開發(fā)新型高性能球墨鑄鐵中大型沖壓件模具材料來替代鍛造合金鋼及其它高合金鑄鐵等沖壓件模具材料。在消失模工藝條件下通過向普通球墨鑄鐵中加入Cu、Sb元素的方法制備了度合金化球墨鑄鐵,并采用Procast軟件對中大型沖壓件模具充型過程進(jìn)行模擬。系統(tǒng)研究了Cu、Sb元素對球墨鑄鐵的觀組織和性能的影響規(guī)律。組織觀察表明,隨著Cu含量的增加,珠光體含量增加。當(dāng)Cu含量一定時,隨著Sb含量的增加,珠光體含量進(jìn)一步增加。機(jī)械性能測試表明,Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度和硬度等機(jī)械性能,但導(dǎo)致延伸率略有下降。 采用該種新材料結(jié)合消失模鑄造技術(shù)開發(fā)研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯,實(shí)現(xiàn)了大型沖壓件模具的一次近終成型。
   該工藝具有成本較低、毛坯尺寸精度高、環(huán)保特性好、鑄造效率高等特點(diǎn),開創(chuàng)了消失模鑄造工藝新的應(yīng)用領(lǐng)域。 在消失模工藝條件下,采用BP神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立了Cu、Sb合金化球墨鑄鐵合金成分與觀組織及性能之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好,該模型具有正確性和一定的實(shí)用性。 采用Procast軟件對轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過程進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明:該材料在消失模工藝條件下,采用雙側(cè)澆注系統(tǒng)時,當(dāng)真空負(fù)壓值為0.07MPa,澆注溫度為1450℃,可以獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的模具鑄件,模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相吻合。 采用本研究所開發(fā)的新型度球墨鑄鐵材料,在消失模工藝下研制了多種中大型沖壓件模具,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證具有良好的機(jī)械性能,抗拉強(qiáng)度大于710MPa,硬度可達(dá)230-280HB,延伸率可達(dá)3-5%,基體中珠光體含量大于90%,經(jīng)無損探傷測試,模具鑄件無縮孔,符合中大型沖壓件模具的性能要求,完全能夠代替國外產(chǎn)品

鑄鐵在鑄造過程中經(jīng)常產(chǎn)生氣孔、渣孔、夾砂、縮孔、裂縫,澆鑄不足等缺陷.而在使用部門,由于超負(fù)荷,機(jī)械事故以及自然損壞等原因,造成鑄鐵機(jī)件的損壞也很多,對這些有缺陷件及損壞件,應(yīng)根據(jù)鑄鐵的特點(diǎn),采取相應(yīng)的補(bǔ)焊工藝進(jìn)行修復(fù).在所有的鑄鐵中,灰鑄鐵應(yīng)用廣泛(導(dǎo)軌、機(jī)床底座、工作臺、氣缸、閥門、齒輪等).由于補(bǔ)焊的要求及補(bǔ)焊對象不同,灰鑄鐵有多種補(bǔ)焊方法,但目前我國常用的方法是焊條電弧焊和氣焊.由于電弧焊焊條比較昂貴,一般用于補(bǔ)焊厚大的鑄件;氣焊縫的材質(zhì)、性能、顏色等和母材相近、設(shè)備簡單、取材容易,適于補(bǔ)焊中、小型薄壁件.氣焊火焰比電弧焊低,加熱和冷卻速度比較緩慢,加熱程度和加熱時間可以控制,這些都有利于石墨化.因此,氣焊仍是一種某些場合下常用的方法.
球墨鑄鐵的球化處理和孕育處理方法,從原材料質(zhì)量、工藝操作、鐵液包形狀、出爐溫度等方面,分析了影響球化孕育效果的因素,并給出相應(yīng)的防止措施,得出以下結(jié)論:(1)原鐵液w(S)量高,會導(dǎo)致球化劑的加入量增加,不利于鐵液質(zhì)量的穩(wěn)定;(2)w(RE)量高,會引起大斷面的軋輥內(nèi)部產(chǎn)生碎塊狀石墨;(3)根據(jù)鑄件大小,適當(dāng)控制球化處理溫度和澆注溫度,有利于避免產(chǎn)生球化衰退和孕育衰退等現(xiàn)象;(4)采用復(fù)合孕育劑、多次孕育和隨流孕育等方法強(qiáng)化孕育處理,有利于增加石墨核心,改善球化效果,增加石墨數(shù)量,提高球鐵鑄件的綜合性能.

現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)的農(nóng)業(yè)方法要求能提供在需要的狀態(tài)下可靠的和使用壽命較長的農(nóng)業(yè)機(jī)械。整個農(nóng)用工業(yè)中所廣泛使用的球鐵鑄件包括各種拖拉機(jī)配件、犁樺、托架、夾鉗和滑輪。典型的部件是農(nóng)用車倆后軸殼，‘它原來采用鑄鋼件。道路鋪設(shè)和建筑工業(yè)都需要相當(dāng)數(shù)量灼各種各類的設(shè)備包括推土機(jī)、打進(jìn)機(jī)、起重機(jī)和壓縮機(jī)，球鐵鑄件在這些方面都有應(yīng)用。機(jī)床工業(yè)利用球鐵的工程性能，它允許設(shè)計(jì)復(fù)雜的機(jī)床部件以及鑄件重量超過10。噸的重型機(jī)器鑄件。在應(yīng)用包括注射塑模板、鍛壓機(jī)汽缸和活塞。球鐵的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高，機(jī)械加工性能好，允許生產(chǎn)較輕鑄件而使其保持剛性。同樣，球鐵的強(qiáng)度和韌性使其成為各種手工工具，如扳手、夾鉗和量具的理想材料。
球閥的制造者們是球鐵(包括奧氏體球鐵)的主要使用者，其應(yīng)用方面包括成功地輸送各種酸、鹽和堿性液體。球鐵在閥的應(yīng)用方面的一個有趣的例子是球閥塞由英國Parkfeld制造廠生產(chǎn)。用于1420毫米煤氣管道的大型球閥塞，原先用鍛鋼制造，直徑2410毫米、重量17噸?；旧现匦略O(shè)計(jì)的球鐵球閥塞重量僅n噸。附加的好處包括減少機(jī)械加工余量和加工時間以及提高了總的精度。完全鐵素體球鐵(1501085牌號370一應(yīng)用于這些球閥塞。鐵素體球鐵(GGG用作用過的原子核燃料桿(仍含有50%)的運(yùn)送和貯藏容器的材料是由德國KrefeldSiempelkamp鑄造廠所積極促成的。為了取得應(yīng)用這種球鐵的贊賞，Ssempelkarnp要求重量大約85噸的Caster容器經(jīng)受有史以來施加于鐵鑄件的嚴(yán)格的惡劣的負(fù)荷試驗(yàn)。這些試驗(yàn)包括將85噸鑄件在低于一40“C溫度，從九米高度落到1000噸重的水泥座上，以及由中發(fā)射出一發(fā)大，幾乎以聲音的速度撞擊到鑄件上。