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球墨鑄鐵型材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)。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實(shí)驗(yàn)過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。實(shí)施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。進(jìn)一步的切削試驗(yàn)表明:速度和進(jìn)給量對毛刺的影響較小而切深影響較大。同時對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)長狀。切深與進(jìn)給量較小時切屑呈屑狀隨著切深與進(jìn)給量的提高切屑呈細(xì)長狀。以硬質(zhì)合金刀具銑削球墨鑄鐵時其失效形式主要是磨粒磨損。

水平連鑄作為一種近凈型清潔生產(chǎn)技術(shù)具有很好的發(fā)展前景。近年來水平連鑄技術(shù)在鑄鋼和鎂鋁合金方面的應(yīng)用比較廣泛，但在鑄鐵方面的應(yīng)用和研究較少。為研究水平連鑄模擬技術(shù)在鑄鐵方面的應(yīng)用，促進(jìn)水平連鑄技術(shù)的發(fā)展本文介紹了一種利用水渣鐵煉鐵直接生產(chǎn)灰鐵型材的水平連鑄工藝方法，并對采用此法生產(chǎn)的消失模灰鐵型材進(jìn)行了金相分析和力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。然后使用P r o_E軟件對型材、澆注系統(tǒng)及冒口等進(jìn)行了三維建模，利用ProCAST和Vis ua l Enviro nme nt軟件作為鑄造過程數(shù)值模擬仿真工具對水渣鐵生產(chǎn)灰鐵型材過程中的金屬液充型及凝固進(jìn)行仿真分析。 對出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進(jìn)行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關(guān)的建議。對大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，優(yōu)化設(shè)計(jì)后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，其中大尺寸的夾雜物主要來源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內(nèi)部夾雜問題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù).對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實(shí)踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當(dāng)提高拉拔速度、改進(jìn)爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地.針對此問題本文提出階梯式的改進(jìn)方案，通過模擬可知型材縮孔縮松和夾渣基本上得到了解決，而且完全能滿足型材的使用性能要求。并得出以下結(jié)論：  1、開發(fā)一種利用水渣鐵煉鐵生產(chǎn)灰鐵型材的新工藝方法，通過此方法利用水渣鐵生產(chǎn)鑄鐵型材可縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。