由于球墨铸铁铸铁型材水平连铸过程中糊状凝固的凝固特点,使得铸铁型材必然存在缩松缩孔。如何从工艺上有效地抑制缩松缩孔缺陷问题一直是人们研究的重点。大型球墨铸铁型材往往由于其体积大、结构较复杂,铸型膨胀较难控制等原因,导致其缩松缩孔更难控制,因此对工艺设计提出了更高的要求。铸铁型材在重工业中需求量大,被广泛应用于交通运输、机床、印刷、农业机械等支柱行业。拉坯工艺参数设置是铸铁型材生产中的关键环节,设置不合理会导致拉漏、拉断等生产事故和产生表面裂纹等铸造缺陷。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。 (1)根据铸铁型材结构特点并结合数值模拟的的结果,分析导致大面积缩松缩孔缺陷的原因:此类外形尺寸长而大,内部空腔结构复杂热节较多的大型铸铁型材,要实现同时凝固很困难,利用球墨铸铁自补缩来解决缩松不可行,必须加强补缩作用,合理设置冒口和冷铁,确保补缩通道顺畅。 (2)建立铸铁型材的有限元模型,运用ProCAST软件对各个方案进行了水平连铸过程模拟仿真,对缩松缩孔进行了预测,并对仿真结果进行对比分析,结合理论分析和模拟仿真的情况对铸铁型材工艺进行了优化。(3)针对优化后的工艺,确定了一套实验方案,并对优化后的工艺方案进行了实验验证,实验结果一致表明,工艺优化后铸铁型材缩松缩孔缺陷情况得到有效改善,成功解决了此类大型球铁件的水平连铸生产难题。

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铸铁型材弯曲成型法用钢板或钢带,通过多对具有不同形状的旋转的轧辊使轧件承受弯曲变形获得所需形状的钢材,这种生产方法成为弯曲成型用弯曲型钢代替普通热型钢可以减轻结构的重量,较少制造工作量并节约大量金属。广泛用于汽车,车辆,造船,农具,航空和自行车等焊接成型法。普通铸铁型材加入适量合金元素获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。

对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,通过实施反弧度法工艺,铸铁型材的鼓肚现象得到有效消除。但由于在率次实验过程中,刚开始生产铸铁型材时的拉拔速度比较慢、拉拔周期较长,使铸铁型材在结晶器的停留时间过长,导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹,力学性能更为优良。与实施反弧度法之前的铸铁型材相比,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。可直接加工成阀体、齿轮泵外壳,液压导向套等,比实心型材的再加工提高了工效。空心铸铁型材生产,基本有三种方式,种采用垂直下拉的间歇式连铸铁管生产装置,该装置因生产的型材致密性差已被淘汰;第二种采用水平连铸加内结晶器的生产装置生产空心铸铁型材,



在消失模水平连铸充型过程中,由于模样分解产生的气体对液态金属流动前沿的影响作用,使液态金属充型过程中的速度场和自由表面、凝固过程中的温度场以及充型和凝固中所产生的缺陷与普通砂型水平连铸有很大的不同。 采用数值模拟手段可以有效地揭示消失模水平连铸中液态金属的充型规律和模样-金属液相互作用机理,预测水平连铸缺陷的产生。为优化水平连铸工艺设计、提高铸铁型材质量提供理论指导。对鼓肚缺陷,在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺,即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的,通过实施反弧度法工艺,铸铁型材的鼓肚现象得到有效消除。但由于在率次实验过程中,当拉拔参数调整合适时,下凹及鼓肚现象基本消失。反弧度法工艺制各的铸铁型材组织更为均匀,力学性能更为优良。与实施反弧度法之前的铸铁型材相比,实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高,组织更为均匀,并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时,伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似,反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。 应用三维造型软件UG进行实体建模并采用水平连铸模拟软件ProCAST模拟了板形灰铸铁型材的消失模水平连铸充型过程,获得了各种工艺因素对消失模水平连铸充型过程中金属液的充型速度、气膜压力、气膜厚度及金属液前沿温度的影响规律。液态金属充型速度随浇注温度、负压度和涂层透气性的增大而增大,随模样密度和涂层厚度的增大而减小;气膜厚度和气膜压力随浇注温度、模样密度、涂料层厚度的增大而增大,随负压度和涂层透气性的增大而减小.


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