對(duì)直徑為46mm的水平連鑄灰鑄鐵棒材進(jìn)行凝固數(shù)值模擬。通過(guò)實(shí)測(cè)石墨套內(nèi)溫度場(chǎng)及數(shù)值計(jì)算,用傳熱學(xué)反問(wèn)題求解方法確定鑄棒表面的熱流邊界條件。采用所求得的鑄棒表面熱流分布函數(shù),進(jìn)行了計(jì)及鑄棒軸向傳熱的凝固數(shù)值模擬,所得凝固前沿形貌與實(shí)際情況大體接近。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步用凝固模擬方法研究了水平連鑄鑄鐵棒材生產(chǎn)中主要工藝參數(shù)對(duì)結(jié)晶器出口處棒材凝固層厚度的影響。
電子工業(yè)專用設(shè)備，如劃片機(jī)、切片機(jī)、粘片機(jī) 計(jì) 中需要解決如何選擇這類零件 的材料和加工方 等，屬于特殊的設(shè)備行業(yè) 。這類設(shè)備包含的零件數(shù) 法，降低設(shè)備制造成本，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的 目的。 量和種類較多，其 中有一部分零件形狀復(fù)雜，在設(shè) 劃片機(jī)是一種 電子工業(yè)專用設(shè)備，這種設(shè)備為脆性金屬材料，灰 口鑄鐵所 占的石墨片或其他 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 缺陷所產(chǎn)生的切 口，易造成應(yīng)力集 中。 HT250灰 口鑄鐵具有較好的機(jī)械性能和鑄造 鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 性能。與低牌號(hào)灰 口鑄鐵 (HT100、HT150)比較，強(qiáng)合理的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證零件質(zhì)量的同 度和硬度較高，通過(guò)人工時(shí)效處理后容易加工，切時(shí)應(yīng)該使鑄造工藝過(guò)程盡量簡(jiǎn)化，提高生產(chǎn)率，降 削性能好，在精加工前通過(guò)熱處理定性后，精度穩(wěn) 低鑄件廢 品率，為生產(chǎn)過(guò)程創(chuàng)造 良好條

由于球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)—糊狀凝固方式,所以縮松不僅是它的固有缺陷,而且,采用傳統(tǒng)的工藝,很難完全。生產(chǎn)中常采用加冷鐵或冷鐵加水冷等方法,這樣把表層的縮松趕到鑄件內(nèi)部,機(jī)械加工后,縮松就不會(huì)暴露出來(lái)。但是隨著對(duì)鑄件質(zhì)量要求的提高,客戶不僅對(duì)鑄件的外觀有要求,而且對(duì)鑄件內(nèi)在質(zhì)量的要求也不斷提高。對(duì)生產(chǎn)的鑄件要求進(jìn)行無(wú)損探傷,這樣躲在鑄件內(nèi)部的縮松就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。因此,從根本上鑄件內(nèi)部的縮松缺陷是今后企業(yè)所希望達(dá)到的目標(biāo)。本課題深入研究球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)和縮孔、縮松的形成機(jī)理,擬采用一種新工藝,從根本上球墨鑄鐵件的縮松缺陷,以提高球墨鑄鐵件的整體質(zhì)量。
本文是采用多種合金成分配制成多種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑,添加到不同的試塊中,利用超聲波無(wú)損探傷技術(shù)檢測(cè)試塊內(nèi)部縮松缺陷變化;對(duì)其斷面的進(jìn)行宏觀組織觀察;利用金相顯鏡觀察和分析了其觀組織變化,并對(duì)試塊的布氏硬度、強(qiáng)度和延伸率進(jìn)行了測(cè)定。 研究結(jié)果表明:通過(guò)改變除縮劑成分可減少或完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷:C型除縮劑能夠完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷,效果好。D型和H型除縮劑可以明顯減少鑄件內(nèi)部的縮松缺陷,G型和I型除縮劑使球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷明顯向上表面集中。曲軸試塊豎置時(shí),隨著加入量的增加,縮松缺陷整體向上表面集中,縮松缺陷面積先逐漸減少后又逐漸增加,不能完全曲軸試塊內(nèi)部的縮松缺陷;曲軸試塊橫置時(shí),底部左右兩側(cè)添加除縮劑并配合頂部加冒口的工藝方案,可完全球墨鑄鐵鑄件內(nèi)部的縮松缺陷。各種球墨鑄鐵復(fù)合除縮劑對(duì)石墨的球化程度、鑄件的力學(xué)性能及珠光體含量均無(wú)明顯影響,但可使鑄件局部晶粒細(xì)化。

在電爐灰鐵鐵水中通過(guò)加入增S劑形成一定量的MnS，作為異質(zhì)核心，提高孕育效果，這從理論來(lái)說(shuō)是正確的，但是近年來(lái)大多數(shù)文獻(xiàn)資料所說(shuō)，電爐高牌號(hào)灰鐵的含S量需控制在0.05-0.10%比較合適，然而許多工廠的實(shí)踐證明，當(dāng)含Mn量在1%左右時(shí)，若鑄件成分分析含S量超過(guò)0.05%，鑄件就開(kāi)始產(chǎn)生縮孔缺陷，當(dāng)含S量超過(guò)0.07%時(shí)就會(huì)發(fā)生批量縮孔，這種現(xiàn)象如何解釋呢？
灰鑄鐵中的S有兩種存在形式，一種是單質(zhì)，另一種是化合狀態(tài)的MnS，灰鐵中起結(jié)晶核心作用的硫，主要是化合狀態(tài)的MnS，我們現(xiàn)在的化驗(yàn)手段（無(wú)論是化學(xué)分析還是光譜分析），都只能分析出鑄件和鐵水中單質(zhì)狀態(tài)而以化合狀態(tài)（MnS）存在的S是化驗(yàn)不出來(lái)的。當(dāng)單質(zhì)S含量超過(guò)0.05%時(shí)，化合態(tài)的S含量就比較高了，此時(shí)的鐵水中： MnO+FeS=MnS+FeO，F(xiàn)eO+C=Fe+CO,或2FeO+C=2Fe+CO這時(shí)鐵水在凝固過(guò)程中就在析出CO或CO2的同時(shí)產(chǎn)生部分棕色的MnS粉沫，形成鐵渣反應(yīng)氣縮孔。只要具備一定的條件，這種氣縮孔，不僅在電爐鐵水也在沖天爐鐵水中發(fā)生。其實(shí)我們?cè)陔姞t熔化過(guò)程中，已經(jīng)增加了一部分硫，這些硫來(lái)自于：由回爐的澆注系統(tǒng)帶來(lái)，澆注系統(tǒng)中的硫磷含量遠(yuǎn)高于鑄件中的含量;生鐵中的硫，一般生鐵中的硫含量是不高的，而我們購(gòu)買的普通生鐵上面都攜帶不同程度的爐渣（拉圾），我們是不會(huì)化驗(yàn)的，但這些拉圾卻含有較高的硫磷，會(huì)帶入爐內(nèi);廢鋼和生鐵等爐料的鐵銹，氧化鐵含量較高，進(jìn)入鐵水中會(huì)增加硫的吸收率。在這樣的情況下，如果我們?cè)傺a(bǔ)加硫化鐵來(lái)就過(guò)分了。實(shí)際生產(chǎn)高牌號(hào)灰鑄鐵件時(shí)，鐵水中的單質(zhì)S控制在0.03-0.05%之間為妥