0.38％，c 2.92-3.35％，si2.92-3.35％，mn0.09-0.38％，p≤0.04％，s≤0.02％。7.为了解决上述技术问题，本发明的目的之二在于提供了一种铁素体球墨铸铁铸件，铸件采用上述技术方案的铁素体球墨铸铁材料浇注而成，且铁素体球墨铸铁铸件的心部为铁素体组织，铁素体球墨铸铁的表面组织为马氏体。8.作为优选方案，铸件为压铸机模板。9.为了解决上述技术问题，本发明目的之三提供一种铁素体球墨铸铁的制备方法：包括以下步骤：10.s0：制备球墨铸铁11.准备铁料51-94份，增碳剂0.1-0.4份，铜0.1-0.4份，球化剂1.0-1.2份，孕育剂0.4-0.7份，随流孕育剂0.05-0.25份；把铁料、增碳剂、铜熔化，加入球化剂和孕育剂，得到铁水混合物，即为熔化状态下的球墨铸铁材料；12.s1：铸件浇注13.将铁水混合物浇注到模具中，浇注时加入随流孕育剂，得到待冷却铸件；14.s2：铸件冷却15.在模具外表面采用冷铁工艺冷却待冷却铸件，冷却时间从共析温度开始，直到下降至开箱温度后结束，得到冷却铸件；16.s3：激光淬火17.采用激光在冷却铸件表面进行淬火处理，使铸件心部为铁素体组织，表面形成马氏体组织，从而得到球墨铸铁铸件，激光淬火参数为：功率1500-2500w，进给速度150-250mm/min。18.铁料其中包括生铁、硅铁、废钢和回炉材料等。这些原料的比例和选择会直接影响到最终的铁素体球墨铸铁的化学成分和机械性能。19.阶段性冷铁冷却是铁素体球墨铸铁制备过程中的重要环节。在铸造过程中，当铁水冷却到一定温度时，需要进行冷铁冷却，以提高铸件的珠光体。这个过程是通过将高温铁水和周围的空气接触来降低温度，从而提高组织中的珠光体。如果没有进行冷铁冷却，铸件中的珠光体较低，这会导致铸件的力学性能下降，同时也会影响后续的激光淬火工艺。20.激光淬火是现代铸造工艺中应用广泛的一种工艺。通过将激光束集中在铸件的表面区域上，使其迅速升温并迅速冷却，从而形成高硬度和高强度的表面层，提高铸件的耐磨性和耐腐蚀性。本技术的激光淬火的表层淬火深度控制在几百微米到几毫米之间，取决于激光功率、进给速度和材料的热传导性能等因素。从而控制马氏体的含量和材料内部的应力和变形情况。在铁素体球墨铸铁中，由于球墨铸铁具有较高的热导率和热容量，因此需要通过合理的激光淬火工艺参数来控制铸件的温度变化和热应力，以避免铸件在淬火过程中出现裂纹、变形等不良现象。21.上述技术方案中，铸铁原料、阶段性冷铁工艺和激光淬火工艺参数的选取这三者的结合对于制备出高硬度、强度和延长率的铁素体球墨铸铁非常关键，三者缺一不可。只有在三者结合得当的情况下，才能保证铸件满足上述的要求，具有优良的机械性能和质量。22.作为优选方案，铁料包括生铁50-90份，废钢0-30份，回炉材0-40份，硅铁1-4份。23.硅铁是铸铁制备中常用的合金添加剂，可以改善铸铁的流动性和机械性能。而废钢、回炉材的回收和利用对环境保护和资源节约具有重要意义，可以将废钢加工成适用于铸造的原料，实现废钢资源的再利用，降低废钢的排放和环境污染。在铸造工艺中，原料之间的结合和组织结构的设计也需要考虑材料的流动性、凝固行为和热力学特性等因素。作为优选方案，铁料包括生铁50-90份，废钢0-30份，回炉材0-40份，硅铁1-4份。24.作为优选方案，制备过程控制元素组成：mn0.09-0.38wt％，p≤0.04wt％，s≤0.02wt％。其中，控制元素组成可以通过原料控制、熔炼控制等方式控制。25.作为优选方案，在s2中，浇注温度为1320-1340℃。将浇注温度控制在1320-1340℃范围内，可以保证铸铁液体保持在熔融状态，不会出现凝固不完全的问题。同时，选择这个范围内的温度，也能够避免在铸造过程中产生过多的气泡和夹杂物等缺陷，从而得到更加完美的铸件。因此，选择浇注温度为1320-1340℃，可以在保证铸铁液体流动性、铸件表面硬度和耐磨性的同时，保证铸件内部的延展性和韧性。26.作为优选方案，在s3中，采用通风冷铁冷却。27.作为优选方案，在s3中，共析温度选取为727℃。共析温度是指铸铁在凝固过程中固态相和液态相同时的温度。