[发明专利]一种变速器壳体用球墨铸铁的制备方法

说明书

本发明公开了一种变速器壳体用球墨铸铁的制备方法，该球墨铸铁由以下质量百分比的元素成分组成：C:3.7‑3.9％、Si:3.5‑3.8％、Mn:0.1‑0.3％、Sn:0.02‑0.03％、Ge:0.005‑0.015％、Ni:0.4‑0.6％、Ti:0.3‑0.4%、Mo:0.5‑0.6％、Sb:0.004‑0.012％、RE:0.02‑0.04％、P≤0.04%，S≤0.02%、余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的球墨铸铁的抗拉强度为980‑1050Mpa，屈服强度为800‑820Mpa，延伸率为15‑16%，球化率为95%，各项性能优异，克服了现有的球墨铸铁变速器壳体材料在具有很高的强度的同时，不能具备高的韧性；或者具有高的韧性的同时，强度却不能满足使用要求的缺陷。

技术领域

本发明涉及铸铁冶金技术领域，特别是涉及了一种变速器壳体用球墨铸铁的制备方法。

背景技术

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是从20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。

变速器一般安装在车辆的离合器与传动轴之间，通过改变传动比扩大车辆驱动力和速度的变化范围，以适应经常变化的行驶条件。在某些极端情况下，需要变速器壳体具有较 高的强度和良好的韧性。现有的车辆变速器一般是普通铸铁制造，不能在保证高强度的同时兼有高的韧性。

发明内容

为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种变速器壳体用球墨铸铁的制备方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种变速器壳体用球墨铸铁的制备方法，该球墨铸铁由以下质量百分比的元素成分组成：C:3.7-3.9％、Si:3.5-3.8％、Mn:0.1-0.3％、Sn:0.02-0.03％、Ge:0.005-0.015％、Ni:0.4-0.6％、Ti:0.3-0.4%、Mo:0.5-0.6％、Sb:0.004-0.012％、RE:0.02-0.04％、P≤0.04%，S≤0.02%、余量为Fe及不可避免的杂质。

对于铸铁材料而言，其中不同组分间具体成分含量的不同，对实际产生的金相组织形态、材料应用性能、加工难度及成品质量的影响是极大的。

硅在球墨铸铁中是有重要影响的元素，它不仅可以有效地减小白口倾向，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用；同时又形成二氧化硅氧化膜层，阻碍氧的侵入，增加铸件抗氧化能力。但是硅含量高铸件脆性增加。因此，硅含量不宜过高，通常硅含量不超过3.3%。本发明中，增加了硅含量，硅的质量百分比达到3.5-3.8％，促进了石墨化，实现了较高的强度，通过增加镍和钛，促进凝固组织的细化，增加石墨球数量，强化了基体，解决了由于硅含量的增加所带来的脆性的影响，提高了铸件的韧性。

与普通球铁比较，由于钼元素的加入，强化了基体，并能提高屈服强度，提高了材料的尺寸稳定性。

进一步地，制备方法包括如下步骤：

S1.以废钢、生铁、回炉料、硅铁、锰铁、钛铁、镍锭、钼铁、增碳剂为原料，将原料熔炼为铁液；

S2.在球化包包底的一侧放入球化剂，在球化剂上覆盖一层碳化硅粉，碳化硅粉上覆盖第一孕育剂，将铁屑均匀的覆盖在第一孕育剂上，铁屑的上面均匀覆盖铸造用珍珠岩并捣实；采用冲入法将铁液沿球化包另一侧注入球化包中，铁液温度为1400-1430℃，进行球化处理和包内孕育处理；当球化包中冲入铁液的量占铁液总质量2/3时，加入第二孕育剂进行型内孕育处理，并继续冲入剩余铁液；

S3.进行浇注，在浇注的同时随流加入第三孕育剂进行随流孕育；