铸铁型材-品质保障

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。 在铸铁型材中含Si、MnP等元素，其中碳元素和硅元素可以促进铸铁的石墨化，但是硫元素会阻碍铸铁的石墨化，其影响力和其在铸铁中的含量有很大的关系，同时不同元素之间可能会产生一定发的联系，这都会对铸铁的石墨化造成影响，整个过程是极为复杂的。 随着含氮、锰量的增加：片状石墨长度变短、宽度稍有增加,弯曲程度加大,石墨端部钝化,对基体的割裂作用减弱；细片状珠光体含量略有增加,珠光体层片间距减小；试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,当含氮量为0.012%、含锰量为1.24%时,试样的抗拉强度和硬度达到大值,分别为395MPa和260HBW。当铁液中含氮量≥0.011%时,铸件表面下开始出现气孔缺陷。 在适当含氮量(0.0080%左右)基础上,含钛量在0.055%-0.149%范围内时,试样的金相组织为A型和D型石墨+珠光体+少量铁素体。该工艺具有成本较低、毛坯尺寸精度高、环保特性好、铸造效率高等特点,开创了消失模铸造工艺新的应用领域。 在消失模工艺条件下,采用BP神经元网络建立了Cu、Sb合金化球墨铸铁合金成分与观组织及性能之间关系的数学模型,预测值与实验结果吻合良好,该模型具有正确性和一定的实用性。 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,完全能够代替国外产品

灰铸铁型材机械性能兼有度和高塑性，经常规热处理后可以获得各种需要的基体组织厦性能，表面处理容易，铸铁型材表面进行玻璃、搪瓷涂层，铜、铬、钨电镀，渗碳、氨等表面处理，性能远远高于砂铸件和钢件。灰铸铁型材主要由铁、碳和硅组成的合金的总称，在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量，铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称，在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量. 大量研究表明，在球墨铸铁中加入铜，可使基体珠光体化，从而使其硬度均匀，耐磨性提高  试验研究表明优选化学成分，保证铁液化学成分，高碳、低硅、低磷、低硫，并加入适量的合金化元素铜，控制球化和孕育过程，铁液出炉温度控制在1420℃～1450℃，浇注温度控制在1℃左右，浇注后60分钟高温打箱，可获得生产轴向柱塞泵斜盘等摩擦件要求的合格铸铁型材。按铸态球墨铸铁生产工艺获得的QT600-3铸铁型材，力学性能可靠，组织均匀。完全满足了斜盘等柱塞泵摩擦件生产要求。解决了柱塞泵斜盘等摩擦件因摩擦面工作时温度过高，摩擦副产生相变软化的问题。提高了产品质量和可靠性。 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. 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。