CN113355495B - 一种调质蠕墨铸铁、蠕墨铸铁调质方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种调质蠕墨铸铁、蠕墨铸铁调质方法及其应用。该方法包括以下步骤：(1)奥氏体化处理：将蠕墨铸铁毛坯置于870～930℃的淬火炉中，保温至基体组织完全奥氏体化；(2)淬火处理：蠕墨铸铁毛坯出炉后快速浸入维持在70～85℃的淬火油中，冷却速率≤85℃/s，冷却至马氏体转变温度点以下，取出空冷至室温；(3)高温回火处理：将蠕墨铸铁毛坯放入550～650℃的回火炉中，保温1～4小时，最后将蠕墨铸铁毛坯空冷至室温，得到调质蠕墨铸铁。本发明开发了适合蠕墨铸铁的调质工艺，避免了淬火开裂，调质蠕墨铸铁金相组织以细小的索氏体组织为主，可以有效阻止热疲劳裂纹的扩展，且残余应力最小，有利于延长蠕墨铸铁零部件使用寿命。

Description

一种调质蠕墨铸铁、蠕墨铸铁调质方法及其应用
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造领域，特别涉及一种调质蠕墨铸铁、蠕墨铸铁调质方法及其应用。
背景技术
蠕墨铸铁的石墨形态介于球状石墨和片状石墨之间，由碳当量较高的铁水用稀土合金、稀土钙合金或同时使用球化元素镁与防球化元素Al、Ti等进行处理得到，化学成分通常含C 2.5～4.0％，Si 1.0～3.0％，Mn 0.2～1.0％，P 0.01～0.1％，S 0.01～0.03％，RE0.04～0.06％，硬度为HB150～250，拉伸强度为350～500MPa，热传导系数为3～50W/mK。与灰铸铁相比，蠕墨铸铁导热性略差，但强度高很多；与高强度的球墨铸铁相比，蠕墨铸铁的铸造性能良好。因此，蠕墨铸铁是替代灰铸铁制备高功率柴油发动机缸盖的不错选择。
作为发动机缸盖材料，蠕墨铸铁相对于灰铸铁，可以有效提高发动机缸盖的可靠性，满足更高爆压的发动机设计要求。但相对于经过热处理强化的合金铸铁缸盖，其强度优势并不明显，且导热性相对较差，抗热疲劳性能降低的缺点就完全暴露了出来。因此，需要更高强度的蠕墨铸铁来充分发挥蠕墨铸铁材料的优势，满足更高负荷的发动机设计需求，同时为缸盖轻量化设计提供合适的材料技术支持。
调质处理是指钢在淬火后随之进行高温回火的热处理工艺，目的在于提高钢的塑性和韧性，使塑性和韧性相匹配，得到最佳综合力学性能，也可用于球墨铸铁制做的零件，但未见报道用于改善蠕墨铸铁的力学性能。
发明内容
本发明采用调质处理工艺对蠕墨铸铁毛坯进行热处理，得到加工性能、导热性能和耐热性能都较好的蠕墨铸铁毛坯，对蠕墨铸铁毛坯进行机加工，得到高导热性、高抗拉强度、高耐热疲劳性的蠕墨铸铁缸盖。
本发明提供的技术方案如下：
第一方面，提供一种蠕墨铸铁调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将蠕墨铸铁毛坯置于870～930℃的淬火炉中，保温至基体组织完全奥氏体化；
(2)淬火处理：蠕墨铸铁毛坯出炉后快速浸入维持在70～85℃的淬火油中，冷却速率≤85℃/s，冷却至马氏体转变温度点以下，取出空冷至室温；
(3)高温回火处理：将蠕墨铸铁毛坯放入550～650℃的回火炉中，保温1～4小时，最后将蠕墨铸铁毛坯空冷至室温，得到调质蠕墨铸铁。
优选地，淬火处理中冷却速率为70～85℃/s。
在上述技术方案的基础上，蠕墨铸铁为RuT350或RuT450。
在上述技术方案的基础上，蠕墨铸铁的蠕化率≥80％。
在上述技术方案的基础上，RuT350的珠光体含量为20～30％。
在上述技术方案的基础上，RuT450的珠光体含量为75～90％。
在上述技术方案的基础上，淬火炉采用多用箱式炉或连续炉，奥氏体化处理时，蠕墨铸铁毛坯置于炉腔中间。
在上述技术方案的基础上，空冷至室温的过程中，将蠕墨铸铁毛坯上下翻转多次，以除去淬火油。
第二方面，提供一种由上述蠕墨铸铁调质方法制备得到的调质蠕墨铸铁，调质蠕墨铸铁能保持蠕墨铸铁导热性能，基体组织由铸态的珠光体转变为细致的索氏体，有效提高了基体强度和抗热疲劳性能，从而延长了蠕墨铸铁的使用寿命。
第三方面，提供一种上述蠕墨铸铁调质方法或上述调质蠕墨铸铁在制备汽车零部件中的应用。优选地，调质RuT450在制备发动机缸盖中的应用，调质RuT450缸盖的抗拉强度为500～550MPa，硬度为210～250HB，热疲劳寿命可达1200次，适用于高负荷、高爆压、高效率的柴油发动机。
本发明的有益效果为：
(1)本发明开发了合理的调质(淬火+回火)工艺，避免了蠕墨铸铁在淬火过程中开裂，使蠕墨铸铁的基体组织由原来的珠光体转变为晶粒细小、均匀的索氏体组织(含量大于95％)，可以有效阻止热疲劳裂纹的扩展，克服了人们的技术偏见。
(2)铸态RuT350缸盖的抗拉强度为300MPa～350MPa，本发明采用调质工艺(淬火+回火)对RuT350缸盖毛坯进行强化处理，得到的调质RuT350缸盖的强度提高到390MPa以上，且相对铸态RuT350缸盖残余应力大大降低，同时抗热疲劳性能也得到了进一步提高。
(3)铸态RuT450缸盖的抗拉强度为400MPa～450MPa，本发明采用调质工艺(淬火+回火)对RuT450缸盖毛坯进行强化处理，得到的调质RuT450缸盖的强度提高到500MPa以上，且相对铸态RuT450缸盖残余应力大大降低，同时抗热疲劳性能也得到了进一步提高，适合制备高负荷、高爆压、高效率的柴油发动机的缸盖。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的铸态RuT350缸盖的金相组织照片。
图2为本发明实施例1提供的调质RuT350缸盖的金相组织照片。
图3为本发明实施例11提供的铸态RuT450缸盖的金相组织照片(100倍)。
图4为本发明实施例11提供的RuT450缸盖毛坯淬火之后的金相组织照片(500倍)。
