一种汽车减速器用球墨铸铁及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种汽车减速器用球墨铸铁及其制备工艺，所述汽车减速器用球墨铸铁，其材料化学成分的质量百分比为：碳：3.2～3.8％、硅1.6‑2.8％、锰0.6～1.2％、稀土元素0.01‑0.25％、镁0.08‑0.23％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，余量为铁，本发明专利技术的球墨铸铁材料的内部组织和表面组织分布均匀、致密，材料的力学性能优良，具有良好的旋转弯曲疲劳强度、表面硬度高、强度高、韧性、拉伸强度以及抗磨性，且制备成本低，材料的利用率高，技术工艺重现性好，制备工艺简单，使用寿命长，满足汽车减速器对材料的使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸铁冶炼

，具体涉及一种汽车减速器用球墨铸铁及其制备工艺。
技术介绍
自进入20世纪以来，汽车已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的交通工具，“十二五”规划中汽车产业技术也成为科技部重点扶持的领域，即由汽车大国向汽车强国迈进，拥有切实的自主创新能力，可信零部件国际化的突破，实现真正的产业升级。因此，如何通过科学技术创新来实现这一目标就成为目前及未来汽车行业发展中必须重点解决的核心问题。汽车减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它通过齿轮转动，把电机的动力以合适的扭矩和转速传递给行走系，以适应汽车在不同路况下对牵引和行驶速度的要求，它在汽车后桥中起着重要的作用，是汽车驱动的关键零部件，其质量直接关系着汽车的行驶安全，由于主从动齿轮承受载荷大，工况差，属于汽车零部件中易损耗的部件，在一台车的整个服役期间，常常要损耗多件主从动齿轮，而尺寸锻件的质量直接决定了传动的稳定程度及齿轮的使用寿命。因此要求减速器的内部组织细密，力学性能良好，锻件的成型尺寸和几何形状更接近与成品锻件的精度，但是毛坯的下料体积要求必须精确，锻造力大，设备吨位大，内部组织的晶粒细小。现有技术中用于汽车减速器的材料还无法达到这些要求，减速器的使用寿命短。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种球墨铸铁，将应用于汽车减速器上，使得减速器具有优良的机械性能，耐高温，韧性好，使用寿命长，且材料的利用率高。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种汽车减速器用球墨铸铁，其材料化学成分的质量百分比为：碳：3.2～3.8％、硅1.6-2.8％、锰0.6～1.2％、稀土元素0.01-0.25％、镁0.08-0.23％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，余量为铁。优选的，所述汽车减速器用球墨铸铁，其材料化学成分的质量百分比为：碳：3.5-3.8％、硅1.8-2.5％、锰0.8～1.0％、稀土元素0.08-0.16％、镁0.12-0.21％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，余量为铁。一种汽车减速器用球墨铸铁的制备工艺，包括以下步骤：(1)将生铁、废钢加入电炉中，升温至1420-1450℃进行熔炼，升温至1460-1490℃，加入锰铁、镁铁、稀土元素和硅铁，进行合金化处理，然后调节各成分的比例，扒渣除去表面浮渣；(2)采用盖包法对步骤(1)的铁液进行球化处理，加入球化剂时同时加入孕育剂，进行第一次孕育处理，静置3-5min；球化后，进行第二次孕育处理，加入0.2-0.3％的孕育剂，调整铁液成分，然后扒渣除去表面浮渣，静置3-5min，然后在1320-1360℃下浇注成型，浇注时进行第三系孕育处理，使孕育剂随铁水流入浇包，冷却后，得到预制品；(3)将预制品进行连续等温淬火、低温回火处理，得到成型铸铁，淬火介质为饱和的硝酸盐水溶液；(4)取出铸铁，对其进行晶相分析，若试块金相中珠光体含量为25-50％，对铸铁进行清理，喷漆，打包入库，得到汽车减速器用球墨铸铁。优选的，所述球化剂为稀土硅铁镁合金，其材料化学成分的质量百分比为：Mg 5.2-6.8％、RE 1.6-2.0％、Si 25-30％、Mn 1.8-3.6％、Al 0.3-0.6％、其余为铁，其加入量为原铁液质量的1.2-1.8％。优选的，所述第一次孕育和第二次孕育时所用的孕育剂相同，都为碳化硅、碳化钨的中的一种，其粒径为100-300纳米，第三次孕育时
