本发明涉及球墨铸铁材料
技术领域：
，具体涉及一种汽车轮毂用球墨铸铁材料及其制备方法。
背景技术：
：汽车轮毂是汽车的一个重要部件，其直接关系着汽车的运行安全，因此汽车轮毂的质量和性能必须要得到保障。而影响汽车轮毂质量及性能的一项关键因素就是轮毂材料。用于生产制作汽车轮毂的材料较多，随着相关工艺技术的发展和新材料的不断出现，汽车轮毂材料不断更新换代，越来越多的优越性材料被应用在汽车轮毂制作中，不同的材料，所对应的制作工艺也各不相同。轮毂材料可以粗略分为钢铁材料、合金材料、复合材料等三大类别，同时结构上分为一件式、两件式、三件式，因此其加工制备工艺多种多样。球墨铸铁材料是钢铁材料的一种，球墨铸铁以其优良的综合力学性能应用在轮毂上，如铁素体球墨铸铁、高韧性球墨铸铁等。但是，由于类似碳素钢轮毂的缺点，以及铸造过程的复杂性和铸造模型所限，轮毂形状难于控制，限制了其应用。目前，国内厂家主要是用传统工艺按国家标准生产，因此，大部分生产出的球磨铸铁性能仅复合国家基本标准，要生产出一种具有较高的抗拉强度、高韧性、高塑性等综合性能优异的的球磨铸铁材料以满足汽车轮毂用是本领域目前研究的方向。技术实现要素：(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车轮毂用球墨铸铁材料及其制备方法，通过合理的原料配比及适当的制备方法及工艺参数制备出的汽车轮毂用球墨铸铁具有较高强度及延伸率等优异综合性能。(二)技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种汽车轮毂用球墨铸铁材料，各成分的重量百分比如下：碳：3.9-4.1％、锰：0.2-0.4％、铜：0.6-0.9％、硅：0.02-0.06％镁：0.04-0.07％、铬：0.08-0.12％、镍：0.04-0.09％、钼：0.06-0.13％、钨：0.21-0.26％、铌：0.05-0.1％、硼：0.01-0.04％、钇：0.005-0.008％、铈：0.002-0.006％、余量为铁及不可避免的杂质。进一步的，各成分的重量百分比如下：碳：3.95-4.04％、锰：0.26-0.31％、铜：0.7-0.8％、硅：0.03-0.05％镁：0.049-0.06％、铬：0.092-0.11％、镍：0.05-0.08％、钼：0.09-0.11％、钨：0.22-0.24％、铌：0.07-0.09％、硼：0.02-0.03％、钇：0.006-0.007％、铈：0.003-0.005％、余量为铁及不可避免的杂质。进一步的，各成分的重量百分比如下：碳：3.99％、锰：0.28％、铜：0.74％、硅：0.04％镁：0.052％、铬：0.097％、镍：0.06％、钼：0.1％、钨：0.23％、铌：0.08％、硼：0.026％、钇：0.0063％、铈：0.004％、余量为铁及不可避免的杂质。上述汽车轮毂用球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：1)制造包含碳：3.9-4.1％、锰：0.2-0.4％、铜：0.6-0.9％、硅：0.02-0.06％镁：0.04-0.07％、铬：0.08-0.12％、镍：0.04-0.09％、钼：0.06-0.13％、钨：0.21-0.26％、铌：0.05-0.1％、硼：0.01-0.04％、钇：0.005-0.008％、铈：0.002-0.006％、余量为铁及不可避免的杂质的铸铁熔汤；2)将铸铁熔汤经球化孕育扒渣处理后浇注成型，得到球墨铸铁材料。进一步的，球化孕育处理具体为：向浇包中堤坝的一侧倒入球化剂，在球化剂上面覆盖孕育剂，在温度为1460-1510℃条件下，将铸铁熔汤冲入浇包包底进行球化孕育反应，其中，球化剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.7-0.9％，孕育剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.8-1.1％。进一步的，球化剂为钇基重稀土合金，其具体成分为：以重量百分比计：钇55-60％、硅40-45％、钙5-8％，孕育剂为稀土硅钙钡孕育剂，其具体成分为：以重量百分比计：硅≧68、钡1.5-3％、钙1-2％、铝1-2％，余量为稀土。