球墨铸铁铸件的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种球墨铸铁铸件，所述球墨铸铁铸件的非铁合金的含量通过公示计算得到，与现有技术相比，通过控制碳、硅的含量，将所述铸件的缩松缩孔缺陷发生概率降至最低；通过添加一定的铬元素、提高部分镍、铜元素来为改善淬火开裂倾向；另外，严格控制镁含量，以保证铸件的烧焊性能，严格控制铬成份，确保铸件珠光体含量，严格控制镍铜比例，确保铸件有大于5％以上的延伸率。
【专利说明】球墨铸铁铸件
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸铁合金【技术领域】，特别是涉及ー种球墨铸铁铸件。
【背景技术】
[0002]球墨铸铁的高温強度和耐氧化性优良，在乘用车或エ业机械等领域中得到使用。目前，国内外的汽车模具铸件中，在小吨位(小于8吨)铸件的情况下，其性能可以满足强度等方面的需要。但是，汽车模具铸件一旦超过12吨，铸件的強度、不淬火型面硬度、和淬火表面硬度三个模具材料最重要的指标均会出现不达标的情况，铸件的强度不高，铸件刚性差，产品拉延不稳定，不淬火型面硬度不高，产品容易拉毛，淬火表面硬度不高，模具寿命差。用这样的材料制作的模具，为后续模具使用、维修和保养带来很高的附加消耗费用。
[0003]因此，如何提供一种球墨铸铁铸件，能够解决现有的球墨铸铁铸件在高吨位(大于8吨)时性能不甚理想等问题，已成为本领域技术人员需要解决的问题之一。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种球墨铸铁铸件，能够使得各个吨位下的铸件满足强度、不淬火型面硬度、和淬火表面硬度等性能的要求。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种球墨铸铁铸件，所述球墨铸铁铸件的非铁含量包含以下合金，以重量％计:
[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]镍:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
[0009]铜:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
[0010]铬:(0.25+ 3 -0.2) (0.25+ 3 +0.2) % ；
[0011]镁:0%~(0.045+P/10+0.1) % ;
[0012]其中，6=TXK/100, (6=17150;
[0013]T表示所述铸件的吨位，当所述铸件小于15吨时，T向下取整；当所述铸件大于等于15吨时，T=15 ；
[0014]K表示所述铸件曲面修正系数，当所述铸件小于等于8吨时，K=L 5 ;当所述铸件大于8吨时，K=L 2。
[0015]进ー步的，所述球墨铸铁的非铁含量还包含以下合金，以重量％计:
[0016]锰:(0.45+ 3 -0.2) (0.45+ 3 +0.2) % ；
[0017]钥:(0.5+ 3 -0.2) (0.5+ 3 +0.2) % ；
[0018]进ー步的，以 重量％计:
[0019]锰:(0.45+ 3 -0.1) (0.45+ 3 +0.1) % ；
[0020]钥:(0.5+ 3 -0.1) (0.5+ 3 +0.1) %。
[0021]进ー步的，以重量％计:[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]进ー步的，以重量％计:
[0025]镍:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) % ；
[0026]铜:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) %。
[0027]进ー步的，以重量％计:
[0028]铬:(0.25+ 3 -0.1) (0.25+ 3 +0.1) %。
[0029]进ー步的，以重量％计:
[0030]镁:0%~(0.045+3/10) %。
[0031]进ー步的，以重量％计，所述球墨铸铁铸件的非铁含量还包含:
[0032]磷:0%~0.05%;
[0033]硫:0%~0.03%;
[0034]进ー步的，以重量％计，所述球墨铸铁铸件中包含60%~70%的珠光体。
[0035]与现有技术相比，本发明提供球墨铸铁铸件具有以下优点:
[0036]本发明提 供的球墨铸铁铸件，所述球墨铸铁铸件的非铁合金的含量通过公示计算得到，与现有技术相比，通过控制碳、硅的含量，将所述铸件的缩松缩孔缺陷发生概率降至最低；通过添加一定的铬元素、提高部分镍、铜元素来为改善淬火开裂倾向；另外，严格控制镁含量，以保证铸件的烧焊性能，严格控制铬成份，确保铸件珠光体含量，严格控制镍铜比例，确保铸件有大于5%以上的延伸率。
【具体实施方式】
