貝氏體-馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵的制備方法，它涉及一種汽車齒輪球墨鑄鐵的制備方法，本發明專利技術是要解決現有的汽車發動機齒輪材料20CrMnTi，其制備工藝復雜、成本高，且易產生疲勞裂紋的技術問題，制備方法如下：一、熔煉鐵液；二、球化及孕育處理；三、等溫淬火；四、高頻表面淬火；五、回火熱處理。本發明專利技術得到的貝氏體-馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵，表面硬度為55～65HRC，抗拉強度為1100～1120MPa，沖擊值為85～100J，旋轉彎曲疲勞強度為560～600MPa，成本低于20CrMnTi20%，制備工藝操作簡單，可取代低合金鋼20CrMnTi應用于汽車發動機齒輪制備領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種汽車齒輪球墨鑄鐵的制備方法。
技術介紹
等溫淬火球墨鑄鐵是近年來國內外一直關注和深入研究的一種應用面越來越廣的新型材料。它具有優異的力學性能，如高的韌性、抗拉強度、斷裂韌性和疲勞強度，以及優于鋼的耐磨性和減震降噪性能等。在市場經濟競爭激烈的環境下，高性能、低成本的材料正是人們最求的目標，而等溫淬火球墨鑄鐵就是這種材料之一。近年來在汽車領域，等溫淬火球墨鑄鐵被用來替代鍛鋼或鑄鋼生產汽車零部件，可減重1(Γ30%，降低成本15 30%，并可從源頭上降低汽車噪音，減輕廢氣排放，提高驅動比。 然而等溫淬火球墨鑄鐵即基體組織為貝氏體的球墨鑄鐵，難以同時獲得高強度、高硬度和高的韌性和塑性。對于要求高強度、高韌性并兼具高耐磨性的應用場合就不能滿足，比如汽車發動機的硬質齒輪，要求表面硬度大于55HRC，同時心部的基體也要有很高的韌性和強度。國內汽車發動機齒輪的材質多為20CrMnTi，其制備工藝復雜、成本高，近年來人們逐漸發現其有一個最大的缺點，就是該鋼的基體組織中常有大顆粒多棱角的TiN存在，其在正常的熱處理條件下難以溶于奧氏體中，而成為疲勞裂紋來源，危害和后果相當嚴重。
技術實現思路
本專利技術是為解決現有的汽車發動機齒輪材料20CrMnTi，其制備工藝復雜、成本高，且易產生疲勞裂紋的技術問題，而提供一種。本專利技術的按以下步驟進行一、熔煉鐵液先按質量份數稱取60 65份QlO生鐵、25 30份球鐵回爐料和1(Γ 5份廢鋼，然后按鎳板的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為(I. 5^2. O) 100,按電解銅的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為(O. 6^1. O) :100，按鑰鐵的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為(O. 3^0. 6) :100，稱取鎳板、電解銅和鑰鐵，然后將稱取的QlO生鐵、球鐵回爐料、廢鋼、鎳板、電解銅和鑰鐵加入到中頻爐中，升溫至溫度為150(Tl550°C，靜置2 4min，出爐，得到鐵液；二、球化及孕育處理首先按球化劑的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為(I. 5^1. 7) :100，再按硅鐵孕育劑的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為(O. 7~0· 9) :100、硅鋇孕育劑的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為(O. 08、. 15) :100,稱取球化劑、娃鐵孕育劑和娃鋇孕育劑,然后將稱取的球化劑放于燒注包的堤壩一側，將稱取的硅鋇孕育劑均勻覆蓋在球化劑上，在溫度為142(T1450°C的條件下，保溫O. 4^0. 6min完成球化及孕育，再將步驟一的鐵液在澆注溫度為134(Tl390°C的條件下，進行澆注，澆注過程中隨流加入稱取的硅鋇孕育劑，得到鑄態球墨鑄鐵；三、等溫淬火將步驟二得到的鑄態球墨鑄鐵裝入熱處理爐中，將爐溫升溫至溫度為87(T900°C，保溫I. 5 2h，然后在5s內將其移入溫度為33(T350°C的硝酸鉀和硝酸鈉的混合鹽浴中，保溫廣I. 5h，再取出放入清水中漂洗去鹽潰，得到基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵；四、高頻表面淬火將步驟三獲得的基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵，以升溫速率為19(T210°C /s，升溫至溫度為87(T900°C，然后取出空冷，再以升溫速率為19(T210°C /s,加熱至溫度為87(T900°C，然后在5s內將其轉移至質量濃度為4°/Γ6%的NaCl溶液中進行淬火，最后用清水洗凈，得到表面組織為馬氏體、內部組織為上貝氏體的的球墨鑄鐵；五、回火熱處理將步驟四得到的表面組織為馬氏體、內部組織為上貝氏體的的球墨鑄鐵放入箱式爐中，升溫至18(T220°C，保溫I. 5^2h,然后爐冷至室溫，得到貝氏體-馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵。本專利技術的有益效果 本專利技術的方法在制得鑄態球墨鑄鐵后，首先通過等溫淬火獲得內部基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵，然后通過二步法對其進行高頻表面淬火，淬火深度為I. 5^3毫米，獲得表面基體組織為馬氏體的球墨鑄鐵，表面硬度為55 65HRC，抗拉強度為110(Tll20MPa，沖擊值為85 100J，表面硬度高、強度高、韌性以及抗磨性好，旋轉彎曲疲勞強度為56(T600MPa，其旋轉彎曲疲勞強度高于低合金鋼20CrMnTi的旋轉彎曲疲勞強度，綜合力學性能優異，且內部組織和表面組織分布均勻、致密，沒有類似于TiN的不容質點存在，同時制備成本低于20CrMnTi的20%左右，技術工藝重現性好，制備工藝簡單，可取代低合金鋼20CrMnTi應用于汽車發動機齒輪制備領域。附圖說明圖I為實施例I制備的貝氏體-馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵表面基體組織的金相顯微鏡照片；圖2為實施例I制備的貝氏體-馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵內部基體組織的金相顯微鏡照片；圖3為實施例I制備的貝氏體-馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵球化級別的金相顯微鏡照片。