在消失模工艺条件下通过向普通球墨铸铁中加入Cu、Sb元素的方法制备了度合金化球墨铸铁并采用Procast软件对中大型冲压件模具充型过程进行模拟。系统研究了Cu、Sb元素对球墨铸铁型材的观组织和性能的影响规律。组织观察表明随着Cu含量的增加珠光体含量增加。当Cu含量一定时随着Sb含量的增加珠光体含量进一步增加。机械性能测试表明Cu、Sb合金化元素能够明显地提高球墨铸铁的强度和硬度等机械性能但导致延伸率略有下降。 采用该种新材料结合消失模铸造技术开发研制了大型球墨铸铁冲压件模具毛坯实现了大型冲压件模具的一次近终成型。 对鼓肚缺陷，在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺，即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的，通过实施反弧度法工艺，铸铁型材的鼓肚现象得到有效。但由于在率次实验过程中，刚开始生产铸铁型材时的拉拔速度比较慢、拉拔周期较长，使铸铁型材在结晶器的停留时间过长，导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹，实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高，组织更为均匀，并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时，伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似，反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。所获得拉坯工艺参数能够用于实际生产系统，实现高质量、率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。采用Procast软件对轿车顶盖模具在消失模工艺下充型过程进行数值模拟结果表明:该材料在消失模工艺条件下采用双侧浇注系统时当真空负压值为0.07MPa浇注温度为1450℃可以获得优质无缺陷的模具铸件模拟结果与实际结果相吻合。 采用本研究所开发的新型度球墨铸铁材料在消失模工艺下研制了多种中大型冲压件模具经试验验证具有良好的机械性能抗拉强度大于710MPa硬度可达230-280HB延伸率可达3-5%基体中珠光体含量大于90%经无损探伤测试模具铸件无缩孔符合中大型冲压件模具的性能要求。

由于在对铸铁型材正火时，加热和冷却过程中，处于不同位置的铸铁型材加热与冷却温度梯度、过冷度不一致，铸铁型材基体珠光体含量不稳定，零件淬火后硬度达不到设计要求，斜盘等摩擦面工作时温度过高，摩擦副产生相变软化现象，成为影响柱塞泵质量的主要原因。采用合金化方式直接生产铸态QT600-3斜盘铸铁型材，获稳定的珠光体含量，是解决轴向柱塞泵斜盘等因摩擦面工作时温度过高摩擦副产生相变软化问题的关键。导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹，当拉拔参数调整合适时，下凹及鼓肚现象基本消失。反弧度法工艺制各的铸铁型材组织更为均匀，力学性能更为优良。与实施反弧度法之前的铸铁型材相比，实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高，组织更为均匀，并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时，伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指出。与拉伸性能结果类似，反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。随着近些年中国环保法规逐渐严格零部件的水平连铸工艺也随之形状复杂化与薄壁化.甚至是通过耐热铸铁研制而成的排气系统构件同样在向这种趋势发展与演变.为确保所制造的铸铁型材具有高质量、无缺憾的特点通过水平连铸计算机辅助工程(水平连铸CAE)来研究薄壁铸铁型材的水平连铸工艺具有非常重要的意义.并探讨水平连铸CAE技术在薄壁铸铁型材上的水平连铸工艺应用.


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