[0037]发明人通过现有技术的研究发现，如果根据铸件的吨位大小，浇铸前制定各元素含量的比例，确立了ー个精确控制元素成分的计算公式，特别是对铬、镍、铜含量的精确控制，最終使铸件的缺陷发生率、力学性能和组织形貌都有很好的优化和提升。
[0038]下面将对本发明的球墨铸铁铸件进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0039]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能、组成和步骤，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另ー个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0040]本发明的核心思想在于，提供一种球墨铸铁铸件，所述球墨铸铁铸件的非铁含量包含以下合金，以重量％计:
[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]镍:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
[0044]铜:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；[0045]铬:(0.25+ 3 -0.2) (0.25+ 3 +0.2) % ；
[0046]镁:0%~(0.045+3/10+0.1) % ;
[0047]其中，6=TXK/100, ^ =T/150 ；
[0048]T表示所述铸件的吨位，当所述铸件小于15吨时，T向下取整；当所述铸件大于等于15吨时，T=15 ；
[0049]K表示所述铸件曲面修正系数，当所述铸件小于等于8吨时，K=L 5 ;当所述铸件大于8吨时，K=L 2。
[0050]当然，所述球墨铸铁铸件还包括铁含量以及不可避免的杂质，此为本领域的公知常识，在此不作赘述。通过控制所述球墨铸铁铸件的碳、硅的含量，将所述铸件的缩松缩孔缺陷发生概率降至最低；通过添加一定的铬元素、提高部分镍、铜元素来为改善淬火开裂倾向；另外，严格控制镁含量，以保证铸件的烧焊性能，严格控制铬成份，确保铸件珠光体含量，严格控制镍铜比例，确保铸件有大于5%以上的延伸率。
[0051]其中，所述碳元素的含量为(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，以降低所述铸件的缩松缩孔缺陷发生概率。优选的，所述碳元素的含量为(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]所述硅元素的含量为(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，以降低所述铸件的缩松缩孔缺陷发生概率。优选的，所述硅元素的含量为(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]所述镍元素的含量为(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3)%，例如，(0.8+ 8 -0.25) %或(0.8+ 6 +0.25) %等，控制所述镍元素的含量，以改善淬火开裂倾向。优选的，所述镍元素的含量为(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]所述铜元素的含量为(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) %，例如，(0.8+ 8 -0.25) %或(0.8+ 6 +0.25) %等，控制所述铜元素的含量，以改善淬火开裂倾向。优选的，所述铜元素的含量为(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]所述铬元素的含量为(0.25+P-0.2) %~(0.25+P+0.2) %,例如，(0.25+ P -0.15) %或(0.25+ P +0.15) %等，控制所述铬元素的含量，以改善淬火开裂倾向。优选的，所述铬元素的含量为(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]所述镁元素的含量为0%~(0.045+0/10+0.1)%，控制所述镁元素的含量，以提高所述铸件的可焊性。优选的，所述镁元素的含量为0%~(0.045+0/10)%，例如，
0.025%,0.03 等。
