球墨鑄鐵型材因其較高的強度、良好的塑性和韌性，以及便于生產，成本比鋼低廉等優良的性能而被廣泛應用在工業生產中的各個領域。為提高球墨鑄鐵材料的使用壽命，對其進行表面強化處理的研究顯得十分重要。本文通過對球墨鑄鐵材料進行激光表面多道淬火工藝的研究，得到一些有益的結論。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的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現象得到有效。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產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，當拉拔參數調整合適時，下凹及鼓肚現象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優良。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，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。基于Matlab軟件建立以鑄造工藝參數為輸入，拉坯工藝參數為輸出的控制模型。仿真實驗表明本文建立的拉坯工藝參數GA-BP神經網絡控制模型可以用于拉坯工藝參數自適應整定，所獲得拉坯工藝參數能夠用于實際生產系統，實現高質量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產。結果顯示，在合理選擇數值模擬關鍵工藝參數的情況下，采用勻強圓形光斑激光束對球墨鑄鐵的數值模擬結果與試驗結果能夠比較好的吻合，數值模擬可以對球墨鑄鐵QT600-3激光表面淬火的工藝設計起到良好的指導意義。采用半導體激光器對球墨鑄鐵QT600-3材料進行激光表面淬火后的表面宏觀硬度值一般在49～60HRC。其中當試驗參數為功率1600W，光斑直徑14mm，速度180mm/min的時候所達到的硬化帶寬度和深度值比較好。

由于球墨鑄鐵鑄鐵型材水平連鑄過程中糊狀凝固的凝固特點，使得鑄鐵型材必然存在縮松縮孔。如何從工藝上有效地抑制縮松縮孔缺陷問題一直是人們研究的重點。大型球墨鑄鐵型材往往由于其體積大、結構較復雜，鑄型膨脹較難控制等原因，導致其縮松縮孔更難控制，因此對工藝設計提出了更高的要求。鑄鐵型材在重工業中需求量大，被廣泛應用于交通運輸、機床、印刷、農業機械等支柱行業。拉坯工藝參數設置是鑄鐵型材生產中的關鍵環節，設置不合理會導致拉漏、拉斷等生產事故和產生表面裂紋等鑄造缺陷。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的，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水平連續鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，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。 (1)根據鑄鐵型材結構特點并結合數值模擬的的結果，分析導致大面積縮松縮孔缺陷的原因:此類外形尺寸長而大，內部空腔結構復雜熱節較多的大型鑄鐵型材，要實現同時凝固很困難，利用球墨鑄鐵自補縮來解決縮松不可行，必須加強補縮作用，合理設置冒口和冷鐵，確保補縮通道順暢。 (2)建立鑄鐵型材的有限元模型，運用ProCAST軟件對各個方案進行了水平連鑄過程模擬仿真，對縮松縮孔進行了預測，并對仿真結果進行對比分析，結合理論分析和模擬仿真的情況對鑄鐵型材工藝進行了優化。(3)針對優化后的工藝，確定了一套實驗方案，并對優化后的工藝方案進行了實驗驗證，實驗結果一致表明，工藝優化后鑄鐵型材縮松縮孔缺陷情況得到有效改善，成功解決了此類大型球鐵件的水平連鑄生產難題。