铸铁型材可加工设计

球墨铸铁在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁，经过金相检验，具有放射状的球状石墨，球化率相当于现代标准一级水平。而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才研制成功的。中国古代的铸铁，在一个相当长的时期里含硅量都偏低，在约2000年前的西汉时期，中国铁器中的球状石墨，就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到。这是中国古代铸铁技术的重大成就，也是冶金史上的奇迹。球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。西方某些学者甚至声称，没有现代科技手段，发明球墨铸铁是不可想象的。1981年，中国球铁专家采用现代科学手段，对出土的513件古汉魏铁器进行研究，通过大量的数据断定汉代中国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第科技史大会上宣读，轰动了铸造界和科技史界。冶金史专家于1987年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律，这对冶金史作重新分期划代具有重要意义。

空心铸铁型材及水平连铸装置，在相应领域内替代砂型铸件，这种空心铸铁型材的截面中部有通孔，截面轮廓形状为圆形、矩形、多边形。上述空心铸铁型材的水平连铸装置，其基本结构包括保温炉、设置于炉口处的外结晶器、牵引设备组成，其特征在于在保温炉内与外结晶器对应位置设置内结晶器。所述的内结晶器固定保温炉下部的外壁上。本实用新型采用的技术方案，与砂型铸造相比，表现在机械性能提高，切削性能提高，表面光洁，加工余量小，可直接加工成阀体、齿轮泵外壳，液压导向套等，比实心型材的再加工大大提高了工效。空心铸铁型材生产，基本有三种方式， 种采用垂直下拉的间歇式连铸铁管生产装置，该装置因生产的型材致密性差已被淘汰；第二种采用水平连铸加内结晶器的生产装置生产空心铸铁型材，由于该装置结晶器顶部与底部存在较大温差，为防止顶部漏铁而放慢拉速，导致型材下部过冷，与石墨套内壁摩擦力过大，超过石墨的抗拉强度导致石墨套下部常常拉断，很难实现连续生产；第三种采用无芯的垂直上拉空心铸铁型材连铸生产装置，该装置采用重力场、温度场、电磁场等联合作用所产生的“复合物理场”约束成型，由于该“复合物理场”约束成型的条件要求较为严格，生产成本高，制约了型材的种类，因此限制了其应用。

铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到，除Fe外，还含及其它铸铁中的碳以石墨形态析出。因为球墨铸铁石墨呈现出球状，晶粒之间的割裂作用降到低，应力集中作用小，其强度很高。故基体能很好的发挥出抗拉强度与延伸率。所以球墨铸铁的力学性能比灰铸铁和可锻铸铁高。灰铸铁是片状石墨割裂基体,易引起应力集中,脆性大,消振性能好。主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等。
          球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度低，故应用较少。