(三)有益效果本发明提供了一种汽车轮毂用球墨铸铁材料及其制备方法，其中，原料中的铬和镍的添加可提高球磨铸铁的强度和硬度和抗腐蚀能力，改善球磨铸铁的加工性能；钼和钨对铁素体有固溶强化的作用，提高石墨铸铁的热强性和抗氢性能等，本发明通过合理的原料配比及适当的制备方法及工艺参数制备出的汽车轮毂用球墨铸铁具有较高强度及延伸率等优异综合性能。经检测，本发明制备的汽车轮毂用球墨铸铁材料，抗拉强度最低可达694mpa，屈服强度最低可达361mpa，延伸率最低可达11％。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：一种汽车轮毂用球墨铸铁材料，各成分的重量百分比如下：碳：3.99％、锰：0.28％、铜：0.74％、硅：0.04％镁：0.052％、铬：0.097％、镍：0.06％、钼：0.1％、钨：0.23％、铌：0.08％、硼：0.026％、钇：0.0063％、铈：0.004％、余量为铁及不可避免的杂质。上述汽车轮毂用球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：1)制造包含碳：3.99％、锰：0.28％、铜：0.74％、硅：0.04％镁：0.052％、铬：0.097％、镍：0.06％、钼：0.1％、钨：0.23％、铌：0.08％、硼：0.026％、钇：0.0063％、铈：0.004％、余量为铁及不可避免的杂质的铸铁熔汤；2)将铸铁熔汤经球化孕育扒渣处理后浇注成型，得到球墨铸铁材料。球化孕育处理具体为：向浇包中堤坝的一侧倒入球化剂，在球化剂上面覆盖孕育剂，在温度为1500℃条件下，将铸铁熔汤冲入浇包包底进行球化孕育反应，其中，球化剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.8％，孕育剂的加入量为铸铁熔汤总质量的1％。其中，球化剂为钇基重稀土合金，其具体成分为：以重量百分比计：钇55-60％、硅40-45％、钙5-8％，孕育剂为稀土硅钙钡孕育剂，其具体成分为：以重量百分比计：硅≧68、钡1.5-3％、钙1-2％、铝1-2％，余量为稀土。实施例2：一种汽车轮毂用球墨铸铁材料，各成分的重量百分比如下：碳：4.04％、锰：0.2％、铜：0.8％、硅：0.02％镁：0.06％、铬：0.08％、镍：0.08％、钼：0.06％、钨：0.24％、铌：0.05％、硼：0.03％、钇：0.005％、铈：0.005％、余量为铁及不可避免的杂质。上述汽车轮毂用球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：1)制造包含碳：4.04％、锰：0.2％、铜：0.8％、硅：0.02％镁：0.06％、铬：0.08％、镍：0.08％、钼：0.06％、钨：0.24％、铌：0.05％、硼：0.03％、钇：0.005％、铈：0.005％、余量为铁及不可避免的杂质的铸铁熔汤；2)将铸铁熔汤经球化孕育扒渣处理后浇注成型，得到球墨铸铁材料。球化孕育处理具体为：向浇包中堤坝的一侧倒入球化剂，在球化剂上面覆盖孕育剂，在温度为1480℃条件下，将铸铁熔汤冲入浇包包底进行球化孕育反应，其中，球化剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.7％，孕育剂的加入量为铸铁熔汤总质量的1.1％。所用球化剂与孕育剂与实施例1相同。实施例3：一种汽车轮毂用球墨铸铁材料，各成分的重量百分比如下：碳：3.95％、锰：0.4％、铜：0.7％、硅：0.06％镁：0.049％、铬：0.12％、镍：0.05％、钼：0.13％、钨：0.22％、铌：0.1％、硼：0.02％、钇：0.008％、铈：0.003％、余量为铁及不可避免的杂质。上述汽车轮毂用球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：1)制造包含碳：3.95％、锰：0.4％、铜：0.7％、硅：0.06％镁：0.049％、铬：0.12％、镍：0.05％、钼：0.13％、钨：0.22％、铌：0.1％、硼：0.02％、钇：0.008％、铈：0.003％、余量为铁及不可避免的杂质的铸铁熔汤；2)将铸铁熔汤经球化孕育扒渣处理后浇注成型，得到球墨铸铁材料。