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Cu含量一定時,隨著Sb含量的增加,珠光體含量進一步增加。機械性能測試表明,Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強度和硬度等機械性能,但導致延伸率略有下降。 采用該種新材料結合消失模鑄造技術開發(fā)研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯,實現(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,開創(chuàng)了消失模鑄造工藝新的應用領域。 在消失模工藝條件下,采用BP神經(jīng)元網(wǎng)絡建立了Cu、Sb合金化球墨鑄鐵合金成分與觀組織及性能之間關系的數(shù)學模型,預測值與實驗結果吻合良好,該模型具有正確性和一定的實用性。 采用Procast軟件對轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過程進行數(shù)值模擬,結果表明:該材料在消失模工藝條件下,采用雙側澆注系統(tǒng)時,當真空負壓值為0.07MPa,澆注溫度為1450℃,可以獲得優(yōu)質無缺陷的模具鑄件,模擬結果與實際結果相吻合。 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)試驗驗證具有良好的機械性能,抗拉強度大于710MPa,硬度可達230-280HB,延伸率可達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

 因鑄造行業(yè)屬于一般競爭工業(yè)，市場要素競爭充分，所以一般市場價格不存在暴利。連鑄鑄鐵型材受其工藝特點影響，各規(guī)格成本差異較大。比如4直徑40以下特別30以下，成本每噸要增加2000多元，而大于250的同樣也會隨著直徑的增加單噸成本增加。所以目前我們對外簡單報價7500每噸，其默認是指常用規(guī)格的批量采購價格。
  鑄鐵型材是指由水平連鑄工藝生產(chǎn)的相對于傳統(tǒng)砂型鑄造而言的鑄鐵材料，因其采用連續(xù)鑄造拉拔而成，溫度、壓力穩(wěn)定可控，所以形成了致密度也穩(wěn)定，了氣孔，同時其采用石墨模具，杜絕了夾砂砂眼等鑄造缺陷。近十年來，鑄鐵型材以其獨特的優(yōu)勢逐步替代部分傳統(tǒng)的砂鑄產(chǎn)品。
  水平連鑄鑄鐵型材在人們逐漸認識和接受過程中形成了各種不同的稱謂：鑄鐵板、鑄鐵棒、鑄鐵條料、鑄鐵棒料等。根據(jù)材質不同分為球墨鑄鐵、灰口鑄鐵和合金鑄鐵，于是延伸出簡稱：球鐵棒、灰鐵棒、球鐵型材、灰鐵型材、球鐵板、灰鐵板等。在平時口語交流中很少有人規(guī)范的稱呼：球墨鑄鐵型材、球墨鑄鐵棒料或灰口鑄鐵型材、灰口鑄鐵棒料。

灰鑄鐵和球墨鑄鐵的凝固過程,包括生核過程、初生奧氏體枝晶的析出過程以及亞共晶鑄鐵、過共晶鑄鐵、共晶鑄鐵的形成過程.闡述了初生奧氏體枝晶的形態(tài)和初生奧氏體枝晶對鑄鐵性能的影響以及對初生奧氏體枝晶的控制.分析了灰鑄鐵和球墨鑄鐵的共晶轉變過程以及石墨的晶核.終得出:(1)對于灰鑄鐵,組織中枝晶所占的體積分數(shù)提高,鑄鐵的強度隨之提高;(2)對于球墨鑄鐵,初生奧氏體枝晶的數(shù)量和枝晶間距,對石墨球的形態(tài)、尺寸和分布狀況有重要的影響;(3)將w(Al)量控制在0.005％～0.01％,既促進灰鑄鐵石墨生核,又不會誘發(fā)針孔缺陷;(4)采用含S、O的孕育劑可以使球化率提高、石墨球數(shù)增多、石墨球尺寸減小,從而提高球墨鑄鐵質量.