开发球墨铸铁型材水冷铜合金金属型铸造工艺。 主要工艺路线是采用水冷铜型模具，利用水冷带走金属型模具热量，使模具在快速铸造生产中保持一定恒温。针对模具应具有高热传导性、一定的耐磨性和易于加工的要求，在铜合金模具选材上，研究开发了Cr-Zr-Mg铜合金模具材料，提出Cr-Zr-Mg铜合金成分范围和机械性能，并确定其冶金制造工艺流程。 采用WindowsXP操作系统，UG图形软件和Foxpro数据库，并利用UG的二次开发功能开发应用程序，构建铜合金模具CAD系统的总体框架，研究型腔结构设计模块的实现方法，以形成适用于铜金属型模具CAD/CAE技术。 对金属型铸件(铁型球铁齿惰轮、铜型球铁齿惰轮)提出充型凝固过程数值模拟方法和温度场模拟数值计算，预测金属型铸件缺陷，并完成了金属型铸件充型凝固过程测温和编制实用.
汽车动力传递可锻铸铁件有时用作汽车的传动部件，将球铁应用于圆片离合器、分速器箱、后轴和轮壳等的强烈的趋势。瑞士Sehaffhausen的G.Fiseher铸造厂在这方面有许多应用，他们与设计者紧密合作，把铸钢件、锻钢件以及可锻铸铁件转变为球墨铸铁件。悬置件现在，铁经常用作悬置部件如簧挂钩以及制动系统主要件(制动卡钳)和转向关节。汽车工业是球墨铸铁铸件第二用户，其数项多。球铁应用于汽车中的三个主要地方：动力源一发动机部件；动力传递一一齿轮系、齿轮和轴套；车物悬置、制动器和转向装置。动力源曲轴是承受连续变化的弯曲、扭转和剪切载荷的零件，并且在它的使用寿命内，要循环十亿次，汽车设计的工程师们早在19152年即在发现用镁处理的方法四年之后，就立刻考虑采用球铁的可能性。
由于球墨铸铁铸铁型材水平连铸过程中糊状凝固的凝固特点，使得铸铁型材必然存在缩松缩孔。如何从工艺上有效地抑制缩松缩孔缺陷问题一直是人们研究的重点。大型球墨铸铁型材往往由于其体积大、结构较复杂，铸型膨胀较难控制等原因，导致其缩松缩孔更难控制，因此对工艺设计提出了更高的要求。
以工业生产中孔洞缺陷很严重的某大型机床滑枕球铁件为研究对象，运用ProCAST水平连铸过程模拟软件对大型球铁件的凝固过程进行数值模拟及水平连铸工艺优化，主要研究内容有:
(1)通过对缺陷样本的形貌和缺陷部位化学成分的分析，确定导致铸铁型材铸铁型材报废的缺陷类型为缩松缩孔。
(2)根据铸铁型材结构特点并结合数值模拟的的结果，分析导致大面积缩松缩孔缺陷的原因:此类外形尺寸长而大，内部空腔结构复杂热节较多的大型铸铁型材，要实现同时凝固很困难，利用球墨铸铁自补缩来解决缩松不可行，必须加强补缩作用，合理设置冒口和冷铁，确保补缩通道顺畅。 
随着冷却速度的增大，石墨形态由较粗大的片状石墨逐渐变成细小的点状石墨。在厚度为30mm试样的下方放置冷铁时，在距离冷铁25mm的铸铁组织中能够获得较细小的D型石墨组织。 对不同成分的D型石墨铸铁的高温抗氧化性进行了实验研究。在750℃下，将不同成分的D型石墨铸铁保温24小时，使其氧化增重，研究成分和组织对D型石墨抗氧化性能的影响。结果表明：含有Cr、Cu多元化合金的D型石墨铸铁有比普通灰铸铁高4～5倍的抗氧化性能。 对不同成分的D型石墨铸铁型材的高温抗热疲劳性进行实验研究。在800℃下，将不同成分的D型石墨铸铁加热到800℃，保温5分钟取出后，立即在冷水中激冷5秒，如此反复循环直至出现肉眼可见的裂纹为止。根据试样表面出现裂纹时的循环次数，研究成分和组织对D型石墨抗热疲劳性能的影响。
本文通过调整Si/C比、合金化元素加入量以及改变孕育剂种类来影响灰铸铁的石墨、珠光体以及初生奥氏体形态，从而获得更高的抗拉强度以及更好的切削加工性能。 从金相组织方面，提高Si/C比会减少石墨数量，增强基体强度；加入合金化元素进行变质可以使石墨变得更加弯曲细小，并能够提高基体强度。从灰铸铁的力学性能上来看，提高Si/C比能大幅提高其力学性能，随着合金化元素加入量的提高也可以提高其力学性能，在考察的孕育剂中，硅锆锰孕育剂提高力学性能的效果佳。
从加工性能上看来，提高Si/C比使加工性能严重恶化，随着合金化元素加入量增加，加工性能先提高后降低，在考察的孕育剂中，硅锆锰孕育剂提高加工性能和力学性能的效果也为佳。 通过分析拉伸过程以及切削加工过程中度灰铸铁的石墨变形规律，揭示出石墨对度灰铸铁抗拉强度与加工性能的影响机制。在拉伸过程中，石墨作为夹杂分布在集体组织中，石墨形态对度灰铸铁的抗拉强度有很大的影响。石墨越弯曲，石墨端部角度越钝，抗拉强度越好。在切削加工过程中，由于剪切力的作用，度灰铸铁组织中的石墨将发生规律性的变形，增加石墨的数量能够减轻切削加工过程中的抗力、降低刀具的磨损，改善度灰铸铁的切削加工性能。通过石墨对度灰铸铁的性能影响的研究，为开发度易切削加工度灰铸铁提供理论依据，获得度易切削加工灰铸铁的组织形貌为短细的石墨及细小片间距的珠光体组织。
灰铸铁比蠕墨铸铁和球墨铸铁型材有更好的导热性能以及切削性能，使灰铸铁能够更多的应用于度汽车结构件中。近些年来，由于对灰铸铁的强度要求越来越高，灰铸铁的组织特征发生了很大的变化，也带来了度灰铸铁切削加工性能变差这一普遍关注的问题。度灰铸铁的切削加工性能较差，其主要原因与其组织组成相中石墨的形态、数量、尺寸、分布以及珠光体基体的特征相关。
节能要求导致基本上重新设计零件，以达到重量轻、效率高，这就必然要提醒设计者集中注意材料。球铁正日益被认为能提供高的强度一重量特性，并且能以比较低的成本生产。当球铁的吨位增加和市场渗透是很惊人的，这种材料决不能看到达到了它的全部潜力。基于这一点，不生产球铁的铸铁厂，建议很好地重新考虑这方面的可能性。因此预料，随着代替灰铸铁、可锻铸铁和铸银件，能亲眼看到球铁生产吨位的持续增加。出版的刊物对于帮助造厂在这面的力是有利的，虽然计值会变提高而改善。但铁水温度低于1450“C后孕育效果很差，RG值几乎不变。由表3可得:孕育铸铁的质量指标用铸造焦熔炼的比用冶金焦熔炼的高18%，值得注意的是相对硬度反而降低3%。铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程。铸铁组织形成的基本过程就是铸铁中石墨的形成过程。因此，了解石墨化过程的条件与影响因素对掌握铸铁材料的组织与性能是十分重要的。根据Fe-C合金双重状态图，铸铁的石墨化过程可分为三个阶段：阶段，即液相亚共晶结晶阶段。
