當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵型材斷軸缺陷的研究主要采用“傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)法”，耗時(shí)耗材、難以快速有效獲得砂芯質(zhì)量調(diào)控策略。為此，本文分析從砂芯制作到澆注全流程多工序相關(guān)參數(shù)與斷軸的關(guān)系，確定造成斷軸缺陷的主要因子；采用“BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法”建立一套汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵型材斷軸缺陷的診斷模型，并基于此模型研究各項(xiàng)影響因子對(duì)缺陷產(chǎn)生的敏感程度；結(jié)合實(shí)際過(guò)程相關(guān)參數(shù)的波動(dòng)性獲得過(guò)程控制策略，用以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。對(duì)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(lái)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(duì)大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。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(jiǎn)化，其中大尺寸的夾雜物主要來(lái)源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內(nèi)部夾雜問(wèn)題的關(guān)鍵是控制球化和孕育處理的相關(guān)參數(shù).對(duì)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。首先分析了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵型材的生產(chǎn)工藝質(zhì)量狀況，系統(tǒng)闡述了常見(jiàn)的缺陷問(wèn)題，然后對(duì)斷軸缺陷的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入調(diào)研，并結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)分析了砂芯制作與應(yīng)用的全流程工序，確定了造成斷軸缺陷的主要因子。同時(shí)結(jié)合企業(yè)ERP系統(tǒng)，對(duì)斷軸缺陷的主要影響因子數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并以典型鑄鐵型材為例詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程.

通過(guò)爐前分析方法并結(jié)合JMatPro軟件，得到了灰鑄鐵在凝固過(guò)程的材料密度變化曲線，實(shí)現(xiàn)了鑄鐵件水平連鑄充型與凝固在一個(gè)計(jì)算模型中完成，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了鑄鐵型材的縮孔位置。用上述方法對(duì)板狀零件和叉狀零件進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)比板狀零件模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明充型模擬過(guò)程中的充型時(shí)間、充型形態(tài)、氣隙等結(jié)果和實(shí)驗(yàn)記錄的結(jié)果吻合；對(duì)鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過(guò)程中采用反弧度法工藝，即通過(guò)新型的石墨套與引錠裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)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(guò)程中，剛開(kāi)始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長(zhǎng)，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(shí)，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。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)。，即可對(duì)澆冒口系統(tǒng)的尺寸進(jìn)行定量化設(shè)計(jì)；充型結(jié)果表明澆注節(jié)奏應(yīng)為“先慢后快再慢”；凝固結(jié)果表明澆冒口液態(tài)補(bǔ)縮明顯，石墨化膨脹壓力沒(méi)有損失，鑄鐵型材設(shè)計(jì)良好。將該鑄鐵型材參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，生產(chǎn)的灰鑄鐵軸承座質(zhì)量良好，滿足使用要求。 采用連續(xù)形核模型和KGT模型模擬晶粒形核和生長(zhǎng)。由合金的基本屬性通過(guò)KGT模型算出α、β參數(shù)后，即可通過(guò)抽取灰鐵件水平連鑄成型模擬中的溫度場(chǎng)結(jié)果，對(duì)金屬凝固時(shí)晶粒生長(zhǎng)進(jìn)行模擬。