抚州
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基本参数
- 名称
铸铁型材
- 工艺
水平连铸
- 产地
山东
- 优势
无气孔 砂眼
- 用途
机械加工/精密制造
- 价格
议价
在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。中国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。高镍奥氏体球墨铸铁方面也取得了进展，它在石油开采机械、化工设备、工业用炉器件上均取得了成功的应用。在耐酸球墨铸铁方面，中国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%～90%，并且其机械强度也有显著改善。稀土在球墨铸铁中的作用。稀土能使石墨球化。自从H.Morrogh先使用铈得到球墨铸铁以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是有效的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球化能力。结合国情，中国对稀土的球化作用进行了大量研制工作，发现稀土元素对常用的球墨铸铁成分（C3.6～3.8wt%，Si2.0～2.5wt%）来说，很难获得同镁球墨铸铁那样完整均匀的球状石墨；而且，当稀土量过高时，还会出现各种变态形的石墨，白口倾向也增大，但是，如果是高碳过共晶成分（C＞4.0wt%），稀土残留量为0.12～0.15wt%时，可获得良好的球墨.
设计了进刀箱盖、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。
近年来,随着计算机技术的飞速发展,水平连铸CAE技术已被大量应用于实际生产当中,如铸铁型材充型凝固过程的数值模拟、应力场数值模拟、铸铁型材观组织的数值模拟等。而在此基础上,对铸铁型材的力学性能进行预测也一直是学者研究的重点和难点之一,同时也是如今水平连铸CAE技术的热门研究方向。作为发动机类铸铁型材的发动机缸盖是极具代表性的铸铁型材产品,对其硬度性能进行实验和模拟研究具有较大的实用价值和研究意义。
本文以东风商用车公司水平连铸一厂生产的一款灰铸铁缸盖铸铁型材为研究对象,重点对该铸铁型材的硬度场展开了实验研究和数值模拟两方面的工作。缸盖铸铁型材硬度场的实验研究工作主要有,根据该灰铸铁缸盖铸铁型材的特征,设计出了一套合理可行的铸铁型材切片和硬度测量方案。在该实验设计方案的基础之上,全程追踪了该铸铁型材的生产过程,并获取了铸铁型材的浇注温度、浇注时间和浇注铁水成分等浇注参数。后对两组成品缸盖铸铁型材进行了切片并对各切片上的试验点进行了硬度测量,分别获得每个缸盖铸铁型材各85个实测的硬度试验数据值。目前，著名公司如美国福特汽车、福特赛车、康明斯发动机，德国奔驰、德国载重汽车，瑞典斯凯孚、萨博、沃尔沃汽车等均已经成功应用了水平连铸ADI铸件。在欧洲和美国，水平连铸ADI已经广泛应用于工业的各个部门，成功地替代了多种碳钢和低合金钢铸件、锻钢件、表面淬火和氮化处理的铸钢件、铝合金铸件、铜合金铸件、普通球铁铸件，以及焊接件和组装件等，品种达数千种。国外著名的连铸型材生产制造商如美国的Dura—Bar公司和日本虹技株式会社等早已用球铁连铸型材批量制造各种齿轮、齿轮轴、轴套和联轴节等部件。
采用铸铁型材加工的ADI传动齿轮在国产康明斯B系列柴油发动机上已成功应用多年，不仅使用交易良好，而且成本大幅降低。高速机车转向架ADI套利用铸铁型材制造，寿命比原来提高4倍多，取得了良好的社会效益和经济效益。连铸型材ADI活塞环，节油20%以上，使用寿命大于15万公里。连铸型材加工ADI剪切刀片与T10钢经热处理的传统剪切刀片相比，使用寿命可提高1.24倍。利用合金化的连铸球铁型材生产的某柱塞泵部件，石墨球圆整，球化率高，具有度、高耐磨和耐高压性，完全达到技术要求。影响铸铁组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形式、形态、大小和分布。铸铁的发展，主要是围绕如何改变石墨的数量、大小、形状和分布这一中心问题进行的。因此，首先应研究铸铁中石墨的形成过程及其影响因素。铸铁中石墨的形成过程称为石墨化。在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。
前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。但在扩散时间足够的条件下，或在合金中含有可促进石 墨形成的元素(如硅等)时，在合金中便会直接自液体或奥氏体中析出石墨。实践证明，成分相同的合金在冷却时，冷却速度愈快，析出渗碳体的可能性愈大；冷却速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。
