基于復(fù)雜球墨鑄鐵型材冒口設(shè)計方法開發(fā)復(fù)雜球墨鑄鐵型材鑄造工藝CAD系統(tǒng)。根據(jù)水平連鑄工藝流程設(shè)計球墨鑄鐵型材鑄造工藝CAD系統(tǒng)的總體方案，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和功能設(shè)計，詳細(xì)介紹各功能模塊（系統(tǒng)初始化模塊、工藝參數(shù)模塊、冒口系統(tǒng)模塊、冷鐵系統(tǒng)模塊及澆注系統(tǒng)模塊）的設(shè)計理論和開發(fā)流程。鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)械等支柱行業(yè)。拉坯工藝參數(shù)設(shè)置是鑄鐵型材生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)置不合理會導(dǎo)致拉漏、拉斷等生產(chǎn)事故和產(chǎn)生表面裂紋等鑄造缺陷?，F(xiàn)有鑄鐵型材生產(chǎn)企業(yè)拉坯工藝參數(shù)控制技術(shù)參差不齊，尚無完整的理論體系。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，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。對于消失模鑄鐵型材的生產(chǎn)，要求涂料的配方和性能滿足實(shí)際需求，不然鑄鐵型材會發(fā)生氣孔、夾砂等缺點(diǎn)，致使生產(chǎn)出的鑄鐵型材質(zhì)量差以及合格率低。因而研發(fā)一種的新涂料，來滿足鑄鐵型材生產(chǎn)的需求。

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由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結(jié)合力較強(qiáng)；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結(jié)合力較弱，故結(jié)晶時易形成片狀結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導(dǎo)電性)的原因。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)械等支柱行業(yè)。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。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，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。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。球墨鑄固過程中的體積變化模式分析認(rèn)為球墨鑄鐵是需要外部補(bǔ)縮的.提出球墨鑄鐵的補(bǔ)縮應(yīng)充分考慮具體鑄件及實(shí)際生產(chǎn)條件.詳細(xì)闡述不同鑄型條件下不同模數(shù)的球墨鑄鐵件的通用冒口、控制壓力冒口及全壓力冒口的選擇方法.重點(diǎn)討論了球墨鑄鐵冒口補(bǔ)縮中的鑄件模數(shù)、凝固順序及冒口位置、補(bǔ)縮通道及溫度梯度、孤立熱節(jié)的補(bǔ)縮、冶金質(zhì)量及孕育處理等若干關(guān)鍵問題. 孕育處理是提高鑄鐵型材性能的行之有效的手段.對激冷鑄鐵凸輪軸組織有非常重要的影響.通過在金屬液中分別加入Si-Ba孕育劑和稀土La研究了不同孕育劑對激冷鑄鐵凸輪軸的孕育情況.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Si-Ba孕育劑和稀土La都能減小白口層深度并且隨著孕育劑加入量的增加凸輪軸萊氏體組織含量明顯減小;為了獲得質(zhì)量合格的鑄件.Si-Ba的加入量不能超過0.3%.而稀土La的加入量不能超過0.03%.

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