具體實施例方式本專利技術技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式的按以下步驟進行一、熔煉鐵液先按質量份數稱取60 65份QlO生鐵、25 30份球鐵回爐料和1(Γ 5份廢鋼，然后按鎳板的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為(I. 5^2. O) 100,按電解銅的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為(O. 6^1. O) :100，按鑰鐵的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為(O. 3^0. 6) :100，稱取鎳板、電解銅和鑰鐵，然后將稱取的QlO生鐵、球鐵回爐料、廢鋼、鎳板、電解銅和鑰鐵加入到中頻爐中，升溫至溫度為150(Tl550°C，靜置2 4min，出爐，得到鐵液；二、球化及孕育處理首先按球化劑的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為(I. 5^1. 7) :100，再按硅鐵孕育劑的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為(O. 7~0· 9) :100、硅鋇孕育劑的質量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為(O. 08、. 15) :100,稱取球化劑、娃鐵孕育劑和娃鋇孕育劑,然后將稱取的球化劑放于燒注包的堤壩一側，將稱取的硅鋇孕育劑均勻覆蓋在球化劑上，在溫度為142(T1450°C的條件下，保溫O. 4^0. 6min完成球化及孕育，再將步驟一的鐵液在澆注溫度為134(Tl390°C的條件下，進行澆注，澆注過程中隨流加入稱取的硅鋇孕育劑，得到鑄態球墨鑄鐵；三、等溫淬火將步驟二得到的鑄態球墨鑄鐵裝入熱處理爐中，將爐溫升溫至溫度為87(T900°C，保溫I. 5 2h，然后在5s內將其移入溫度為33(T350°C的硝酸鉀和硝酸鈉的混合鹽浴中，保溫廣I. 5h，再取出放入清水中漂洗去鹽潰，得到基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵；四、高頻表面淬火將步驟三獲得的基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵，以升溫速率·為19(T210°C /s，升溫至溫度為87(T900°C，然后取出空冷，再以升溫速率為19(T210°C /s,加熱至溫度為87(T900°C，然后在5s內將其轉移至質量濃度為4°/Γ6%的NaCl溶液中進行淬火，最后用清水洗凈，得到表面組織為馬氏體、內部組織為上貝氏體的的球墨鑄鐵；五、回火熱處理將步驟四得到的表面組織為馬氏體、內部組織為上貝本文檔來自技高網...
【技術保護點】
貝氏體？馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于該制備方法按以下步驟進行：一、熔煉鐵液：先按質量份數稱取60~65份Q10生鐵、25~30份球鐵回爐料和10~15份廢鋼，然后按鎳板的質量與Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為（1.5~2.0）：100，按電解銅的質量與Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為（0.6~1.0）：100，按鉬鐵的質量與Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼總質量之比為（0.3~0.6）：100，稱取鎳板、電解銅和鉬鐵，然后將稱取的Q10生鐵、球鐵回爐料、廢鋼、鎳板、電解銅和鉬鐵加入到中頻爐中，升溫至溫度為1500~1550℃，靜置2~4min，出爐，得到鐵液；二、球化及孕育處理：首先按球化劑的質量與Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為（1.5~1.7）：100，再按硅鐵孕育劑的質量與Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為（0.7~0.9）：100、硅鋇孕育劑的質量與Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質量之比為（0.08~0.15）：100，稱取球化劑、硅鐵孕育劑和硅鋇孕育劑，然后將稱取的球化劑放于澆注包的堤壩一側，將稱取的硅鋇孕育劑均勻覆蓋在球化劑上，在溫度為1420~1450℃的條件下，保溫0.4~0.6min完成球化及孕育，再將步驟一的鐵液在澆注溫度為1340~1390℃的條件下，進行澆注，澆注過程中隨流加入稱取的硅鋇孕育劑，得到鑄態球墨鑄鐵；三、等溫淬火：將步驟二得到的鑄態球墨鑄鐵裝入熱處理爐中，將爐溫升溫至溫度為870~900℃，保溫1.5~2h，然后在5s內將其移入溫度為330~350℃的硝酸鉀和硝酸鈉的混合鹽浴中，保溫1~1.5h，再取出放入清水中漂洗去鹽漬，得到基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵；四、高頻表面淬火：將步驟三獲得的基體組織為上貝氏體的球墨鑄鐵，以升溫速率為190~210℃/s，升溫至溫度為870~900℃，然后取出空冷，再以升溫速率為190~210℃/s，加熱至溫度為870~900℃，然后在5s內將其轉移至質量濃度為4%~6%的NaCl溶液中進行淬火，最后用清水洗凈，得到表面組織為馬氏體、內部組織為上貝氏體的的球墨鑄鐵；五、回火熱處理：將步驟四得到的表面組織為馬氏體、內部組織為上貝氏體的的球墨鑄鐵放入箱式爐中，升溫至180~220℃，保溫1.5~2h，然后爐冷至室溫，得到貝氏體？馬氏體汽車齒輪球墨鑄鐵。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：鮑玉龍，王彬，
申請(專利權)人：齊齊哈爾市精鑄良鑄造有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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