水平连铸作为一种近净型清洁生产技术具有很好的发展前景。近年来水平连铸技术在铸钢和镁铝合金方面的应用比较广泛,但在铸铁方面的应用和研究较少。为研究水平连铸模拟技术在铸铁方面的应用,促进水平连铸技术的发展本文介绍了一种利用水渣铁炼铁直接生产灰铁型材的水平连铸工艺方法,并对采用此法生产的消失模灰铁型材进行了金相分析和力学性能实验。然后使用P r o_E软件对型材、浇注系统及冒口等进行了三维建模,利用ProCAST和Vis ua l Enviro nme nt软件作为铸造过程数值模拟仿真工具对水渣铁生产灰铁型材过程中的金属液充型及凝固进行仿真分析。 对出现在铸铁型材内部的夹杂缺陷,进行了地研究分析,明确了夹杂物的分布规律、元素组成、来源及形成原因,并就如何控制该缺陷的产生给出了相关的建议。对大断面型材表面出现的疤皮缺陷,分析了形成原因,优化设计后得到的铸铁型材新生产线,能够满足 尺寸为400mm的铸铁型材的生产,且生产铸铁型材的工序简化,各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处,其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理,因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷,生产实践证明,采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地.针对此问题本文提出阶梯式的改进方案,通过模拟可知型材缩孔缩松和夹渣基本上得到了解决,而且完全能满足型材的使用性能要求。并得出以下结论: 1、开发一种利用水渣铁炼铁生产灰铁型材的新工艺方法,通过此方法利用水渣铁生产铸铁型材可缩短生产周期、降低生产成本、提高生产效率。
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通过调整高铬铸铁的含铬量以及改变工艺条件都可以达到延缓工件腐蚀的目的使得高铬铸铁型材在腐蚀环境下也能发挥良好的耐磨性能。 CY14-1B型轴向柱塞泵斜盘等摩擦件选材为球墨铸铁QT600-3,要求耐磨、耐冲击、耐疲劳,综合力学性能稳定,基体珠光体含量在70%以上,零件淬火后硬度在49HRC以上。对原工艺生产的摩擦件的质量问题及其原因进行了分析研究,提出了合金化生产铸态QT600-3新的生产工艺,并进行试验、生产,研究了其组织性能。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,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。 由于在对铸铁型材正火时,加热和冷却过程中,处于不同位置的铸铁型材加热与冷却温度梯度、过冷度不一致,铸铁型材基体珠光体含量不稳定,零件淬火后硬度达不到设计要求,斜盘等摩擦面工作时温度过高,摩擦副产生相变软化现象,成为影响柱塞泵质量的主要原因。采用合金化方式直接生产铸态QT600-3斜盘铸铁型材,获稳定的珠光体含量,是解决轴向柱塞泵斜盘等因摩擦面工作时温度过高摩擦副产生相变软化问题的关键。铜是有效的珠光体稳定剂,大量研究表明,在球墨铸铁中加入铜,可使基体珠光体化,从而使其硬度均匀,耐磨性提高.
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