本发明涉及铸造技术领域，具体地说是一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质以及其制备方法。
背景技术：
随着汽车行业的高速发展，用户对重卡的安全性、轻量化、节能环保、物美价廉等方面要求日益严格，特别是在提高整车装载能力，多拉快跑的需求上更加迫切。这样，各整车厂为赢得市场，对配套零部件的材质性能提出了更高的要求，如何生产出高强度、高韧性的铸件来满足市场，成为各铸件生产商的新课题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质以及其制备方法，用于生产出高强度、高韧性的铸件，并达到提高其疲劳强度的效果。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质，制备原料包括：q10生铁、增碳剂、含铬废钢、回炉料、稀土镁合金、硅铁、电解铜、锡、球化剂、孕育剂；其含有的化学元素成分及其质量百分比为：
c3.7％-3.8％,si2.4％-2.6％,mn0.3％-0.4％,p≤0.03％,s0.01％-0.02％,cu0.55％-0.60％,cr0.09％-0.14％,sn0.04％-0.05％,mg0.035％-0.055％,re0.025％-0.035％，其余为fe。
本方案，各原料的加入量，可以选择q10生铁加入量占10％、回炉料占10％、增碳剂加入量占3.5％、稀土镁合金加入量占1％、电解铜加入量占0.6％、锡加入量占0.04％、其余为含铬废钢。
本方案中，增碳剂吸收量不小于88％，含硫量小于等于0.4％。
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼：将制备原料加入1t中频电炉熔炼，采用高频红外碳硫分析仪、插入式电子测温枪、耐克只读光谱仪分析铁水成份，制得化学成分合格的铁液；
(2)球化处理及随流孕育处理：采用堤坝式一吨铁水包，在铁水包内加入球化剂球化孕育；然后浇注，在浇注时加入孕育剂随流孕育，孕育剂用量控制在0.2％；铁水出炉温度控制在1560±10℃；
(3)浇注：选用铁模覆砂造型工艺，铁模覆砂箱的浇注系统设置陶瓷过滤片，陶瓷过滤片的型芯内置冷铁。
在上述方法中，稀土镁合金用机加工铁屑覆盖。
在上述方法中，硅铁按照4:3的重量分球化处理和随流孕育过程两次加入。
本方案有益效果是：
微量铬元素由废钢配料带入，其含量稳定，且无须单独储存和防护，对环境和操作者造不成直接伤害；在熔炼过程中加入适量的电解铜、锡等，充分保证微量合金元素铬、锡的复合强化作用，促进珠光体的生成，实现铸态下抗拉强度≥800、延伸率≥5％的材质性能，获得高强度、高韧性且内部组织均匀的平衡悬挂铸件产品；
运用炉内加si、球化孕育、随流孕育等多次复合孕育的方法，并采用铁模覆砂造型工艺，能够提高细化晶粒、提高材料强度。
具体实施方式
实施例1
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质，制备原料包括：q10生铁、增碳剂、含铬废钢、稀土镁合金、硅铁、电解铜、锡、球化剂、孕育剂；其含有的化学元素成分及其质量百分比为：
c3.7％,si2.5％,mn0.4％,p0.01％,s0.015％,cu0.60％,cr0.09％,sn0.045％,mg0.055％,re0.025％，其余为fe。其中增碳剂吸收量88％，含硫量0.2％。
选用高碳、低磷、低硫的优质q10生铁加入量占10％、回炉料占10％、增碳剂加入量占3.5％、稀土镁合金加入量占1％、电解铜加入量占0.6％、锡加入量占0.04％、其余为含铬废钢。其中回炉料为铸造车间的废铸件、浇口、冒口等废金属送回熔炉重熔的炉料。
微量铬元素由废钢配料带入，其含量稳定，且无须单独储存和防护，对环境和操作者造不成直接伤害；在熔炼过程中加入适量的电解铜、锡等，充分保证微量合金元素铬、锡的复合强化作用，促进珠光体的生成，实现铸态下抗拉强度≥800、延伸率≥5％的材质性能，获得高强度、高韧性且内部组织均匀的平衡悬挂铸件产品。
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼：将制备原料加入1t中频电炉熔炼，有利于成分的调整和对温度的控制；采用高频红外碳硫分析仪、插入式电子测温枪、耐克只读光谱仪分析铁水成份，及时掌握碳硅当量，制得化学成分合格的铁液。在加入原料时，稀土镁合金用碎铁削铁销覆盖。