在铸铁冶炼过程中，共析温度的选择会影响铸铁的组织结构和性能，特别是对于铁心的延展性和韧性有着重要的影响。727℃作为共析温度的选择，是发明人基于对铸铁组织和性能的理论和大量实验研究得出的。在这个温度下，具有球状的石墨颗粒在铸铁中形成良好的连续性，从而提高铸铁的韧性和延展性，还可以使得球墨铸铁具有较高的强度和硬度，尤其是表面强硬度较高，可以满足一定的使用需求。28.作为优选方案，在s1中，球化剂为重稀土球化剂。在球化剂中，重稀土元素(如镧、铈、镨等)具有较高的亲和力和亲和力，因此它们更容易与铁原子结合并形成稳定的化合物。这些稀土元素的存在可以显著提高铸铁的强度和硬度，同时保持其高延展性。29.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：30.(1)本发明制备的铁素体球墨铸铁铸件只有表层组织改变，心部仍保持原基体组织，附铸及本体仍保持铁素体球墨铸铁的高性能，其抗拉强度达到450mpa以上、硬度达到150hbw以上，而且具有15％以上的高延长率；31.(2)本发明技术方案的阶段性通风冷却和表面激光淬火可以促进铸铁的晶粒细化和均匀化，并优化其微观组织结构。这种优化可以使铸铁的机械性能更加稳定，并且在使用中不易产生裂纹和变形等问题，使得制备的铁素体球墨铸铁铸件提高了表面硬度，增强了模面抗疲劳性能，提高模板质量，延长压铸机使用寿命；32.(3)经过阶段性通风冷却和表面激光淬火后的铸铁，其表面硬度和内部韧性的组合可以提高其加工性能。铸铁加工时通常需要进行切削、铣削等操作，这些操作需要较高的表面硬度和内部韧性来保证加工效果；33.(4)本发明的制备方法采用的阶段性通风，不仅降低了冷却通风过程的高能耗，而且环保，既做到节能减排，又大大降低成本，具有较大的经济意义及理论价值；34.(5)铁素体球墨铸铁铸件的制备方法可应用于各种高性能零件的制备。附图说明35.图1为实施例1通风前的金相组织图；36.图2为实施例1通风后的金相组织图。具体实施方式37.下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。38.本技术实施例和对比例中原料的来源如无额外说明均为常规的原料：39.表1-本技术实施例和对比例中原料的来源40.原料名称型号厂家增碳剂jdz-17青岛九鼎钙硅合金球化剂mg7re1龙钇重稀土球化剂dy-7龙钇孕育剂calballoy龙钇随流孕育剂yfy-1a龙钇41.实施例1-642.实施例143.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，其组分和含量如表1所示，包括以下步骤：44.s0：准备材料，包括以下重量份数的组分：生铁90份，增碳剂0.4份，硅铁4份，铜0.4份，钙硅合金球化剂1.2份，孕育剂0.7份，随流孕育剂0.25份。制备过程控制元素组成：mn0.09-0.38wt％，p≤0.04wt％，s≤0.02wt％；45.s1：熔炼，把生铁、增碳剂、硅铁、铜熔化，加入球化剂和孕育剂，得到铁水混合物；46.s2：浇注铁水混合物，浇注温度为1320℃，浇注时加入随流孕育剂，得到待冷却铸件；47.s3:采用液冷冷铁工艺冷却待冷却铸件，冷却时间从共析温度727℃开始，直到下降至开箱温度400℃后结束，得到工件，其中；48.s4：激光淬火，采用激光在工件表面进行淬火处理，得到铁素体球墨铸铁，激光淬火参数为：功率1500w，进给速度150mm/min。49.通过光谱分析仪测量按照上述方法得到的铁素体球墨铸铁的元素组成(质量百分比)：fe 92.62％，cu 0.37％，c 3.29％，si3.29％，mn0.09％，p0.02％，s 0.01％。50.实施例251.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，其组分和含量如表1所示，包括以下步骤：52.s0：准备材料，包括以下重量份数的组分：生铁50份，废钢30份，回炉材10份，增碳剂0.2份，硅铁1份，铜0.1份，硅钙合金球化剂1.0份，孕育剂0.4份，随流孕育剂0.05份。