根据水平连铸工艺流程设计球墨铸铁型材铸造工艺CAD系统的总体方案，包括系统结构设计、数据库设计和功能设计，详细介绍各功能模块（系统初始化模块、工艺参数模块、冒口系统模块、冷铁系统模块及浇注系统模块）的设计理论和开发流程。 后将该系统应用于某企业的两个典型复杂球墨铸铁型材。采用该铸造工艺CAD系统设计的铸造工艺进行数值模拟并开展实验，结果表明铸出现的缩孔缩松缺陷较少，铸造工艺设计包括冒口设计合理。该铸造工艺设计系统可以给复杂球墨铸铁型材提供冒口定位功能，并且可以根据铸铁型材强度的变化设计对应的合适冒口。
水平连铸具有高精度尺寸、洁净表面，环保的特点。消失模涂料为获得表面高质量的水平连铸铸铁型材扮演着重要的角色，是水平连铸中必要环节。对于消失模铸铁型材的生产，要求涂料的配方和性能满足实际需求，不然铸铁型材会发生气孔、夹砂等缺点，致使生产出的铸铁型材质量差以及合格率低。因而研发一种的新涂料，来满足铸铁型材生产的需求。
铸铁型材在铸造过程中经常产生气孔、渣孔、夹砂、缩孔、裂缝浇铸不足等缺陷.而在使用部门由于超负荷机械事故以及自然损坏等原因造成铸铁机件的损坏也很多对这些有缺陷件及损坏件应根据铸铁的特点采取相应的补焊工艺进行修复.在所有的铸铁中灰铸铁应用广泛(导轨、机床底座、工作台、气缸、阀门、齿轮等).由于补焊的要求及补焊对象不同灰铸铁有多种补焊方法但目前我国常用的方法是焊条电弧焊和气焊.由于电弧焊焊条比较昂贵一般用于补焊厚大的铸件;气焊缝的材质、性能、颜色等和母材相近、设备简单、取材容易适于补焊中、小型薄壁件.气焊火焰比电弧焊低加热和冷却速度比较缓慢加热程度和加热时间可以控制这些都有利于石墨化.因此气焊仍是一种某些场合下常用的方法.
球墨铸铁的球化处理和孕育处理方法从原材料质量、工艺操作、铁液包形状、出炉温度等方面分析了影响球化孕育效果的因素并给出相应的防止措施得出以下结论:(1)原铁液w(S)量高会导致球化剂的加入量增加不利于铁液质量的稳定;(2)w(RE)量高会引起大断面的轧辊内部产生碎块状石墨;(3)根据铸件大小适当控制球化处理温度和浇注温度有利于避免产生球化衰退和孕育衰退等现象;(4)采用复合孕育剂、多次孕育和随流孕育等方法强化孕育处理有利于增加石墨核心改善球化效果增加石墨数量。
20世纪60年代以后的研究表明。西方某些学者甚至声称，没有现代科技手段，发明球墨铸铁是不可想象的。1981年，中国球铁专家采用现代科学手段，对出土的513件古汉魏铁器进行研究，通过大量的数据断定汉代中国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第科技史大会上宣读，轰动了铸造界和科技史界。冶金史专家于1987年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律，这对冶金史作重新分期划代具有重要意义。
作为钢的替代品，1949 年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁型材和球墨铸铁型材含炭量量则至少为3% 。 铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸 铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有 更加优异的物理性能。正是这种碳的球状观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性，而铸铁内部的薄 片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得佳的展延性，因此，所有美国尼必可球墨铸铁的压力负载部件都 经过铁素体化退火周期的工艺处理。球墨铸铁内部的球状结构也能够铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。
通过优化工艺，减少N、H气体来源，加强排气，合理选择浇注温度，适当放置冷铁等。加强过程控制，严格按照工艺也是不可缺的有效途径。
水平连铸作为一种精密近净成型技术，以其诸多优点，被誉为“21世纪的绿色水平连铸技术”，具有广阔的应用前景。
在消失模水平连铸充型过程中，由于模样分解产生的气体对液态金属流动前沿的影响作用，使液态金属充型过程中的速度场和自由表面、凝固过程中的温度场以及充型和凝固中所产生的缺陷与普通砂型水平连铸有很大的不同。
采用数值模拟手段可以有效地揭示消失模水平连铸中液态金属的充型规律和模样-金属液相互作用机理，预测水平连铸缺陷的产生。为优化水平连铸工艺设计、提高铸铁型材质量提供理论指导。
针对消失模水平连铸技术的特点，应用三维造型软件UG进行实体建模并采用水平连铸模拟软件ProCAST模拟了板形灰铸铁型材的消失模水平连铸充型过程，获得了各种工艺因素对消失模水平连铸充型过程中金属液的充型速度、气膜压力、气膜厚度及金属液前沿温度的影响规律。得到以下主要结论：
1、液态金属充型速度随浇注温度、负压度和涂层透气性的增大而增大，随模样密度和涂层厚度的增大而减小；
2、气膜厚度和气膜压力随浇注温度、模样密度、涂料层厚度的增大而增大，随负压度和涂层透气性的增大而减小；
通过实验获得板形灰铸铁型材较为合理的工艺参数为：浇注温度1400℃，设计衬铁铸铁型材的消失模水平连铸工艺，模拟了其充型和凝固过程，预测了水平连铸缺陷，并进行了相应的工艺优化。按照优化后的工艺参数进行实际生产，得到了合格的铸铁型材，验证了数值模拟的可靠性。
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