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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。
对异常灰斑的金相组织和区成分进行了分析.结果 表明:低于4.3％的碳当量、成分偏析和厚大且相对封闭的铸铁型材结构是形成这一缺陷的主要原因.在这些条件下易形成缓冷枝晶Si元素在缓慢冷却的奥氏体支晶内部偏析并富集促进形成铁素体;而Mn元素和Cu元素在枝晶附近及外部偏析并富集促进珠光体形成.两种基体组织的硬度差使加工后出现很大的色差形成宏观的灰斑形貌.
球墨铸铁由于其力学性能优良，成本低廉，在生产上得到了广泛的应用。
对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，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。
球墨铸铁的表面层，在冷却凝固过程中，铁液和树脂砂、涂料、冷铁等接触，其结晶条件与内部不同，导致石墨形态发生变化，从而影响了球墨铸铁中的石墨组织形态，使得铸铁型材的性能下降。本文结合公司实际生产中的一件球墨铸铁铸铁型材在顾客处发现裂纹的现象，对球墨铸铁型材的表层片状石墨组织缺陷进行了系统的研究。
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