所用的孕育剂为硅、钙、铝、钡和铁的混合物，孕育剂的粒径为30-50纳米。优选的，所述汽车减速器用球墨铸铁中球墨的直径为30-50微米，球墨的密度≥300个/mm2。本专利技术的有益效果：本专利技术首先通过控制铁液中Si的含量，获得铁素体并控制铁素体的含量，使铸件在高温不会引起体积膨胀而使铸件破坏，且在高温下促进铸铁形成致密的二氧化硅氧化膜层，有效阻止氧离子向铸件内部的渗透侵入，防止进一步氧化，使铸件抗氧化生长性能大大提高；孕育剂通过多次加入既由脱硫脱氧的作用，又可改善断面的球化状态，还可以增加球墨的数量，细化球墨的尺寸，形成稳定的晶相，提高材料的抗氧化性以及使用寿命；通过连续等温淬火获得内部基体组织为上贝氏体的球墨铸铁，加深了淬火深度，获得表面基体组织为马氏体的球墨铸铁，增加铸件的表面硬度高、强度高、韧性以及抗磨性。本专利技术的球墨铸铁材料的内部组织和表面组织分布均匀、致密，材料的力学性能优良，具有良好的旋转弯曲疲劳强度、表面硬度高、强度高、韧性、拉伸强度以及抗磨性，且制备成本低，材料的利用率高，技术工艺重现性好，制备工艺简单，使用寿命长，满足汽车减速器对材料的使用要求。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种汽车减速器用球墨铸铁的制备工艺，包括以下步骤：(1)将生铁、废钢加入电炉中，升温至1420-1430℃进行熔炼，
升温至1460-1470℃，加入锰铁、镁铁、稀土元素和硅铁，进行合金化处理，然后调节各成分的比例，扒渣除去表面浮渣；(2)采用盖包法对步骤(1)的铁液进行球化处理，加入原铁液质量的1.2％球化剂，同时加入孕育剂，进行第一次孕育处理，静置3-5min；球化后，进行第二次孕育处理，加入0.2-0.3％的孕育剂，调整铁液成分为碳3.2％、硅1.8％、锰0.6％、稀土元素0.08％、镁0.23％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，然后扒渣除去表面浮渣，静置3-5min，然后在1320-1330℃下浇注成型，浇注时进行第三系孕育处理，使孕育剂随铁水流入浇包，冷却后，得到预制品；(3)将预制品进行连续等温淬火、低温回火处理，得到成型铸铁，淬火介质为饱和的硝酸盐水溶液；(4)取出铸铁，对其进行晶相分析，若试块金相中珠光体含量为25-50％，对铸铁进行清理，喷漆，打包入库，得到汽车减速器用球墨铸铁。实施例2：一种汽车减速器用球墨铸铁的制备工艺，包括以下步骤：(1)将生铁、废钢加入电炉中，升温至1420-1430℃进行熔炼，升温至1460-1470℃，加入锰铁、镁铁、稀土元素和硅铁，进行合金化处理，然后调节各成分的比例，扒渣除去表面浮渣；(2)采用盖包法对步骤(1)的铁液进行球化处理，，加入原铁液质量的1.6％球化剂，同时加入孕育剂，进行第一次孕育处理，静置3-5min；球化后，进行第二次孕育处理，加入0.2-0.3％的孕育剂，调整铁液成分为碳3.5％、硅1.6％、锰1.2％、稀土元素0.25％、镁0.21％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，然后扒渣除去表面浮渣，静置3-5min，然后在1330-1340℃下浇注成型，浇注时进行第三系孕育处理，使孕育剂随铁水流入浇包，冷却后，得到预制品；(3)将预制品进行连续等温淬火、低温回火处理，得到成型铸铁，
淬火介质为饱和的硝酸盐水溶液；(4)取出铸铁，对其进行晶相分析，若试块金相中珠光体含量为25-50％，对铸铁进行清理，喷漆，打包入库，得到汽车减速器用球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车减速器用球墨铸铁，其特征在于，其材料化学成分的质量百分比为：碳3.2～3.8％、硅1.6‑2.8％、锰0.6～1.2％、稀土元素0.01‑0.25％、镁0.08‑0.23％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，余量为铁。

【技术特征摘要】
1.一种汽车减速器用球墨铸铁，其特征在于，其材料化学成分的质量百分比为：碳3.2～3.8％、硅1.6-2.8％、锰0.6～1.2％、稀土元素0.01-0.25％、镁0.08-0.23％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，余量为铁。2.如权利要求1所述的汽车减速器用球墨铸铁，其特征在于，所述汽车减速器用球墨铸铁，其材料化学成分的质量百分比为：碳：3.5-3.8％、硅1.8-2.5％、锰0.8～1.0％、稀土元素0.08-0.16％、镁0.12-0.21％、磷≦0.06％、硫≦0.02％，余量为铁。3.如权利要求1或2所述的汽车减速器用球墨铸铁的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生铁、废钢加入电炉中，升温至1420-1450℃进行熔炼，升温至1460-1490℃，加入锰铁、镁铁、稀土元素和硅铁，进行合金化处理，然后调节各成分的比例，扒渣除去表面浮渣；(2)采用盖包法对步骤(1)的铁液进行球化处理，加入球化剂时同时加入孕育剂，进行第一次孕育处理，静置3-5min；球化后，进行第二次孕育处理，加入0.2-0.3％的孕育剂，调整铁液成分，然后扒渣除去表面浮渣，静置3-5min，然后在1320-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福新，
申请(专利权)人：含山县兴达球墨铸铁厂，
类型：发明
国别省市：安徽;34