球化孕育处理具体为：向浇包中堤坝的一侧倒入球化剂，在球化剂上面覆盖孕育剂，在温度为1510℃条件下，将铸铁熔汤冲入浇包包底进行球化孕育反应，其中，球化剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.9％，孕育剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.9％。所用球化剂与孕育剂与实施例1相同。实施例4：一种汽车轮毂用球墨铸铁材料，各成分的重量百分比如下：碳：4.1％、锰：0.26％、铜：0.9％、硅：0.03％、镁：0.07％、铬：0.092％、镍：0.09％、钼：0.09％、钨：0.26％、铌：0.08％、硼：0.04％、钇：0.0063％、铈：0.006％、余量为铁及不可避免的杂质。上述汽车轮毂用球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：1)制造包含碳：4.1％、锰：0.26％、铜：0.9％、硅：0.03％、镁：0.07％、铬：0.092％、镍：0.09％、钼：0.09％、钨：0.26％、铌：0.08％、硼：0.04％、钇：0.0063％、铈：0.006％、余量为铁及不可避免的杂质的铸铁熔汤；2)将铸铁熔汤经球化孕育扒渣处理后浇注成型，得到球墨铸铁材料。球化孕育处理具体为：向浇包中堤坝的一侧倒入球化剂，在球化剂上面覆盖孕育剂，在温度为1460℃条件下，将铸铁熔汤冲入浇包包底进行球化孕育反应，其中，球化剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.7％，孕育剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.8％。所用球化剂与孕育剂与实施例1相同。实施例5：一种汽车轮毂用球墨铸铁材料，各成分的重量百分比如下：碳：3.9、锰：0.31％、铜：0.6％、硅：0.05％、镁：0.04-％、铬：0.11％、镍：0.04％、钼：0.11％、钨：0.21％、铌：0.09％、硼：0.01％、钇：0.007％、铈：0.002％、余量为铁及不可避免的杂质。上述汽车轮毂用球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：1)制造包含碳：3.9、锰：0.31％、铜：0.6％、硅：0.05％、镁：0.04-％、铬：0.11％、镍：0.04％、钼：0.11％、钨：0.21％、铌：0.09％、硼：0.01％、钇：0.007％、铈：0.002％、余量为铁及不可避免的杂质的铸铁熔汤；2)将铸铁熔汤经球化孕育扒渣处理后浇注成型，得到球墨铸铁材料。球化孕育处理具体为：向浇包中堤坝的一侧倒入球化剂，在球化剂上面覆盖孕育剂，在温度为1505℃条件下，将铸铁熔汤冲入浇包包底进行球化孕育反应，其中，球化剂的加入量为铸铁熔汤总质量的0.7％，孕育剂的加入量为铸铁熔汤总质量的1.1％。所用球化剂与孕育剂与实施例1相同。本发明中浇注模具为棒型，经浇注后得到铸件棒，对实施例1-5所制得的铸件棒以通常的方法测量拉伸强度、屈服强度及延伸率，作为对比，以同质量的铁代替实施例1-2原料中的铬和镍，其余原料成分含量不变及制备方法工艺参数的均不变，制得的棒型铸铁作为对比例1-2。其测量结果如表1所示。表1：拉伸强度(mpa)屈服强度(mpa)延伸率(％)实施例171536212.7实施例270836511.1实施例369436211.3实施例470136111.5实施例569536411.0对比例16253489.5对比例26343429.1综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明制备的汽车轮毂用球墨铸铁材料，抗拉强度最低可达694mpa，屈服强度最低可达361mpa，延伸率最低可达11％。尤其是，在原料未添加铬和镍的情况下，对比例1-2试件的拉伸强度、屈服强度和延伸率等均明显低于实施例1-5制备出的试件。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12