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在的很多的铸件产量中有较大的比例并且生产技术也达到了一定的水平.但由于铸造过程中的复杂性使得球墨铸铁件的质量仍然存在着很多的问题.为了更好地控制其生产质量，本文根据生产实际及当前的关于球型石墨，晶体方面的形成，生长理论，结合先进的计算机技术，对金属凝固过程的观组织进行了计算机模拟仿真，也称为凝固过程观模拟，这个名称是相对于凝固过程宏观模拟而言的。球墨铸铁件作为重要的工程材料具体是指在晶粒尺度上对金属凝固过程进行模拟仿真.本文根据热力学局部区域的边界处理二二者基本吻合。 在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。 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，
前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。 开发球墨铸铁水冷铜合金金属型铸造工艺。 主要工艺路线是采用水冷铜型模具，利用水冷带走金属型模具热量，使模具在快速铸造生产中保持一定恒温。针对模具应具有高热传导性，一定的耐磨性和易于加工的要求，在铜合金模具选材上，研究开发了Cr-Zr-Mg铜合金模具材料，提出Cr-Zr-Mg铜合金成分范围和机械性能，并确定其冶金制造工艺流程。 采用WindowsXP操作系统，UG图形软件和Foxpro数据库。我国汽车用球铁齿惰轮为典型铸件并利用UG的二次开发功能开发应用程序，构建铜合金模具CAD系统的总体框架，研究型腔结构设计模块的实现方法，以形成适用于铜金属型模具CAD/CAE技术。 对金属型铸件(铁型球铁齿惰轮，铜型球铁齿惰轮)提出充型凝固过程数值模拟方法和温度场模拟数值计算，预测金属型铸件缺陷，并完成了金属型铸件充型凝固过程测温和编制实用.。 车物悬置，制动器和转向装置。动力源曲轴是承受连续变化的弯曲，扭转和剪切载荷的零件，并且在它的使用寿命内，要循环十亿次，汽车设计的工程师们早在19152年即在发现用镁处理的方法四年之后，就立刻考虑采用球铁的可能性。福特汽车公司的几乎所有曲轴都用这种材料来制造。上大多数汽油机汽车都装上球铁曲轴来代替锻钢曲轴，这种应用被认为是价值工程的典型例子。
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。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。 在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因、 铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。 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，前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。 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 ，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。其他性能 灰铸铁具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。热处理 灰铸铁的热处理后只能改变基体组织，不能改变石墨的形态，因而不可能明显提高灰铸铁件的力学性能。灰铸铁的热处理主要用于铸件内应力和白口组织，稳定尺寸，改善切削加工性能，提高表面硬度和耐磨性等。内应力退火 用以铸件在凝固过程中因冷却不均匀而产生的铸造应力，防止铸件产生变形和裂纹。其工艺是将铸件加热到500～600℃，保温一段时间后随炉缓冷至150～200℃以下出炉空冷，有时把铸件在自然环境下放置很长一段时间，使铸件内应力得到松弛，这种方法叫“自然时效”，大型灰铸铁件可以采用此法来铸造应力。 石墨化退火 以白口组织，降低硬度，改善切削加工性能。方法是将铸件加热到850～900℃，保温2～5小时，然后随炉缓冷至400～500℃，再出炉空冷，使渗碳体在保温和缓冷过程中分解而形成石墨。 表面淬火 提高表面硬度和延长使用寿命。如对于机床导轨表面和内燃机汽缸套内壁等灰铸铁件的工作表面，需要有较高的硬度和耐磨损性能，可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高（中）频感应加热表面淬火和接触电阻加热表面淬火铸铁类别
提高Si/C比会减少石墨数量，增强基体强度，加入合金化元素进行变质可以使石墨变得更加弯曲细小，并能够提高基体强度。从灰铸铁的力学性能上来看，提高Si/C比能大幅提高其力学性能，随着合金化元素加入量的提高也可以提高其力学性能，在考察的孕育剂中，硅锆锰孕育剂提高力学性能的效果佳。 使灰铸铁能够更多的应用于度汽车结构件中。近些年来，由于对灰铸铁的强度要求越来越高，灰铸铁的组织特征发生了很大的变化，也带来了度灰铸铁切削加工性能变差这一普遍关注的问题。度灰铸铁的切削加工性能较差，其主要原因与其组织组成相中石墨的形态，数量，尺寸，分布以及珠光体基体的特征相关。 在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。 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， 前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。本文通过调整Si/C比，合金化元素加入量以及改变孕育剂种类来影响灰铸铁的石墨，珠光体以及初生奥氏体形态。灰铸铁比蠕墨铸铁和球墨铸铁有更好的导热性能以及切削性能从而获得更高的抗拉强度以及更好的切削加工性能。 从金相组织方面。 由于剪切力的作用，度灰铸铁组织中的石墨将发生规律性的变形，增加石墨的数量能够减轻切削加工过程中的抗力，降低刀具的磨损，改善度灰铸铁的切削加工性能。通过石墨对度灰铸铁的性能影响的研究，为开发度易切削加工度灰铸铁提供理论依据，获得度易切削加工灰铸铁的组织形貌为短细的石墨及细小片间距的珠光体组织。 提高Si/C比使加工性能严重恶化，随着合金化元素加入量增加，加工性能先提高后降低，在考察的孕育剂中，硅锆锰孕育剂提高加工性能和力学性能的效果也为佳。 通过分析拉伸过程以及切削加工过程中度灰铸铁的石墨变形规律，揭示出石墨对度灰铸铁抗拉强度与加工性能的影响机制。在拉伸过程中，石墨作为夹杂分布在集体组织中，石墨形态对度灰铸铁的抗拉强度有很大的影响。石墨越弯曲，石墨端部角度越钝，抗拉强度越好。从加工性能上看来在切削加工过程中。
设计了进刀箱盖、衬铁铸铁型材的消失模水平连铸工艺，模拟了其充型和凝固过程，预测了水平连铸缺陷，并进行了相应的工艺优化。按照优化后的工艺参数进行实际生产，得到了合格的铸铁型材，验证了数值模拟的可靠性。 近年来,随着计算机技术的飞速发展,水平连铸CAE技术已被大量应用于实际生产当中,如铸铁型材充型凝固过程的数值模拟、应力场数值模拟、铸铁型材观组织的数值模拟等。而在此基础上,对铸铁型材的力学性能进行预测也一直是学者研究的重点和难点之一,同时也是如今水平连铸CAE技术的热门研究方向。作为发动机类铸铁型材的发动机缸盖是极具代表性的铸铁型材产品,对其硬度性能进行实验和模拟研究具有较大的实用价值和研究意义。本文以东风商用车公司水平连铸一厂生产的一款灰铸铁缸盖铸铁型材为研究对象,重点对该铸铁型材的硬度场展开了实验研究和数值模拟两方面的工作。缸盖铸铁型材硬度场的实验研究工作主要有,根据该灰铸铁缸盖铸铁型材的特征,设计出了一套合理可行的铸铁型材切片和硬度测量方案。在该实验设计方案的基础之上,全程追踪了该铸铁型材的生产过程,并获取了铸铁型材的浇注温度、浇注时间和浇注铁水成分等浇注参数。后对两组成品缸盖铸铁型材进行了切片并对各切片上的试验点进行了硬度测量,分别获得每个缸盖铸铁型材各85个实测的硬度试验数据值。
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