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在消失模工藝條件下通過向普通球墨鑄鐵中加入Cu、Sb元素的方法制備了度合金化球墨鑄鐵并采用Procast軟件對中大型沖壓件模具充型過程進行模擬。系統(tǒng)研究了Cu、Sb元素對球墨鑄鐵型材的觀組織和性能的影響規(guī)律。組織觀察表明隨著Cu含量的增加珠光體含量增加。當Cu含量一定時隨著Sb含量的增加珠光體含量進一步增加。機械性能測試表明Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強度和硬度等機械性能但導(dǎo)致延伸率略有下降。 采用該種新材料結(jié)合消失模鑄造技術(shù)開發(fā)研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯實現(xiàn)了大型沖壓件模具的一次近終成型。 對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現(xiàn)的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規(guī)定的指標。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實際生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。采用Procast軟件對轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過程進行數(shù)值模擬結(jié)果表明:該材料在消失模工藝條件下采用雙側(cè)澆注系統(tǒng)時當真空負壓值為0.07MPa澆注溫度為1450℃可以獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的模具鑄件模擬結(jié)果與實際結(jié)果相吻合。 采用本研究所開發(fā)的新型度球墨鑄鐵材料在消失模工藝下研制了多種中大型沖壓件模具經(jīng)試驗驗證具有良好的機械性能抗拉強度大于710MPa硬度可達230-280HB延伸率可達3-5%基體中珠光體含量大于90%經(jīng)無損探傷測試模具鑄件無縮孔符合中大型沖壓件模具的性能要求。

球墨鑄鐵作為一種耐磨材料，其研究與應(yīng)用的歷史不長?！扒蚰T鐵”具有鐵的本質(zhì)、鋼的性能，是一種強度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性較高的新型工程材料。 隨著我國機械制造業(yè)，特別是高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，球墨鑄鐵使用量激增，從生產(chǎn)技術(shù)到產(chǎn)量發(fā)展迅速，2013年產(chǎn)量達1160萬噸，位居 。但是，其在鑄鐵家族中的應(yīng)用比例僅為26.1，與發(fā)達相比仍然較低，排名前十位的水平連鑄生產(chǎn)大國球墨鑄鐵型材的平均應(yīng)用比例(2010年數(shù)據(jù))為26.4，法國為50，美國為35，日本為33.3，德國為30，尚達不到平均水平。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現(xiàn)的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優(yōu)良。與實施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。高鎳奧氏體球墨鑄鐵與球墨鑄鐵雖然有相同的水平連鑄缺陷但某些水平連鑄缺陷的發(fā)生和解決方法與球墨鑄鐵卻又不盡相同.由于高鎳奧氏體球墨鑄鐵的凝固特性縮孔、縮松、片墨和裂隙狀氣孔是其主要缺陷分析這些缺陷產(chǎn)生的原因并制定出糾正、措施是水平連鑄工作者的當務(wù)之急.盡可能提高高鎳奧氏體球墨鑄鐵CE，加強孕育效果，利用石墨化產(chǎn)生的自補縮效果，保證球化的前提下，降低殘留鎂量是或減少縮孔縮松缺陷的有效途徑。通過在涂料中添加量元素，用正交試驗方法都沒有有效的解決表層片墨的問題。

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