[0057]较佳的， 所述球墨铸铁铸件中还包含锰元素，所述锰元素的含量为(0.45+ 3 -0.2) % ~ (0.45+ 3 +0.2) %，例如，(0.45+ 3 -0.15) % 或(0.45+ 8 +0.15) %等，控制所述锰元素的含量，以提高所述铸件的硬度。优选的，所述锰元素的含量为(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]较佳的，所述球墨铸铁铸件中还包含钥元素，所述钥元素的含量为(0.5+^-0.2) %~(0.5+^+0.2)%，例如，(0.5+3-0.15) %或(0.5+ 8 +0.15)%等，控制所述钥元素的含量，以提高所述铸件的硬度。优选的，所述钥元素的含量为(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]较佳的，所述球墨铸铁铸件中还包含磷元素和硫元素。优选的，所述磷元素的含量为0 %~0.05 %，例如，0.02%、0.04%等。优选的，所述硫元素的含量为0%~0.03%，例如，0.01%,0.02%等。
[0060]较佳的，所述球墨铸铁铸件中包含60%~70%的珠光体，可以保证所述球墨铸铁铸件的不淬火型面硬度，从而提高所述球墨铸铁铸件的性能。但是，所述球墨铸铁铸件中珠光体的含量并不限于60%~70%，所述球墨铸铁铸件中珠光体的含量还可以为68%、72%
坐寸o [0061]以下列举所述球墨铸铁铸件的几个实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
[0062]【第一实施例】
[0063]在本第一实施例中，所述球墨铸铁铸件的重量为17.74吨，所述球墨铸铁铸件为上模座。
[0064]1.根据公式计算各元素的含量。在本实施例中，T=15，K=1.2，6=TXK/100=0.18,^ =T/150=0.1，则可以确定所述球墨铸铁铸件的材料中各元素的成分范围，在所述球墨铸铁铸件的材料中各元素的成分范围内，得到第一实施例中所述球墨铸铁铸件的材料中元素的成分，如表1所示。
[0065]表1第一实施例中所述球墨铸铁铸件的材料中元素的成分
[0066]
【权利要求】
1.一种球墨铸铁铸件，其特征在于，所述球墨铸铁铸件的非铁含量包含以下合金，以重量％计:
碳:(3.5+ 8 -0.2) % ~(3.5+ 8 +0.2) % ；
硅:(2.1+ 8 -0.2) % ~(2.1+ 8 +0.2) % ；
镍:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
铜:(0.8+ 8 -0.3) (0.8+ 8 +0.3) % ；
铬:(0.25+ P -0.2) (0.25+ P +0.2) % ； 镁:0% ~(0.045+^/10+0.1) % ； 其中，6 =TXK/100, (6=17150; T表示所述铸件的吨位，当所述铸件小于15吨时，T向下取整；当所述铸件大于等于15吨时，T=15 ； K表示所述铸件曲面修正系数，当所述铸件小于等于8吨时，K=L 5 ;当所述铸件大于8吨时，K=L 2。
2.根据权利要求1中所述的球墨铸件，其特征在于，所述球墨铸铁的非铁含量还包含以下合金，以重量％计:
锰:(0.45+ P -0.2) (0.45+ P +0.2) % ；
钥:(0.5+ 3 -0.2) (0.5+ 3 +0.2) %。
3.如权利要求2所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计:
锰:(0.45+ P -0.1) (0.45+ P +0.1) % ；
钥:(0.5+ 3 -0.1) (0.5+ 3 +0.1) %。
4.如权利要求1所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计:
碳:(3.5+ 8 -0.1) (3.5+ 8 +0.1) % ；
硅:(2.1+ 8 -0.1) % ~(2.1+ 8 +0.1) %。
5.如权利要求1所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计:
镍:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) % ；
铜:(0.8+ 8 -0.2) (0.8+ 8 +0.2) %。
6.如权利要求1所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计:
铬:(0.25+ P -0.1) (0.25+ P +0.1) %。
7.如权利要求1所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计: 镁:0% ~(0.045+^ /10) % o
8.如权利要求1-7中任意一项所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计，所述球墨铸铁铸件的非铁含量还包含: 磷:0%~0.05% ； 硫:0%~ 0.03%。
9.如权利要求1-7中任意一项所述的球墨铸铁铸件，其特征在干，以重量％计，所述球墨铸铁铸件中包含60%~70%的珠光体。
【文档编号】C22C37/10GK103602883SQ201310658946
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】杨光明, 岳文甲 申请人:上海大众汽车有限公司