[发明专利]一种蠕墨铸铁基体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明实施例涉及柴油机缸套材料技术领域，具体公开了一种蠕墨铸铁基体材料及其制备方法和应用，所述蠕墨铸铁基体材料包含碳、硅、锰、磷、硫、Cr、Cu、Sn、Mg、Fe等元素，经过熔炼、浇注制得。本发明实施例通过铸造方式来获得高韧性高塑性蠕墨铸铁柴油机缸套，能大大提高耐磨性、抗拉强度、疲劳强度等性能，可满足更大功率且能减薄缸套壁厚，相比于传统工艺，本发明实施例通过采用蠕墨铸铁替代合金灰铸铁，在抗拉强度提高25％前提下，原材料成本下降20％，解决了现有基于合金灰铸铁的柴油机缸套存在无法在保证良好抗拉强度的同时降低生产成本的问题。而且，本发明实施例提供的制备方法简单，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明实施例属于柴油机缸套材料技术领域，具体为一种蠕墨铸铁基体材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的不断发展和生产工艺的日趋完善，柴油机作为一种常见设备，在诸多领域都得到了广泛应用。例如，目前市场上，通常要用到柴油发电机组来拖动同步发电机进行发电，不仅起动迅速、操作维修方便，而且投资少，应用十分广泛。

目前，现有技术通常采用合金灰铸铁作为柴油机缸套材料，但可以知晓的是，由于合金灰铸铁本身的材料性能存在不足，其中的片状石墨割裂基体严重，导致合金灰铸铁的强度和韧性会明显下降。而在实际的应用中，为了保证柴油机缸套的正常使用，通常要提高合金灰铸铁的抗拉强度，现有技术中一般是通过添加钼、镍、铜等合金元素的方式来提高抗拉强度。

但是上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通过添加钼、镍、铜等合金元素的方式虽然能提高合金灰铸铁的抗拉强度，但会大大增加生产成本，造成资源浪费。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种蠕墨铸铁基体材料，以解决上述背景技术中提出的现有基于合金灰铸铁的柴油机缸套存在无法在保证良好抗拉强度的同时降低生产成本的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种蠕墨铸铁基体材料，经过熔炼、浇注制得,所述蠕墨铸铁基体材料的化学成分按如下重量百分比计：碳为3.2％-4.0％，硅为1.4％-3.2％，锰:≤0.6％，磷:≤0.30％，硫:≤0.05％；Cr:≤0.30％，Cu为0.5％-1.3％，Sn:≤0.2％，Mg:≤0.05％，余量为Fe。

优选的，所述蠕墨铸铁基体材料的化学成分按如下重量百分比计：碳为3.5％-3.8％，硅为2.2％-2.7％，锰:≤0.6％，磷:≤0.30％，硫:≤0.05％；Cr:≤0.30％，Cu为0.6％-1.0％，Sn为0.05％-0.07％，Mg为0.006％-0.03％，余量为Fe。

优选的，所述蠕墨铸铁基体材料在浇注成型后，蠕墨含量≥80wt％，球墨含量≤20wt％，硬度是220-350HB，抗拉强度≥500Mpa。

本发明实施例的另一目的在于提供一种蠕墨铸铁基体材料的制备方法，所述的蠕墨铸铁基体材料的制备方法，包括以下步骤：

按所述蠕墨铸铁基体材料化学成分的比例要求称取铸造用生铁和低碳钢作为Fe源，同时称量合金材料作为除Fe源外的其他元素来源，再将以上原料依次投入中频感应电炉进行熔炼，控制铁水出炉温度为1450-1550℃，然后将铁水转运至浇注炉内并依次加入稀土硅铁镁合金蠕化剂和硅钡孕育剂进行蠕化处理和孕育处理，再采用冲包法进行浇注，冷却，得到所述蠕墨铸铁基体材料。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的蠕墨铸铁基体材料的制备方法制备得到的蠕墨铸铁基体材料。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的蠕墨铸铁基体材料在制备钢锭模、汽车发动机、排气管或柴油机中的应用。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：