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铸铁型材是指由水平连铸工艺生产的相对于传统砂型铸造而言的铸铁材料,因其采用连续铸造拉拔而成,温度、压力稳定可控,所以形成了致密度也稳定,了气孔,同时其采用石墨模具,杜绝了夹砂砂眼等铸造缺陷。近十年来,铸铁型材以其独特的优势逐步替代部分传统的砂铸产品。 水平连铸铸铁型材在人们逐渐认识和接受过程中形成了各种不同的称谓:铸铁板、铸铁棒、铸铁条料、铸铁棒料等。根据材质不同分为球墨铸铁、灰口铸铁和合金铸铁,于是延伸出简称:球铁棒、灰铁棒、球铁型材、灰铁型材、球铁板、灰铁板等。在平时口语交流中很少有人规范的称呼:球墨铸铁型材、球墨铸铁棒料或灰口铸铁型材、灰口铸铁棒料。
球墨铸铁件之所以能打败其他工件成为多种场合使用的,就是因为它具有强大的抗压能力以及优异的防腐性能,其中防腐性能就是来自于产品表面的镀锌层。当锌与铁发生电化学反应滞后被,就会在球墨铸铁件表面形成稳定的保护层,对产品起到主动的保护作用。
铸铁型材差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号,提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。 常规球铁牌号QT600-3相同,但伸长率要求提高到8%,金相组织要求单位面积球数不少于120个/mm用呋喃树脂砂造型,铸造工艺为:铸件底部设4道内浇道,铸件顶面中心设保温冒口,热节部位设随形冷铁.铁液熔炼、浇注工艺为:采用中频感应炉化铁,RE-Mg球化剂盖包法球化处理以及多次孕育处理;浇注后在浇口杯顶面覆盖干砂保温,并延长保温时间.试制结果显示,齿轮力学性能、金相组织均符合要求,铸件解剖未发现缺陷.



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目前水平连铸工艺并不成熟,因而需要采用数值模拟技术对水平连铸成型模拟,并进行工艺辅助设计。目前大多数公司以ProCAST软件作为水平连铸模拟软件。然而使用ProCAST软件模拟铸铁件水平连铸成型过程时,缩孔分布模拟结果与实际情况不符;另一方面水平连铸多采用经验设计法设计费时费力;此外目前关于晶粒生长方面的研究还不能有效控制铸铁型材的性能。本文结合科技部合作专项(编号:2012DFG70640),对铸铁件水平连铸成型过程模拟技术及工艺设计进行了研究,通过炉前分析方法并结合JMatPro软件,得到了灰铸铁在凝固过程的材料密度变化曲线,实现了铸铁件水平连铸充型与凝固在一个计算模型中完成,准确预测了铸铁型材的缩孔位置。用上述方法对板状零件和叉状零件进行数值模拟,对比板状零件模拟和实验结果,表明充型模拟过程中的充型时间、充型形态、气隙等结果和实验记录的结果吻合;叉状零件成型过程在一个计算模型中完成,模拟结果表明模拟与试制的缩孔结果吻合,可以预测铸铁型材缩孔可能出现的位置,为工艺设计打下了基础。
一种水平连铸工艺设计中浇冒结合的设计方法。工艺设计阶段对轴承座进行凝固分析,得出了铸铁型材各部分的模数后,使用截面比设计法、均衡凝固设计法来定量化设计浇冒口系统的尺寸。
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