• 
• 
• 
• 
• 

當前汽車發(fā)動機鑄鐵型材斷軸缺陷的研究主要采用“傳統(tǒng)實驗試錯法”，耗時耗材、難以快速有效獲得砂芯質(zhì)量調(diào)控策略。為此，本文分析從砂芯制作到澆注全流程多工序相關參數(shù)與斷軸的關系，確定造成斷軸缺陷的主要因子；采用“BP神經(jīng)網(wǎng)絡法”建立一套汽車發(fā)動機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)合實際過程相關參數(shù)的波動性獲得過程控制策略，用以指導實際生產(chǎn)。對出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關的建議。對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。優(yōu)化設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，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)部夾雜問題的關鍵是控制球化和孕育處理的相關參數(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、適當提高拉拔速度、改進爐膛底部結(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。首先分析了汽車發(fā)動機鑄鐵型材的生產(chǎn)工藝質(zhì)量狀況，系統(tǒng)闡述了常見的缺陷問題，然后對斷軸缺陷的研究現(xiàn)狀進行了深入調(diào)研，并結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)分析了砂芯制作與應用的全流程工序，確定了造成斷軸缺陷的主要因子。同時結(jié)合企業(yè)ERP系統(tǒng)，對斷軸缺陷的主要影響因子數(shù)據(jù)進行挖掘，并以典型鑄鐵型材為例詳細闡述了數(shù)據(jù)挖掘過程.

通過實驗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℃，設計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程，預測了水平連鑄缺陷，并進行了相應的工藝優(yōu)化。按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)進行實際生產(chǎn)，得到了合格的鑄鐵型材，驗證了數(shù)值模擬的可靠性。
近年來隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展水平連鑄CAE技術(shù)已被大量應用于實際生產(chǎn)當中如鑄鐵型材充型凝固過程的數(shù)值模擬、應力場數(shù)值模擬、鑄鐵型材觀組織的數(shù)值模擬等。而在此基礎上對鑄鐵型材的力學性能進行預測也一直是學者研究的重點和難點之一同時也是如今水平連鑄CAE技術(shù)的熱門研究方向。作為發(fā)動機類鑄鐵型材的發(fā)動機缸蓋是極具代表性的鑄鐵型材產(chǎn)品對其硬度性能進行實驗和模擬研究具有較大的實用價值和研究意義。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，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導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。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。實現(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的實驗研究工作主要有根據(jù)該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材的特征設計出了一套合理可行的鑄鐵型材切片和硬度測量方案。在該實驗設計方案的基礎之上全程追蹤了該鑄鐵型材的生產(chǎn)過程并獲取了鑄鐵型材的澆注溫度、澆注時間和澆注鐵水成分等澆注參數(shù)。后對兩組成品缸蓋鑄鐵型材進行了切片并對各切片上的試驗點進行了硬度測量分別獲得每個缸蓋鑄鐵型材各85個實測的硬度試驗數(shù)據(jù)值。