图5为本发明实施例11提供的调质RuT450缸盖的金相组织照片(500倍)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案如下：
(1)选材：选取用于铸造珠光体基体蠕墨铸铁的材料。
(2)砂型铸造：将步骤(1)选取的材料铸造成蠕墨铸铁毛坯，保证所得蠕墨铸铁毛坯蠕化率≥70％，RuT350毛坯基体珠光体含量为20～30％，RuT450毛坯基体珠光体含量为75～90％；
(3)调质处理：
处理过程：淬火炉升温——到温后毛坯入炉——再次到温后保温——出炉同时油淬火——高温回火。具体实施过程如下：
1.将淬火炉加热到设定温度(890～930℃之间某一温度)，之后将蠕墨铸铁毛坯放入淬火炉加热；淬火炉采用多用箱式炉或连续炉，蠕墨铸铁毛坯应置于炉腔中间，以保证加热均匀，降低热应力水平，减小变形避免开裂；
2.蠕墨铸铁毛坯入炉后，加热至炉内温度重新到达设定温度后，开始计算保温时间；保温温度890～930℃之间，保温时间1～2.5h；
3.之后将蠕墨铸铁毛坯从淬火炉中取出，立即放入淬火油中进行淬火处理，为了避免淬火裂纹，应采用最大冷却速度小于85℃/s的淬火油进行淬火，同时应严格控制淬火油温度在70～85℃之间；
4.高温回火处理：将淬火之后的蠕墨铸铁毛坯放入回火炉中，在550℃～650℃下保温1～4h，出炉后空冷至室温。
5.机加工：进行粗加工及精加工，加工出合格的汽车零部件。
如无特殊说明，本发明实施例中对发动机缸盖的冷热疲劳寿命测试均采用中国专利文献202110198493.4记载的一种发动机缸盖单品热疲劳试验方法及装置测试发动机缸盖底板的冷热疲劳寿命：将发动机缸盖接入感应加热系统，发动机缸采用感应加热方式加热发动机缸盖至360℃，然后停止加热，鼓风机吹风冷却发动机缸盖温度至120℃，然后再次启动电源加热发动机缸盖至360℃，如此循环，每循环100次检查发动机缸盖是否存在裂纹，待裂纹扩展至0.8cm以上判断发动机缸盖失效，循环次数为疲劳寿命值。
以下实施例以RuT350、RuT450铸造的缸盖毛坯为处理对象，来阐述本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至870℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温3小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为336MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为417MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲寿命为800次。
实施例2
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至910℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温3小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为335MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为428MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织细化，基体中的石墨形态在调质前后没有变化，调质RuT350缸盖基体中以细小的索氏体为主，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳性能寿命为850次。
实施例3
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为335MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为441MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲寿命为880次。
实施例4
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到600℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为336MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为458MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为750次。
实施例5
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到550℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为336MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为469MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为900次。
实施例6
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在60℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为335MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为438MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，由于气道薄壁处有微裂纹没有进行热疲劳试验。