(2)球化处理及随流孕育处理：采用堤坝式一吨铁水包，在铁水包内加入球化剂球化孕育；然后浇注，在浇注时加入孕育剂随流孕育，孕育剂用量控制在0.2％；铁水出炉温度控制在1550℃；保证塑性指标的达成。
在球化处理及随流孕育处理过程中，硅铁按照4:3的重量分球化处理和随流孕育过程两次加入。
(3)浇注：选用铁模覆砂造型工艺进行造型，铁模覆砂箱的浇注系统上设置陶瓷过滤片。陶瓷过滤片能够滤除铸件中的夹杂物，减少铸件中的气体，降低金属液流充型时的紊流程度，改进熔融金属的流动性，增加铸件的充型能力和补缩能力，减少铸件的表面缺陷。陶瓷过滤片的型芯内置冷铁，可以加强对金属液的激冷效果和陶瓷过滤片的型芯的溃烂，防止铸件缩松、砂孔缺陷的产生。
本实施例中的平衡悬挂铸件下部较为厚大，厚大处设有四个立柱，可以在四个立柱成型处的铁模覆砂箱上设置气眼针，用于消除浇注过程时产生的气孔。所述铁模覆砂箱包括上型箱和下型箱，上型箱内设有明冒口，下型箱内均匀设有3个暗冒口；所述浇注系统的内浇口采用扁平状，内浇口的横截面积小于浇注系统的横浇口横截面积；可以避免由于热缩作用所引起的内浇口端铸件缩孔现象。另外，可以消除厚大热节部位的缩松缺陷，以获得组织均匀的铸件。
实施例2
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质，制备原料包括：q10生铁、增碳剂、含铬废钢、稀土镁合金、硅铁、电解铜、锡、球化剂、孕育剂；其含有的化学元素成分及其质量百分比为：
c3.75％,si2.6％,mn0.3％,p0.02％,s0.02％,cu0.55％,cr0.115％,sn0.05％,mg0.035％,re0.03％，其余为fe。其中增碳剂吸收量90％，含硫量0.4％。
选用高碳、低磷、低硫的优质q10生铁加入量占10％、回炉料占10％、增碳剂加入量占3.5％、稀土镁合金加入量占1％、电解铜加入量占0.6％、锡加入量占0.04％、其余为含铬废钢。
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼：将制备原料加入1t中频电炉熔炼，有利于成分的调整和对温度的控制；采用高频红外碳硫分析仪、插入式电子测温枪、耐克只读光谱仪分析铁水成份，及时掌握碳硅当量，制得化学成分合格的铁液。在加入原料时，稀土镁合金用碎铁削铁销覆盖。
(2)球化处理及随流孕育处理：采用堤坝式一吨铁水包，在铁水包内加入球化剂球化孕育；然后浇注，在浇注时加入孕育剂随流孕育，孕育剂用量控制在0.2％；铁水出炉温度控制在1560℃；保证塑性指标的达成。
在球化处理及随流孕育处理过程中，硅铁按照4:3的重量分球化处理和随流孕育过程两次加入。
(3)浇注：选用铁模覆砂造型工艺进行造型，铁模覆砂箱的浇注系统上设置陶瓷过滤片。
实施例3
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质，制备原料包括：q10生铁、增碳剂、含铬废钢、稀土镁合金、硅铁、电解铜、锡、球化剂、孕育剂；其含有的化学元素成分及其质量百分比为：
c3.8％,si2.4％,mn0.35％,p0.03％,s0.01％,cu0.575％,cr0.14％,sn0.04％,mg0.045％,re0.035％，其余为fe。
其中增碳剂吸收量92％，含硫量0.3％。
选用高碳、低磷、低硫的优质q10生铁加入量占10％、回炉料占10％、增碳剂加入量占3.5％、稀土镁合金加入量占1％、电解铜加入量占0.6％、锡加入量占0.04％、其余为含铬废钢。
一种平衡悬挂铸件用球墨铸铁新材质制备方法，包括以下步骤：
(1)原料熔炼：将制备原料加入1t中频电炉熔炼，有利于成分的调整和对温度的控制；采用高频红外碳硫分析仪、插入式电子测温枪、耐克只读光谱仪分析铁水成份，及时掌握碳硅当量，制得化学成分合格的铁液。在加入原料时，稀土镁合金用碎铁削铁销覆盖。
(2)球化处理及随流孕育处理：采用堤坝式一吨铁水包，在铁水包内加入球化剂球化孕育；然后浇注，在浇注时加入孕育剂随流孕育，孕育剂用量控制在0.2％；铁水出炉温度控制在1570℃；保证塑性指标的达成。
在球化处理及随流孕育处理过程中，硅铁按照4:3的重量分球化处理和随流孕育过程两次加入。
(3)浇注：选用铁模覆砂造型工艺进行造型，铁模覆砂箱的浇注系统上设置陶瓷过滤片。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
上述对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。