制备过程控制元素组成：mn0.09-0.38wt％，p≤0.04wt％，s≤0.02wt％；53.s1：熔炼，把生铁、增碳剂、硅铁、铜熔化，加入球化剂和孕育剂，得到铁水混合物；54.s2：浇注铁水混合物，浇注温度为1320-1340℃，浇注时加入随流孕育剂，得到待冷却铸件；55.s3:采用液冷冷铁工艺冷却待冷却铸件，冷却时间从共析温度727℃开始，直到下降至开箱温度400℃后结束，得到工件；56.s4：激光淬火，采用激光在工件表面进行淬火处理，得到铁素体球墨铸铁，激光淬火参数为：功率2000w，进给速度250mm/min。57.按照上述方法得到的铁素体球墨铸铁的元素组成(重量份)：fe 92.25％，cu 0.19％，c 2.92％，si2.92％，mn0.19％，p0.04％，s 0.02％。58.实施例359.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，其组分和含量如表1所示，包括以下步骤：60.s0：准备材料，包括以下重量份数的组分：生铁50份，增碳剂0.1份，硅铁2份，铜0.2份，钛铝合金球化剂1.1份，孕育剂0.5份，随流孕育剂0.15份。制备过程控制元素组成：mn0.09-0.38wt％，p≤0.04wt％，s≤0.02wt％；61.s1：熔炼，把生铁、增碳剂、硅铁、铜熔化，加入球化剂和孕育剂，得到铁水混合物；62.s2：浇注铁水混合物，浇注温度为1320-1340℃，浇注时加入随流孕育剂，得到待冷却铸件；63.s3:采用液冷冷铁工艺冷却待冷却铸件，冷却时间从共析温度727℃开始，直到下降至开箱温度400℃后结束，得到工件，其中；64.s4：激光淬火，采用激光在工件表面进行淬火处理，得到铁素体球墨铸铁，激光淬火参数为：功率2500w，进给速度200mm/min。65.按照上述方法得到的铁素体球墨铸铁的元素组成(重量份)：fe 92.41％，cu 0.22％，c 3.06％，si 3.06％，mn 0.37％，p 0.04％，s 0.02％。66.实施例467.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，其组分和含量如表1所示，包括以下步骤：68.s0：准备材料，包括以下重量份数的组分：生铁50份，回炉材40份，增碳剂0.25份，硅铁3.2份，铜0.3份，钛铝合金球化剂1.0份，孕育剂0.45份，随流孕育剂0.15份。制备过程控制元素组成：mn0.09-0.38wt％，p≤0.04wt％，s≤0.02wt％；69.s1：熔炼，把生铁、增碳剂、硅铁、铜熔化，加入球化剂和孕育剂，得到铁水混合物；70.s2：浇注铁水混合物，浇注温度为1320-1340℃，浇注时加入随流孕育剂，得到待冷却铸件；71.s3:采用液冷冷铁工艺冷却待冷却铸件，冷却时间从共析温度727℃开始，直到下降至开箱温度400℃后结束，得到工件，其中；72.s4：激光淬火，采用激光在工件表面进行淬火处理，得到铁素体球墨铸铁，激光淬火参数为：功率1700w，进给速度220mm/min。73.按照上述方法得到的铁素体球墨铸铁的元素组成(重量份)：fe 92.44％，cu 0.32％，c 3.34％，si 3.52％，mn 0.22％，p 0.01％，s 0.01％。74.实施例575.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，在s3中，采用通风冷铁冷却工艺，具体步骤如下：76.a.在模板模面放置通风冷铁，该位置在工作时压模具，性能要求较高，为固定冷铁，防止起模后冷铁脱落，冷铁两端设有凹槽，此位置捆绑铁丝与砂箱箱筋连接；77.b.冷铁中间钻孔放置通风管a，钢管两端伸出冷铁100mm；78.c.进风端：通风管a一侧连接一根进风管b；79.d.通风管a与进风管b中间用泥绳密封，进风管b伸出砂箱外侧与鼓风机通过塑胶管连接；80.e.出风端：通风管a一侧连接一根出风管c；81.f.在冷铁位置放置测温线，测温线一端与钉子固定放置在冷铁背面，另一端与外界温度表连接，通过仪表可查看实时温度；82.g.