实施例7
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至850℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为336MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为469MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为700次。
实施例8
本实施例提供一种RuT350缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在90℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到550℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT350缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT350缸盖。
本实施例制备的铸态RuT350缸盖的抗拉强度为336MPa，本实施例制备的调质RuT350缸盖的抗拉强度为469MPa。铸态RuT350缸盖基体金相组织为20～30％珠光体+铁素体+蠕虫状石墨，调质RuT350缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，石墨形态在调质前后没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为750次。
实施例9
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至890℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的蠕铁缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为523MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为900次。
实施例10
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT350铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至910℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的蠕铁缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为538MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为950次。
实施例11
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT450铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的蠕铁缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为543MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为950次。
实施例12
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT450铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的蠕铁缸盖毛坯放入已经加热到600℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为562MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为1000次。
实施例13
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT450铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的蠕铁缸盖毛坯放入已经加热到550℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为566MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为1000次。
实施例14
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT450铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至930℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在60℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的缸盖毛坯放入已经加热到650℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为558MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，由于气道薄壁处有微裂纹没有进行热疲劳试验。
实施例15
本实施例提供一种RuT450缸盖毛坯调质方法，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将RuT450铸造成的缸盖毛坯放入淬火炉中加热至950℃，保温1.5h，缸盖毛坯即完全奥氏体化。
