本發(fā)明涉及一種汽車后橋殼用高強(qiáng)度球墨鑄鐵件及其制備方法，屬于球墨鑄鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車的誕生已經(jīng)有百年的歷史，發(fā)展迅速，目前已成為世界上最主要的交通工具和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的重要驅(qū)動(dòng)力，也是人們生活不可或缺的重要組成部分。鑄件是汽車產(chǎn)品零部件的重要構(gòu)成之一，鑄件產(chǎn)品在汽車零部件上的應(yīng)用占有重要地位。汽車用鑄件的主要特點(diǎn)是形狀復(fù)雜、壁厚較薄、尺寸精度高、生產(chǎn)批量大、要求可靠性非常高等。汽車要盡可能低減輕自身重量，就要求鑄件既要輕，還要有很高的強(qiáng)度。過去許多汽車零部件用的材質(zhì)是灰鑄鐵，如今大都改為球墨鑄鐵件。
汽車后橋殼是汽車的重要組成部分，它與主減速器、差速器和車輪傳動(dòng)裝置組成驅(qū)動(dòng)橋。汽車后橋殼是汽車上重要的承載件和傳力件，不僅支承汽車重量，將載荷傳遞給車輪，而且還承受由驅(qū)動(dòng)車輪傳遞過來的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力、垂向力的反力以及反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架或車身。在汽車行駛過程中，由于道路條件的千變?nèi)f化，橋殼受到車輪與地面間產(chǎn)生的沖擊載荷的影響，可能引起橋殼變形或折斷。因此，這就要求用于汽車后橋殼的球墨鑄鐵件具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車后橋殼用高強(qiáng)度球墨鑄鐵件及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種汽車后橋殼用高強(qiáng)度球墨鑄鐵件，其各化學(xué)組分的重量百分比為：C 3.7-4.2%、Si 2.6-3.0%、Mn 0.6-0.9%、Cu 0.4-0.7%、Ti 0.5-0.8%、Zr0.3-0.5%、Nb0.15-0.25%、Nd0.05-0.1%、Tb0.04-0.08%、P≤0.04%、S≤0.02%，余量為Fe。
一種汽車后橋殼用高強(qiáng)度球墨鑄鐵件的制備方法，包括以下步驟：
（1）稱取生鐵、錳鐵、鈦鐵、廢鋼、電解銅、回爐料等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1470-1530℃，待爐料全部熔化后，取樣分析并調(diào)整鐵液成分，達(dá)到要求后升溫至1450-1490℃，在功率為350-450W，轉(zhuǎn)速為800-1200r/min的條件下磁力攪拌14-18min，靜置30-40min，出爐；
（2）鐵液出爐前，先在球化包一側(cè)包壩的底部凹坑內(nèi)加入相當(dāng)于鐵液質(zhì)量1.3-1.7%的稀土鋇鈣鎂硅鐵球化劑，在球化劑上覆蓋相當(dāng)于鐵液質(zhì)量0.5-0.8%的硅鋯孕育劑，然后在孕育劑表面均勻撒上一層潔凈、干燥、無銹的球鐵屑并搗實(shí)，鐵液出爐時(shí)，將鐵液通過蓋包小孔流入球化包內(nèi)進(jìn)行球化和孕育處理，溫度控制在1430-1480℃，待球化反應(yīng)完畢后，立即在鐵液表面撒集膨脹珍珠巖粉，在功率為600-700W，頻率為20-30kHz的條件下超聲震蕩25-35mim，并扒凈鐵液表面的浮渣，靜置25-30min，然后取樣制取三角試塊分析，檢測球化合格后即可進(jìn)行澆注；
（3）澆注前，將球化包及提包烘烤至830-870℃，澆注溫度控制在1410-1440℃，澆注速度控制在0.4-0.7kg/s；
（4）對澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理：先以60-80℃/h的速率升溫至720-770℃，保溫2-3h，再以20-40℃/h的速率降溫至410-460℃，保溫3-4h，再以40-60℃/h的速率升溫至960-990℃，保溫1-2h；然后投入200-250℃熔鹽中冷卻淬火，冷卻25-40s；最后在功率為300-600W的條件下微波加熱2-5h，再在功率為700-1000W的條件下微波加熱1-3h，出爐空冷即可。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明由于Ti、Zr、Nb、Nd、Tb等元素的加入，尤其Zr、Nd、Tb三種元素的加入，使得本發(fā)明制得的球墨鑄鐵件的強(qiáng)度高于普通球墨鑄鐵件，抗拉強(qiáng)度≥950Mpa，屈服強(qiáng)度≥820Mpa，適用于汽車后橋殼，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
一種汽車后橋殼用高強(qiáng)度球墨鑄鐵件，其各化學(xué)組分的重量百分比為：C 3.7-4.2%、Si 2.6-3.0%、Mn 0.6-0.9%、Cu 0.4-0.7%、Ti 0.5-0.8%、Zr0.3-0.5%、Nb0.15-0.25%、Nd0.05-0.1%、Tb0.04-0.08%、P≤0.04%、S≤0.02%，余量為Fe。
一種汽車后橋殼用高強(qiáng)度球墨鑄鐵件的制備方法，包括以下步驟：
（1）稱取生鐵、錳鐵、鈦鐵、廢鋼、電解銅、回爐料等爐料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1510℃，待爐料全部熔化后，取樣分析并調(diào)整鐵液成分，達(dá)到要求后升溫至1480℃，在功率為400W，轉(zhuǎn)速為1000r/min的條件下磁力攪拌16min，靜置35min，出爐；
（2）鐵液出爐前，先在球化包一側(cè)包壩的底部凹坑內(nèi)加入相當(dāng)于鐵液質(zhì)量1.5%的稀土鋇鈣鎂硅鐵球化劑，在球化劑上覆蓋相當(dāng)于鐵液質(zhì)量0.7%的硅鋯孕育劑，然后在孕育劑表面均勻撒上一層潔凈、干燥、無銹的球鐵屑并搗實(shí)，鐵液出爐時(shí)，將鐵液通過蓋包小孔流入球化包內(nèi)進(jìn)行球化和孕育處理，溫度控制在1460℃，待球化反應(yīng)完畢后，立即在鐵液表面撒集膨脹珍珠巖粉，在功率為650W，頻率為25kHz的條件下超聲震蕩30mim，并扒凈鐵液表面的浮渣，靜置28min，然后取樣制取三角試塊分析，檢測球化合格后即可進(jìn)行澆注；
（3）澆注前，將球化包及提包烘烤至850℃，澆注溫度控制在1430℃，澆注速度控制在0.5kg/s；
（4）對澆注成型的鑄件進(jìn)行熱處理：先以70℃/h的速率升溫至750℃，保溫2.5h，再以30℃/h的速率降溫至440℃，保溫3h，再以50℃/h的速率升溫至970℃，保溫1.5h；然后投入220℃熔鹽中冷卻淬火，冷卻30s；最后在功率為450W的條件下微波加熱3h，再在功率為900W的條件下微波加熱2h，出爐空冷即可。
經(jīng)檢驗(yàn)，其力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度1063Mpa，屈服強(qiáng)度951Mpa，伸長率13.1%。