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題(如進(jìn)排氣管過程中產(chǎn)生的毛刺),通過有限元建模分析和切削試驗(yàn),探索球墨鑄鐵切削過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)球墨鑄鐵的銑削過程進(jìn)行了仿真分析,仿真表明球墨鑄鐵銑削過程等效應(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程,基于切削過程等效應(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)。

在所有這些試驗(yàn)中，球鐵容器經(jīng)受住了一切嚴(yán)勵(lì)的試驗(yàn)，而只有表面損傷，當(dāng)然可保證對(duì)于放射線的密封完全可靠。在模擬運(yùn)輸機(jī)故障狀態(tài)和墜毀之后，己確球鐵是的，所設(shè)計(jì)的球鐵Caster容器可能得到高的“Pradikat”級(jí)一柏林和Braun-sch二ELG管理局的B(L巧證明書。這是鑄造業(yè)公認(rèn)的一個(gè)潛在的市場(chǎng)的極好例子。
當(dāng)球鐵的噸位增加和市場(chǎng)滲透是很驚人的，這種材料決不能看到達(dá)到了它的全部潛力。基于這一點(diǎn)，現(xiàn)在不生產(chǎn)球鐵的鑄鐵廠，建議很好地重新考慮這方面的可能性。節(jié)能要求導(dǎo)致基本上重新設(shè)計(jì)零件，以達(dá)到重量輕、效率高，這就必然要提醒設(shè)計(jì)者集中注意材料。球鐵正日益被認(rèn)為能提供高的強(qiáng)度一重量特性，并且能以比較低的成本生產(chǎn)。因此預(yù)料，隨著代替灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和鑄銀件，能親眼看到球鐵生產(chǎn)噸位的持續(xù)增加。近出版的刊物對(duì)于幫助造廠在這面的力是有利的，雖然計(jì)值會(huì)變提高而改善。但鐵水溫度低于1450“C后孕育效果很差，RG值幾乎不變。由表3可得:孕育鑄鐵的質(zhì)量指標(biāo)用鑄造焦熔煉的比用冶金焦熔煉的高18%，值得注意的是相對(duì)硬度反而降低3%。
1947年英國(guó)H.Morrogh發(fā)現(xiàn)，在過共晶灰口鑄鐵中附加鈰，使其含量在0.02wt%以上時(shí)，石墨呈球狀。1948年美國(guó)A.P.Ganganebin等人研究指出，在鑄鐵中添加鎂，隨后用硅鐵孕育，當(dāng)殘余鎂量大于0.04wt%時(shí)，得到球狀石墨。從此以后，球墨鑄鐵開始了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。球墨鑄鐵作為新型工程材料的發(fā)展速度是令人驚異的。1949年球墨鑄鐵產(chǎn)量只有5萬噸，1960年為53.5萬噸，1970年增長(zhǎng)到500萬噸，1980年為760萬噸，1990年達(dá)到915萬噸。2000年達(dá)到1500萬噸。球墨鑄鐵的生產(chǎn)發(fā)展速度在工業(yè)發(fā)達(dá)特別快。球墨鑄鐵產(chǎn)量的75%是由美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利、英國(guó)、法國(guó)六國(guó)生產(chǎn)的。

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(zhǎng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。整個(gè)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(gè)有趣的例子是球閥塞由英國(guó)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?jī)Hn噸。附加的好處包括減少機(jī)械加工余量和加工時(shí)間以及提高了總的精度。完全鐵素體球鐵(1501085牌號(hào)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(guó)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。