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對鑄鐵型材凝固過程的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬通過對模擬結(jié)果進(jìn)行分析計算獲得了鑄鐵型材各硬度測量點處的凝固冷卻速度。由此基于實驗獲得的鑄鐵型材實測硬度數(shù)據(jù)與模擬所得的鑄鐵型材冷卻速度數(shù)據(jù)建立了適用于該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材硬度性能的數(shù)學(xué)計算模型該模型主要是考慮了冷卻速度對灰鐵鑄鐵型材硬度性能的影響。在此數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上對軟件進(jìn)行了二次開發(fā)終實現(xiàn)了該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材三維硬度數(shù)據(jù)的建立。由于該數(shù)據(jù)的建立是基于實測的鑄鐵型材硬度數(shù)據(jù)值因此本文的研究對灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材硬度性能的預(yù)測具有重大的意義。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)械等支柱行業(yè)。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(dāng)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(xué)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(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。提高鎂液充型和補(bǔ)縮能力保護(hù)其充型過程適于鎂合金水平連鑄成形.振動凝固消失模水平連鑄技術(shù)可提高鎂合金充型能力、細(xì)化組織、明顯提高鑄鐵型材力學(xué)性能.消失模殼型水平連鑄技術(shù)可或減少消失模水平連鑄易于出現(xiàn)的孔洞、夾雜等缺陷能生產(chǎn)高質(zhì)量復(fù)雜鎂合金精密鑄鐵型材.

一種水平連鑄工藝設(shè)計中澆冒結(jié)合的設(shè)計方法。工藝設(shè)計階段對軸承座進(jìn)行凝固分析，得出了鑄鐵型材各部分的模數(shù)后，使用截面比設(shè)計法、均衡凝固設(shè)計法來定量化設(shè)計澆冒口系統(tǒng)的尺寸。研究表明該鑄鐵型材應(yīng)采用底注式澆注系統(tǒng)為宜，對鑄鐵型材中部區(qū)域采用澆冒系統(tǒng)處理熱節(jié)，提取凝固模擬結(jié)果中熱節(jié)處的平均模數(shù)和金屬液體積，即可對澆冒口系統(tǒng)的尺寸進(jìn)行定量化設(shè)計；充型結(jié)果表明澆注節(jié)奏應(yīng)為“先慢后快再慢”；凝固結(jié)果表明澆冒口液態(tài)補(bǔ)縮明顯，石墨化膨脹壓力沒有損失，鑄鐵型材設(shè)計良好。將該鑄鐵型材參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，生產(chǎn)的灰鑄鐵軸承座質(zhì)量良好，滿足使用要求。優(yōu)化設(shè)計后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，其中大尺寸的夾雜物主要來源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內(nèi)部夾雜問題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù).對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實踐證明，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。仿真實驗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)。對某升降機(jī)底架細(xì)桿部位進(jìn)行觀模擬，模擬結(jié)果表明外部為激冷細(xì)晶區(qū)，在凝固過程中 L角位置易形核。實驗與模擬對比表明使用數(shù)值模擬的方法對灰鐵件水平連鑄過程的晶粒生長進(jìn)行預(yù)測具有可行性，為課題組之后的研究做了準(zhǔn)備。

從砂芯制作到澆注全流程多工序相關(guān)參數(shù)與斷軸的關(guān)系，確定造成斷軸缺陷的主要因子；采用“BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法”建立一套汽車發(fā)動機(jī)鑄鐵型材斷軸缺陷的診斷模型，并基于此模型研究各項影響因子對缺陷產(chǎn)生的敏感程度；結(jié)合實際過程相關(guān)參數(shù)的波動性獲得過程控制策略，用以指導(dǎo)實際生產(chǎn)鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運輸、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。現(xiàn)有鑄鐵型材生產(chǎn)企業(yè)拉坯工藝參數(shù)控制技術(shù)參差不齊，尚無完整的理論體系。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(dāng)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(xué)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(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，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)度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。其次，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)機(jī)理和實際研究的斷軸缺陷問題，建立起輸入層-單隱含層-輸出層的三層網(wǎng)絡(luò)模型，鑄鐵型材對缺陷因子數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，隨機(jī)地將其劃分為訓(xùn)練樣本集和測試樣本集。并基于此模型研究了各項影響因子對砂芯質(zhì)量影響的敏感強(qiáng)弱，鑄鐵型材結(jié)合實際過程相關(guān)參數(shù)的波動性獲得過程控制策略，用以指導(dǎo)實際生產(chǎn)。

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