采用7.5kw鼓风机通风。83.实施例684.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，在s1中，所述球化剂为重稀土球化剂。85.对比例1-486.对比例187.将激光淬火的珠光体基体的球墨铸铁作为对比例1，得到的珠光体基体的球墨铸铁的元素组成：fe 92.53％，cu 0.32％，c 3.15％，si3.15％，mn0.22％，p0.11％，s 0.02％。88.对比例289.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，各步骤及各步骤中使用的材料、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，原料中没有加铜。90.对比例391.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，各步骤及各步骤中使用的材料、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，阶段性通风从浇注完成开始到共晶温度1148℃。92.对比例493.一种铁素体球墨铸铁的制备方法，各步骤及各步骤中使用的材料、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，激光淬火参数为：功率1250w，进给速度120mm/min。94.将上述实施例和对比例的球墨铸铁进行性能检测试验，结果表3所示：95.表2-实施例1-6和对比例1-4的性能测试结果[0096][0097]本发明各实施例的由上述实施例1-6可知，本发明制备获得的铁素体球墨铸铁的抗拉强度达到450mpa以上、硬度达到150hbw以上，而且具有15％以上的高延长率，满足压铸机模板工作的使用需求。[0098]由实施例5可知，通风冷铁冷却由于表面和内部温度变化更加均匀，不容易产生内应力且能够提高铸件的表面质量：通风冷铁冷却使得铸件在冷却过程中表层与心部同时凝固，从而避免了由于凝固不均造成的内、外部缩孔，提高了表面质量，整体的强度和硬度的性能都得到提高。[0099]由实施例6可知，重稀土球化剂具有良好的球化效果，能够使铸铁的球化率得到明显提高，从而提高铸件的力学性能。此外，重稀土球化剂还能提高铸铁的力学性能和使用寿命等。[0100]铜是一种具有良好导热性和导电性的金属，可以促进铸件内部热量的传递和平衡。由对比例2可知，当铸铁过程中的原料缺少时会影响铸件的凝固过程，不利于其细而分散在表面，进而影响后续的激光淬火效果，而且铸件会在后续的进一步加工过程中容易产生裂纹和变形，降低铸件的质量和使用寿命。一般而言，球化率越高，铸铁的力学性能和加工性能也就越好。[0101]发明人发现，阶段性通风对于球化率的提高十分关键，冷铁通风的时间会影响铸件的组织和硬度，从而影响激光淬火的效果。图1和图2分别为实施例1通风前和通风后的金相组织图，其放大参数均为100倍。由此可见，阶段性通风使得石墨球细而多地分散于组织表面。由对比例3可知，如果冷铁通风时间从浇注完成开始到共晶温度1148℃，铸件中的共晶组织没有充分形成，这样在激光淬火时，共晶组织中的渗碳量不足，导致铸件淬火后的硬度和耐磨性能不够理想。反之，如果冷铁通风时间过长，共晶组织会过度形成，导致铸件硬度变得过高，在激光淬火时，容易产生过深的淬火层和过硬的残余组织，影响铸件的韧性和抗冲击性能。而当冷却时间设定为从共析温度直到下降至开箱温度，有利于组织充分形成，减少铸件内部的应力，提高铸件的机械性能和耐用性能。[0102]另外，激光淬火还会导致铸铁组织中出现脆性相，这也会对球化率产生负面影响。因此，在进行激光淬火时，需要通过适当的工艺参数和工艺控制来尽可能地减少对球化率的影响。由对比例4可知，当功率和进给速度的选取不合理时会导致铸件的球化率下降，从而对硬度以及伸长率的性能有不良影响。[0103]最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
