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目前對(duì)灰鑄鐵和球墨鑄鐵表面改性的手段有表面相變硬化、表面熔凝、表面合金化以及表面熔覆。表面相變硬化因不能去除石墨相，表面改性效果受限。本文旨在利用等離子束和激光束對(duì)灰鑄鐵和球墨鑄鐵進(jìn)行熔凝處理以及合金化處理去除鑄鐵表面的石墨相，達(dá)到強(qiáng)化的目的。熔凝和合金化處理獲得的改性層深不夠大，并且合金化的本質(zhì)是一種高稀釋率的熔覆，對(duì)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(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)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(shí)驗(yàn)過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)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(shí)間過長，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。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)，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，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。等離子束和激光束的快速加熱，基體的快速冷卻，導(dǎo)致在灰鑄鐵和球墨鑄鐵表面進(jìn)行熔凝和合金化處理都可以去除其表面的石墨相，獲得組織均勻、晶粒細(xì)小的改性層，與基體冶金結(jié)合。細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化使熔凝層的硬度提高，硬質(zhì)相滲碳體、馬氏體與軟質(zhì)相奧氏體等的綜合作用，使熔凝層既能抗磨料磨損，又能抗粘著磨損；熔凝層的奧氏體相，是一種很好的緩蝕劑。

在采用熱分析技術(shù)控制蠕鐵制品球化率的技術(shù)中，其關(guān)鍵是如何將鑄鐵液的冷卻曲線準(zhǔn)確采集到電腦中，并提取曲線上能夠表征球化率的特征值。本課題針對(duì)這一問題，設(shè)計(jì)了溫度冷卻曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件由內(nèi)置熱電偶的樣杯和工控機(jī)組成。基于LabVIEW開發(fā)的軟件系統(tǒng)通過工控機(jī)的串口進(jìn)行通訊，完成了鑄鐵液溫度冷卻曲線的采集、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及特征值提取等功能。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)械等支柱行業(yè)。拉坯工藝參數(shù)設(shè)置是鑄鐵型材生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)置不合理會(huì)導(dǎo)致拉漏、拉斷等生產(chǎn)事故和產(chǎn)生表面裂紋等鑄造缺陷。拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過長，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)，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，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。 近年來，厚壁球鐵鑄鐵型材的生產(chǎn)不斷增長，用于制造大型的耐壓、耐磨、耐熱零件。與普通球鐵相比，厚壁鑄鐵型材常伴隨孕育衰退、球墨畸變、石墨漂浮、元素偏析、縮松、縮孔等缺陷，成為困擾生產(chǎn)廠家的難題之一.

球墨鑄鐵型材因其較高的強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，以及便于生產(chǎn)，成本比鋼低廉等優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域。為提高球墨鑄鐵材料的使用壽命，對(duì)其進(jìn)行表面強(qiáng)化處理的研究顯得十分重要。本文通過對(duì)球墨鑄鐵材料進(jìn)行激光表面多道淬火工藝的研究，得到一些有益的結(jié)論。對(duì)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(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)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(shí)驗(yàn)過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)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(shí)間過長，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。同時(shí)，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，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。基于Matlab軟件建立以鑄造工藝參數(shù)為輸入，拉坯工藝參數(shù)為輸出的控制模型。仿真實(shí)驗(yàn)表明本文建立的拉坯工藝參數(shù)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型可以用于拉坯工藝參數(shù)自適應(yīng)整定，所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。結(jié)果顯示，在合理選擇數(shù)值模擬關(guān)鍵工藝參數(shù)的情況下，采用勻強(qiáng)圓形光斑激光束對(duì)球墨鑄鐵的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果能夠比較好的吻合，數(shù)值模擬可以對(duì)球墨鑄鐵QT600-3激光表面淬火的工藝設(shè)計(jì)起到良好的指導(dǎo)意義。采用半導(dǎo)體激光器對(duì)球墨鑄鐵QT600-3材料進(jìn)行激光表面淬火后的表面宏觀硬度值一般在49～60HRC。其中當(dāng)試驗(yàn)參數(shù)為功率1600W，光斑直徑14mm，速度180mm/min的時(shí)候所達(dá)到的硬化帶寬度和深度值比較好。