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通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得板形灰鑄鐵型材較為合理的工藝參數(shù)為：澆注溫度1400℃，設(shè)計(jì)襯鐵鑄鐵型材的消失模水平連鑄工藝，模擬了其充型和凝固過(guò)程，預(yù)測(cè)了水平連鑄缺陷，并進(jìn)行了相應(yīng)的工藝優(yōu)化。按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，得到了合格的鑄鐵型材，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。
近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展水平連鑄CAE技術(shù)已被大量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中如鑄鐵型材充型凝固過(guò)程的數(shù)值模擬、應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬、鑄鐵型材觀組織的數(shù)值模擬等。而在此基礎(chǔ)上對(duì)鑄鐵型材的力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)也一直是學(xué)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一同時(shí)也是如今水平連鑄CAE技術(shù)的熱門(mén)研究方向。作為發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)鑄鐵型材的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是極具代表性的鑄鐵型材產(chǎn)品對(duì)其硬度性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和模擬研究具有較大的實(shí)用價(jià)值和研究意義。對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時(shí)，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(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)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(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí)，伸長(zhǎng)率指標(biāo)均超過(guò)LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類(lèi)似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。。缸蓋鑄鐵型材硬度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究工作主要有根據(jù)該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材的特征設(shè)計(jì)出了一套合理可行的鑄鐵型材切片和硬度測(cè)量方案。在該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)之上全程追蹤了該鑄鐵型材的生產(chǎn)過(guò)程并獲取了鑄鐵型材的澆注溫度、澆注時(shí)間和澆注鐵水成分等澆注參數(shù)。后對(duì)兩組成品缸蓋鑄鐵型材進(jìn)行了切片并對(duì)各切片上的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了硬度測(cè)量分別獲得每個(gè)缸蓋鑄鐵型材各85個(gè)實(shí)測(cè)的硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)值。

采用該種新材料結(jié)合消失模鑄造技術(shù)開(kāi)發(fā)研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯實(shí)現(xiàn)了大型沖壓件模具的一次近終成型。 在鑄鐵中，碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在，游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。對(duì)出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進(jìn)行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來(lái)源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關(guān)的建議。對(duì)大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。 生產(chǎn)實(shí)踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當(dāng)提高拉拔速度、改進(jìn)爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結(jié)構(gòu)包括保溫爐、設(shè)置于爐口處的外結(jié)晶器、牽引設(shè)備組成，其特征在于在保溫爐內(nèi)與外結(jié)晶器對(duì)應(yīng)位置設(shè)置內(nèi)結(jié)晶器。 所述的內(nèi)結(jié)晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案，與砂型鑄造相比，表現(xiàn)在機(jī)械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導(dǎo)向套等，比實(shí)心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產(chǎn)，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產(chǎn)裝置，該裝置因生產(chǎn)的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內(nèi)結(jié)晶器的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)空心鑄鐵型材，前面我們已討論過(guò)化合態(tài)的滲碳體，它若加熱到高溫，便會(huì)分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相，而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。

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