本发明涉及一种汽车后桥壳用高强度球墨铸铁件及其制备方法，属于球墨铸铁技术领域。
背景技术：
汽车的诞生已经有百年的历史，发展迅速，目前已成为世界上最主要的交通工具和拉动经济增长的重要驱动力，也是人们生活不可或缺的重要组成部分。铸件是汽车产品零部件的重要构成之一，铸件产品在汽车零部件上的应用占有重要地位。汽车用铸件的主要特点是形状复杂、壁厚较薄、尺寸精度高、生产批量大、要求可靠性非常高等。汽车要尽可能低减轻自身重量，就要求铸件既要轻，还要有很高的强度。过去许多汽车零部件用的材质是灰铸铁，如今大都改为球墨铸铁件。
汽车后桥壳是汽车的重要组成部分，它与主减速器、差速器和车轮传动装置组成驱动桥。汽车后桥壳是汽车上重要的承载件和传力件，不仅支承汽车重量，将载荷传递给车轮，而且还承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩，并经悬架传给车架或车身。在汽车行驶过程中，由于道路条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响，可能引起桥壳变形或折断。因此，这就要求用于汽车后桥壳的球墨铸铁件具有足够的强度和刚度。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种汽车后桥壳用高强度球墨铸铁件及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种汽车后桥壳用高强度球墨铸铁件，其各化学组分的重量百分比为：C 3.7-4.2%、Si 2.6-3.0%、Mn 0.6-0.9%、Cu 0.4-0.7%、Ti 0.5-0.8%、Zr0.3-0.5%、Nb0.15-0.25%、Nd0.05-0.1%、Tb0.04-0.08%、P≤0.04%、S≤0.02%，余量为Fe。
一种汽车后桥壳用高强度球墨铸铁件的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取生铁、锰铁、钛铁、废钢、电解铜、回炉料等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1470-1530℃，待炉料全部熔化后，取样分析并调整铁液成分，达到要求后升温至1450-1490℃，在功率为350-450W，转速为800-1200r/min的条件下磁力搅拌14-18min，静置30-40min，出炉；
（2）铁液出炉前，先在球化包一侧包坝的底部凹坑内加入相当于铁液质量1.3-1.7%的稀土钡钙镁硅铁球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.5-0.8%的硅锆孕育剂，然后在孕育剂表面均匀撒上一层洁净、干燥、无锈的球铁屑并捣实，铁液出炉时，将铁液通过盖包小孔流入球化包内进行球化和孕育处理，温度控制在1430-1480℃，待球化反应完毕后，立即在铁液表面撒集膨胀珍珠岩粉，在功率为600-700W，频率为20-30kHz的条件下超声震荡25-35mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置25-30min，然后取样制取三角试块分析，检测球化合格后即可进行浇注；
（3）浇注前，将球化包及提包烘烤至830-870℃，浇注温度控制在1410-1440℃，浇注速度控制在0.4-0.7kg/s；
（4）对浇注成型的铸件进行热处理：先以60-80℃/h的速率升温至720-770℃，保温2-3h，再以20-40℃/h的速率降温至410-460℃，保温3-4h，再以40-60℃/h的速率升温至960-990℃，保温1-2h；然后投入200-250℃熔盐中冷却淬火，冷却25-40s；最后在功率为300-600W的条件下微波加热2-5h，再在功率为700-1000W的条件下微波加热1-3h，出炉空冷即可。
本发明的有益效果：
本发明由于Ti、Zr、Nb、Nd、Tb等元素的加入，尤其Zr、Nd、Tb三种元素的加入，使得本发明制得的球墨铸铁件的强度高于普通球墨铸铁件，抗拉强度≥950Mpa，屈服强度≥820Mpa，适用于汽车后桥壳，具有良好的应用前景。
具体实施方式
一种汽车后桥壳用高强度球墨铸铁件，其各化学组分的重量百分比为：C 3.7-4.2%、Si 2.6-3.0%、Mn 0.6-0.9%、Cu 0.4-0.7%、Ti 0.5-0.8%、Zr0.3-0.5%、Nb0.15-0.25%、Nd0.05-0.1%、Tb0.04-0.08%、P≤0.04%、S≤0.02%，余量为Fe。
一种汽车后桥壳用高强度球墨铸铁件的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取生铁、锰铁、钛铁、废钢、电解铜、回炉料等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1510℃，待炉料全部熔化后，取样分析并调整铁液成分，达到要求后升温至1480℃，在功率为400W，转速为1000r/min的条件下磁力搅拌16min，静置35min，出炉；
（2）铁液出炉前，先在球化包一侧包坝的底部凹坑内加入相当于铁液质量1.5%的稀土钡钙镁硅铁球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.7%的硅锆孕育剂，然后在孕育剂表面均匀撒上一层洁净、干燥、无锈的球铁屑并捣实，铁液出炉时，将铁液通过盖包小孔流入球化包内进行球化和孕育处理，温度控制在1460℃，待球化反应完毕后，立即在铁液表面撒集膨胀珍珠岩粉，在功率为650W，频率为25kHz的条件下超声震荡30mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置28min，然后取样制取三角试块分析，检测球化合格后即可进行浇注；
（3）浇注前，将球化包及提包烘烤至850℃，浇注温度控制在1430℃，浇注速度控制在0.5kg/s；
（4）对浇注成型的铸件进行热处理：先以70℃/h的速率升温至750℃，保温2.5h，再以30℃/h的速率降温至440℃，保温3h，再以50℃/h的速率升温至970℃，保温1.5h；然后投入220℃熔盐中冷却淬火，冷却30s；最后在功率为450W的条件下微波加热3h，再在功率为900W的条件下微波加热2h，出炉空冷即可。
经检验，其力学性能为：抗拉强度1063Mpa，屈服强度951Mpa，伸长率13.1%。