球墨鑄鐵以其良好的抗沖擊性、很高的抗拉強(qiáng)度及鑄鐵特有的優(yōu)良的鑄造性、耐磨性、抗疲勞性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造工業(yè)的各種零部件。本文針對(duì)公司球墨鑄鐵件切削加工中存在的問(wèn)題(如進(jìn)排氣管過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺),通過(guò)有限元建模分析和切削試驗(yàn),探索球墨鑄鐵切削過(guò)程中切削毛刺的形成機(jī)理,并進(jìn)一步探索球墨鑄鐵的切削性能,為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低切削成本提供工藝指導(dǎo)。 本文首先基于有限元建模,對(duì)球墨鑄鐵的銑削過(guò)程進(jìn)行了仿真分析,仿真表明球墨鑄鐵銑削過(guò)程等效應(yīng)變和溫度具有相似的分布規(guī)律。切削毛刺仿真表明,毛刺形成過(guò)程中,溫度逐漸升高,毛刺的大小與溫度升高的持續(xù)時(shí)間相關(guān)。
進(jìn)一步的切削試驗(yàn)表明:速度和進(jìn)給量對(duì)毛刺的影響較小,而切深影響較大。同時(shí)對(duì)球墨鑄鐵銑削加工性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究表明:球墨鑄鐵表面粗糙度隨著銑削速度的增大而減小;隨著進(jìn)給量和切深的增大而增大。切削速度較低時(shí),球墨鑄鐵切屑比較短,呈屑狀。隨著切削速度的提高,切屑呈細(xì)長(zhǎng)狀。切深與進(jìn)給量較小時(shí),切屑呈屑狀,隨著切深與進(jìn)給量的提高,切屑呈細(xì)長(zhǎng)狀。以硬質(zhì)合金刀具銑削球墨鑄鐵時(shí),其失效形式主要是磨粒磨損。 本文研究表明DEFORM軟件可以有效模擬球墨鑄鐵的銑削過(guò)程,基于切削過(guò)程等效應(yīng)力、等效應(yīng)變?cè)茍D及溫度云圖仿真分析,可為實(shí)際切削提供依據(jù)。

鑄鐵型材的凝點(diǎn)：鐵液在保溫結(jié)晶爐的水冷石墨結(jié)晶器中凝固成形。保溫爐中的鐵液具有相當(dāng)高的壓頭,并構(gòu)成足夠大的補(bǔ)縮系統(tǒng),使連鑄棒坯按順序凝固模式進(jìn)行。剛被拉出結(jié)晶器的棒坯表面具有一定厚度的凝殼,內(nèi)部仍為液態(tài)金屬,通過(guò)對(duì)其表面溫度的檢測(cè),調(diào)節(jié)相關(guān)工藝參量,控制拉坯速度,使出口區(qū)棒坯表面溫度相對(duì)穩(wěn)定,鑄坯凝殼厚度和液心大小也相對(duì)穩(wěn)定,連鑄生產(chǎn)便可穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)行,這是理想的狀態(tài)。
汽車柴油機(jī)的制造者們從延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命出發(fā)，特別謹(jǐn)慎地考慮曲軸材料的選抒，當(dāng)度的貝氏體等溫悴火球鐵為了提高動(dòng)力重量比，渦輪增壓器的擴(kuò)大使用影響了材料的設(shè)計(jì)根據(jù)，裝有渦輪增壓器的排氣管的溫度提高到500一70。C，在這種條件下，氧化和蠕變強(qiáng)度變得重要了。具有優(yōu)良性能的球鐵正在取代灰鑄鐵應(yīng)用于排氣管，隨著溫度的提高，將更進(jìn)一步使用硅鋁合金球鐵。
造紙機(jī)工業(yè)利用了球鐵高的強(qiáng)度和高的性模數(shù)。例如與灰鑄鐵相比，球鐵的性模數(shù)高60%，設(shè)計(jì)壓力滾筒和干燥滾筒時(shí)能減少重量。同樣，球鐵(適當(dāng)加入鎳錮合金)軋輥應(yīng)用于鋼廠，比起鋼和冷硬鑄鐵來(lái)有較高的性能。用于高鉻鑄鐵的物理機(jī)能化學(xué)成分分析檢測(cè)的儀器在丈量控制沸騰床燃燒溫度的熱電偶保護(hù)管，其工作溫度為1000一1100℃，高鉻鑄鐵的化學(xué)成分對(duì)其物理抗磨機(jī)能、高溫抗氧化機(jī)能和高溫機(jī)械機(jī)能都有非常大的影響。

其它各類鑄鐵。 用QT制造發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，當(dāng)其沖擊值ak達(dá)8～15J/cm2時(shí)已能獲得良好的使用性能。 當(dāng)F球墨鑄鐵的延伸率達(dá)10～15％時(shí)，可用于零下30～375℃范圍內(nèi)，代替25鑄鋼制造中壓閥門(mén)。 球鐵在一定范圍內(nèi)可以代替鑄鋼，制造塑性和韌性要求較高的鑄件。 7.6.2 球墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途 球墨鑄鐵的性能及用途 疲勞強(qiáng)度 鑄鐵的疲勞強(qiáng)度在很大程度上取決于石墨的形狀。 球狀的疲勞強(qiáng)度高，團(tuán)絮狀的次之，片狀的低，且隨石墨數(shù)量增多，鑄鐵的疲勞強(qiáng)度降低。 7.6.2 球墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途 球墨鑄鐵的性能及用途 疲勞強(qiáng)度 可知，要求扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度大的曲軸采用QT是可行的。
耐熱鑄鐵有些零件在高溫條件下工作，需要具有一定的耐熱性，如加熱板、爐柵、鑄鐵坩堝、鋼錠模等。這些鑄件不但要有一定的高溫強(qiáng)度，而且還應(yīng)有一定的抗氧化性和抗長(zhǎng)大能力。為了滿足鑄件長(zhǎng)期在高溫下工作的要求，提高抗氧化能力和抗生長(zhǎng)能力，在鑄鐵中應(yīng)加入一定數(shù)量的合金元素。根據(jù)加入元素不同，耐熱鑄鐵分為中硅耐熱鑄鐵、高鋁耐熱鑄鐵和含鉻耐熱鑄鐵。中硅耐熱鑄鐵這是一種常用的耐熱鑄鐵。硅加入鑄鐵中能在鑄件表面形成一層完整而致密的SiO2保護(hù)膜，使鑄鐵在高溫下工作具有很好的抗氧化牲和抗生長(zhǎng)能力。中硅耐熱鑄鐵可穩(wěn)定在850℃左右工作。下表耐熱鑄鐵牌號(hào)中“RT”表示耐熱鑄鐵，“Q”表示球墨鑄鐵，其余字母為合金元素符號(hào)，數(shù)字表示合金元素的平均含量，取整數(shù)值。高鋁耐熱鑄鐵鑄鐵中加入鋁，可使鑄件表層形成一層比SiO2更加致密的Al2O3保護(hù)膜，具有更高的抗氧化性和抗生長(zhǎng)能力，因此有較高的耐熱性。常用的高鋁耐熱鑄鐵主要有兩種：含鋁在8%以下(一般在5.5～7.0%)，其組織為含鋁的鐵索體和不均勻分布的石墨，常用于制造在700℃以下工作的零件；含鋁在20～24%的高鋁耐熱鑄鐵，其組織為含鋁鐵素體和少量石墨，這種鑄鐵常溫機(jī)械性能不算高，但在高溫時(shí)機(jī)械性能下降不多，常用于制造在900～950℃高溫條件下工作的零件。