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当前汽车发动机铸铁型材断轴缺陷的研究主要采用“传统实验试错法”，耗时耗材、难以快速有效获得砂芯质量调控策略。为此，本文分析从砂芯制作到浇注全流程多工序相关参数与断轴的关系，确定造成断轴缺陷的主要因子；采用“BP神经网络法”建立一套汽车发动机铸铁型材断轴缺陷的诊断模型，并基于此模型研究各项影响因子对缺陷产生的敏感程度；结合实际过程相关参数的波动性获得过程控制策略，用以指导实际生产。对出现在铸铁型材内部的夹杂缺陷，进行了地研究分析，明确了夹杂物的分布规律、元素组成、来源及形成原因，并就如何控制该缺陷的产生给出了相关的建议。对大断面型材表面出现的疤皮缺陷，分析了形成原因，讨论了影响其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。优化设计后得到的铸铁型材新生产线，能够满足 尺寸为400mm的铸铁型材的生产，且生产铸铁型材的工序简化，其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理，因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷，生产实践证明，采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地。首先分析了汽车发动机铸铁型材的生产工艺质量状况，系统阐述了常见的缺陷问题，然后对断轴缺陷的研究现状进行了深入调研，并结合企业实际生产分析了砂芯制作与应用的全流程工序，确定了造成断轴缺陷的主要因子。同时结合企业ERP系统，对断轴缺陷的主要影响因子数据进行挖掘，并以典型铸铁型材为例详细阐述了数据挖掘过程.
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对铸铁型材凝固过程的温度场进行了数值模拟通过对模拟结果进行分析计算获得了铸铁型材各硬度测量点处的凝固冷却速度。由此基于实验获得的铸铁型材实测硬度数据与模拟所得的铸铁型材冷却速度数据建立了适用于该灰铸铁缸盖铸铁型材硬度性能的数学计算模型该模型主要是考虑了冷却速度对灰铁铸铁型材硬度性能的影响。在此数学模型的基础之上对软件进行了二次开发终实现了该灰铸铁缸盖铸铁型材三维硬度数据的建立。由于该数据的建立是基于实测的铸铁型材硬度数据值因此本文的研究对灰铸铁缸盖铸铁型材硬度性能的预测具有重大的意义。 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。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，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。提高镁液充型和补缩能力保护其充型过程适于镁合金水平连铸成形.振动凝固消失模水平连铸技术可提高镁合金充型能力、细化组织、明显提高铸铁型材力学性能.消失模壳型水平连铸技术可或减少消失模水平连铸易于出现的孔洞、夹杂等缺陷能生产高质量复杂镁合金精密铸铁型材.
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