宝成, 喆 李, 江 李, 李伟柱, 李胜柱, 郭孝江, 陶前昭, 马永明 申请人:广西玉林玉柴机器配件制造有限公司