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在消失模工藝條件下通過向普通球墨鑄鐵中加入Cu、Sb元素的方法制備了度合金化球墨鑄鐵并采用Procast軟件對中大型沖壓件模具充型過程進行模擬。系統研究了Cu、Sb元素對球墨鑄鐵型材的觀組織和性能的影響規律。組織觀察表明隨著Cu含量的增加珠光體含量增加。當Cu含量一定時隨著Sb含量的增加珠光體含量進一步增加。機械性能測試表明Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強度和硬度等機械性能但導致延伸率略有下降。 采用該種新材料結合消失模鑄造技術開發研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯實現了大型沖壓件模具的一次近終成型。
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，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。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。采用Procast軟件對轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過程進行數值模擬結果表明:該材料在消失模工藝條件下采用雙側澆注系統時當真空負壓值為0.07MPa澆注溫度為1450℃可以獲得優質無缺陷的模具鑄件模擬結果與實際結果相吻合。 采用本研究所開發的新型度球墨鑄鐵材料在消失模工藝下研制了多種中大型沖壓件模具經試驗驗證具有良好的機械性能抗拉強度大于710MPa硬度可達230-280HB延伸率可達3-5%基體中珠光體含量大于90%經無損探傷測試模具鑄件無縮孔符合中大型沖壓件模具的性能要求。
億錦天澤鋼鐵有限公司
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鑄鐵型材生產中常采用加冷鐵或冷鐵加水冷等方法這樣把表層的縮松趕到鑄件內部機械加工后縮松就不會暴露出來。但是隨著對鑄件質量要求的提高客戶不僅對鑄件的外觀有要求而且對鑄件內在質量的要求也不斷提高。對生產的鑄件要求進行無損探傷這樣躲在鑄件內部的縮松就會被發現。因此從根本上鑄件內部的縮松缺陷是今后企業所希望達到的目標。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。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。D型和H型除縮劑可以明顯減少鑄件內部的縮松缺陷G型和I型除縮劑使球墨鑄鐵鑄件內部的縮松缺陷明顯向上表面集中。曲軸試塊豎置時隨著加入量的增加縮松缺陷整體向上表面集中縮松缺陷面積先逐漸減少后又逐漸增加不能完全曲軸試塊內部的縮松缺陷;曲軸試塊橫置時底部左右兩側添加除縮劑并配合頂部加冒口的工藝方案可完全球墨鑄鐵鑄件內部的縮松缺陷。各種球墨鑄鐵復合除縮劑對石墨的球化程度、鑄件的力學性能及珠光體含量均無明顯影響但可使鑄件局部晶粒細化。
