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铸态珠光体球铁具有高强度、高硬度、高耐磨性以及较低的生产成本和较长的使用寿命等优点,近年来被广泛用来取代钼铬合金铸铁和铸钢件等材质生产汽车覆盖件模具毛坯。但是在汽车覆盖件这种厚大断面球墨铸铁中,由于铁液凝固速度较慢,在最后凝固中心部位极易出现球化衰退和孕育衰退,使有效的石墨结晶核心数量迅速减少,从而导致石墨球数量减少、球径增大,出现碎块状或开花状石墨等石墨畸变,恶化了球铁的机械性能,制约了厚大断面球铁的广泛应用。生产实践表明,添加适量的锡或锑等微量元素能够有效地减少或消除厚大断面球铁的石墨畸变,改善球铁性能。本文针对厚大断面球铁生产中存在的问题,在实验室现有条件基础上,通过向普通球铁中同时加入微量的锡、锑合金元素制备出高强度球墨铸铁,运用二次回归正交分析方法考察锡、锑和稀土在球铁中是否存在交互作用以及交互作用如何,以对球铁的微量元素合金化控制作出一定的指导。本实验选取的基础化学成分为:C:3.7%,Si:2.3%,Mn:0.55%,P:0.04%,S:0.03%。采用10公斤无芯中频感应电炉熔炼铁液,光学高温计测量温度,出炉温度控制在1500℃左右。采用冲入法进行球化和孕育处理,锡、锑合金和孕育剂一起加入到浇包中,浇注完毕后大约40分钟左右开型,然后空冷至室温。本研究通过多组试验考察了锡、锑及稀土元素对球铁的微观组织、机械性能和耐磨性能的影响规律。对微观组织的观察可知,锡、锑能够提高石墨球圆整度,减小球径,提高珠光体含量,减小珠光体片间距,只有锡与锑之间的交互作用能够显著提高球化率,三种元素彼此之间的交互作用都不对珠光体量产生显著影响;对机械性能的影响:三种元素之间的交互作用都对抗拉强度产生显著影响,当合金元素加入量超过一定值后抗拉强度出现明显下降,三种元素之间的交互作用都不对延伸率产生显著影响,只有锡与稀土和锑与稀土之间的交互作用使硬度出现显著提高,锡与稀土和锑与稀土之间的交互作用都能使冲击韧性出现显著下降;锡与锑之间的交互作用能够显著增加磨损失重量和显著降低摩擦系数,随合金元素加入量不断增加,磨损失重量明显减少,摩擦系数基本保持在一个稳定范围内。