(2)淬火处理：缸盖毛坯出炉后快速转移至淬火油槽中进行淬火处理，油温控制在80℃，入油8分钟之后取出，静置约40min，静置期间经过3次翻转，以除油。
(3)高温回火处理：将淬火处理之后的蠕铁缸盖毛坯放入已经加热到550℃的回火炉中，保温2小时，之后取出，空冷到室温。
(4)机加工：按照成品图纸尺寸要求将步骤(3)处理过的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即调质RuT450缸盖；将本实施例采用的未经调质处理的缸盖毛坯加工成成品缸盖，即铸态RuT450缸盖。
本实施例制备的铸态RuT450缸盖的抗拉强度为437MPa，本实施例制备的调质RuT450缸盖的抗拉强度为562MPa。调质RuT450缸盖基体金相组织以细小的索氏体为主，调质前后石墨形态没有变化，热疲劳单品试验测试结果表明其抗热疲劳寿命为950次。
以上实施例中铸态RuT350缸盖的残余应力均为50～150MPa，硬度为170～210HB，抗拉强度为280～350MPa，冷热疲劳寿命为200次左右；铸态RuT450缸盖的残余应力均为50～150MPa，硬度为170～210HB，抗拉强度为380～450MPa，冷热疲劳寿命为300次左右。调质RuT350缸盖的残余应力为10～50MPa，硬度为210～250HB，抗拉强度为400～450MPa，冷热疲劳寿命为1000次左右；调质RuT450缸盖的残余应力为10～50MPa，硬度为210～250HB，抗拉强度为500～550MPa，冷热疲劳寿命为1200次左右。
表1各实施例的热处理参数及成品缸盖性能
Figure BDA0003093334060000131
Figure BDA0003093334060000141
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种蠕墨铸铁调质方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)奥氏体化处理：将蠕墨铸铁毛坯置于870～930℃的淬火炉中，保温至基体组织完全奥氏体化；所述蠕墨铸铁为RuT350或RuT450；
(2)淬火处理：蠕墨铸铁毛坯出炉后快速浸入维持在70～85℃的淬火油中，冷却速率≤85℃/s，冷却至马氏体转变温度点以下，取出空冷至室温；
(3)高温回火处理：将蠕墨铸铁毛坯放入550～650℃的回火炉中，保温1～4小时，最后将蠕墨铸铁毛坯空冷至室温，得到调质蠕墨铸铁。
2.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁调质方法，其特征在于：淬火处理中冷却速率为70～85℃/s。
3.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁调质方法，其特征在于：所述RuT350的蠕化率≥80％，珠光体含量为20～30％。
4.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁调质方法，其特征在于：所述RuT450的蠕化率≥80％，珠光体含量为75～90％。
5.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁调质方法，其特征在于：淬火炉采用多用箱式炉或连续炉，奥氏体化处理时，蠕墨铸铁毛坯置于炉腔中间。
6.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁调质方法，其特征在于：空冷至室温的过程中，将蠕墨铸铁毛坯上下翻转多次，以除去淬火油。
7.一种调质蠕墨铸铁，其特征在于：由权利要求1～6任一项所述的蠕墨铸铁调质方法制备得到。
8.权利要求7所述的调质蠕墨铸铁在制备汽车零部件中的应用。
9.根据权利要求8所述的调质蠕墨铸铁在制备汽车零部件中的应用，其特征在于：所述汽车零部件为发动机缸盖。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2428821C3 (de) * 1974-06-14 1985-11-14 Goetze Ag, 5093 Burscheid Verschleißfeste Gußeisenlegierung mit lamellarer bis knötchenförmiger Graphitausscheidung
JPS5980714A (ja) * 1982-10-30 1984-05-10 Mazda Motor Corp 高靭性、高耐摩耗性を有する鋳鉄部品の製造法
JPS6465244A (en) * 1987-09-04 1989-03-10 Hitachi Ltd High chromium cast iron composite roll
JPH01147018A (ja) * 1987-12-02 1989-06-08 Fuji Heavy Ind Ltd 鋳鉄の高周波焼入れ方法
CN103451510B (zh) * 2013-08-21 2015-08-12 石家庄金刚凯源动力科技有限公司 蠕墨铸铁活塞环的制造方法
CN103993216A (zh) * 2014-05-26 2014-08-20 广东美芝精密制造有限公司 压缩机泵体用活塞及其制备方法以及压缩机和制冷设备
CN105648182A (zh) * 2014-12-05 2016-06-08 青岛泰威机床有限公司 传动盘热处理加工工艺
CN107779735A (zh) * 2016-08-29 2018-03-09 扬州扬子江宝云缸套有限公司 一种高强度蠕墨铸铁缸套的制备方法

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