值得信赖的铸铁型材基地

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，目前在主要工业机械构件中均得到广泛应用。这些机械构件被主要应用于一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求高的零件中，如柴油机、汽车及拖拉机的曲轴、凸轮轴、汽缸盖、中压阀门，汽车及拖拉机的某些齿轮以及农机、农具等零件，这就要求它们有高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀性以及良好的尺寸稳定性等。球墨铸铁大量取代了可锻铸铁、铸钢和灰口铸铁，已经发展成为一种重要的工程材料。由于球铁基体中存在不同形态的石墨，所以就导致球墨铸铁的性能差异很大。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。

按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁，珠光体一铁素体基体灰铸铁，珠光体基体灰铸铁。灰铸铁(4张)铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片，其强度，硬度差，很少应用，珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀，细小的石墨片，其强度，硬度相对较高，常用于制造床身，机体等重要件，珠光体—铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片。灰铸铁碳量较高（为2.7%~4.0%）此种铸铁的强度我国消化吸收国外柔性制造系统( Pseudo- FMS) 。 对铸铁水平连铸生产线的主控制系统作了相应的改进，提高了牵引机控制系统的动态特性、停车制动特性、抗电网干扰能力，满足了空调压缩机用小直径铸铁型材的生产工艺对硬件设备的要求。 通过生产对比试验研究了空调压缩机用小直径铸铁型材的化学成分与组织的关系;水平连铸条件下合金灰铁型材表层碳化物的控制方法;石墨形态和基体组织的控制工艺;优异的综合力学性能指标的控制措施。生产出了成分、组织、性能达到空调压缩机滚动活塞性能要求的铬钼铜低合金灰铁型材。 同时，针对空调压缩机用铸铁型材的成分、组织及性能之间的关系结合与普通铸铁型材的差异进行了探讨，从显微组织及断口分析着手，对其具有高性能的成因作了理论分析。表明在大的冷却速度和合金元素的共同作用下，铸铁型材获得了发达的树枝晶、细小的共晶团、近似蠕虫状且非常细小的D型石墨、大量的珠光体和极少量的铁素体基体组织，从而使铸铁型材具有了非常优良的综合力学性能。对于HT200/HT300等度灰铸铁来说，废钢左右强度，生铁影响组织。高比例废钢（尤其是船板）与高比例回炉料（浇冒口，废铸件，铁屑）搭配，合成灰铁的废加入量不宜超过50%，高比例废钢（尤其是船板）与含硫磷高的生铁搭配，回炉料超过40%（浇冒口，废铸件，铁屑。配料优化组合（%）组成生铁废钢回炉料配比A4030配比B3040配比C2040配比D205030锰硫含量需要提高硬度时锰的含量可达1.0－1.2%。

为了使铸铁具有这些特殊的使用性能，就必须加入数量不等的各种合金元素。因此，就化学成分而言，它们又属于合金铸铁的范畴。通常加入的合金元素有：硅、锰、磷、铝、铬、钼、钨、锑、硼、钒、钛等，其中硅、锰、磷是铸铁中的常见元素，但在特种铸铁中它们的含量往往超出普通铸铁中的一般含量，只有这样，才有明显的合金化作用。在工程上有些零件是在高温下工作的，如加热炉的板和炉栅、热风管、熔化用铸铁坩埚、退火箱、锅炉配件等。这些零件不但要有一定的高温强度，而且应有一定的抗氧化性和抗生长能力。在石油、化工、化肥等工业部门中，许多零件和设备要求有较好的抵抗腐蚀破坏的能力，以保证有较长的使用寿命。

铸铁型材在重工业中需求量大，被广泛应用于交通运输、机床、印刷、农业机械等支柱行业。拉坯工艺参数设置是铸铁型材生产中的关键环节，设置不合理会导致拉漏、拉断等生产事故和产生表面裂纹等铸造缺陷。现有铸铁型材生产企业拉坯工艺参数控制技术参差不齐，尚无完整的理论体系。为了深入研究上述问题，本文以铸铁型材拉坯工艺为研究对象，研究拉坯工艺参数控制规律，拉坯工艺参数自适应整定问题，以便解决生产事故与铸件缺陷问题，为生产企业提供一定的理论体系指导。采用数值模拟与非线性拟合方法进行拉坯控制规律研究。基于ProCast软件建立铸铁型材水平连铸模型，以结晶器出口凝壳厚度和铸件成裂指数为约束条件，获取不同型材的拉坯工艺参数，依据控制变量法得出拉坯工艺参数（拉坯速度、拉停比、拉坯周期）与铸造工艺参数（浇注温度、铸坯宽度、一冷强度、二冷强度）之间存在非线性，强耦合的关系，以及他们之间的控制规律。由于铸铁型材拉坯工艺参数控制系统具有非线性和强耦合的特点，而且无法建立数学模型，采用BP、GA-BP神经网络算法进行拉坯工艺参数自适应整定研究。基于Matlab软件建立以铸造工艺参数为输入，拉坯工艺参数为输出的控制模型。仿真实验表明本文建立的拉坯工艺参数GA-BP神经网络控制模型可以用于拉坯工艺参数自适应整定，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。耐磨铸铁根据其工作条件的不同可分为两大类：在润滑条件下工作的耐磨铸铁，称为减磨铸铁；在干摩擦条件下工作的耐磨铸铁，称为抗磨铸铁。在润滑条件下工作的耐磨铸铁耐磨铸铁的基体组织必须是珠光体，并在基体上镶嵌有很硬的组织颗粒。石墨应是细小均匀分布的，并且不出现晶间石墨。仅就耐磨性来说，球状石墨比片状的好，因为它减少了对基体的消弱作用，而保留了有利润滑的优点。加入合金元素可以促进形成珠光体基体，提高基体硬度和强度，保证硬颗粒牢固地镶嵌在基体上。