本发明涉及一种汽车齿轮用耐磨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。
齿轮，是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18-30个齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。齿轮在工作时受力较大，主要受冲击摩擦力作用，齿轮的失效多以耐磨性不够引起的过早尺寸超差而失效。因此，要求用于汽车齿轮的球墨铸铁件具有优异的耐磨性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种汽车齿轮用耐磨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：
一种汽车齿轮用耐磨球墨铸铁件，其各化学组分的重量百分比为：C 3.3-3.7%、Si 2.5-2.8%、Mn 0.2-0.4%、Cu 0.25-0.45%、Ni 0.2-0.3%、W 0.1-0.2%、V 0.05-0.1%、Ce 0.04-0.08%、Sm 0.03-0.06%、Gd 0.02-0.04%、P≤0.05%、S≤0.03%，余量为Fe。
一种汽车齿轮用耐磨球墨铸铁件的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取生铁、回炉铁、硅铁、锰铁、废钢、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1440-1480℃，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1460-1520℃，在功率为300-400W，转速为500-1000r/min的条件下磁力搅拌15-20min，静置25-35min，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1.5-1.8%的稀土镁硅球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.6-0.9%的硅钡钙孕育剂，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1450-1500℃，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500-600W，频率为25-35kHz的条件下超声震荡30-40mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置20-25min，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810-860℃，浇注温度控制在1420-1460℃，浇注速度控制在0.5-0.8kg/s；
（4）对浇注成型的铸件进行热处理：先以25-45℃/h的速率升温至450-600℃，保温3-5h，再以40-60℃/h的速率升温至930-970℃，保温2-3h，再以30-50℃/h的速率降温至510-560℃，保温3-4h；然后投入120-160℃热油中冷却淬火，冷却30-50s；最后在功率为400-500W的条件下微波加热2-4h，再在功率为850-950W的条件下微波加热1-2h，出炉空冷即可。
本发明的有益效果：
本发明在传统汽车齿轮球墨铸铁件的成分基础上加入了Ni、W 、V 、Ce 、Sm、Gd等金属元素，并通过本发明的铸造工艺生产出来的材料,具有较高的硬度和较好的耐磨性，布氏硬度由原来的380-410HBW提高到560-620HBW，大大提高了汽车齿轮球的使用寿命。
具体实施方式
一种汽车齿轮用耐磨球墨铸铁件，其各化学组分的重量百分比为：C 3.3-3.7%、Si 2.5-2.8%、Mn 0.2-0.4%、Cu 0.25-0.45%、Ni 0.2-0.3%、W 0.1-0.2%、V 0.05-0.1%、Ce 0.04-0.08%、Sm 0.03-0.06%、Gd 0.02-0.04%、P≤0.05%、S≤0.03%，余量为Fe。
一种汽车齿轮用耐磨球墨铸铁件的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取生铁、回炉铁、硅铁、锰铁、废钢、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1460℃，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1500℃，在功率为350W，转速为800r/min的条件下磁力搅拌18min，静置30min，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1.7%的稀土镁硅球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.8%的硅钡钙孕育剂，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550W，频率为30kHz的条件下超声震荡35mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置22min，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840℃，浇注温度控制在1440℃，浇注速度控制在0.7kg/s；
（4）对浇注成型的铸件进行热处理：先以35℃/h的速率升温至480℃，保温4h，再以50℃/h的速率升温至950℃，保温2.5h，再以40℃/h的速率降温至540℃，保温3h；然后投入140℃热油中冷却淬火，冷却40s；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1.5h，出炉空冷即可。
经检验，其力学性能为：抗拉强度879Mpa，屈服强度739Mpa，伸长率12.3%，布氏硬度594HBW。