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對水渣鐵生產灰鐵型材過程中的金屬液充型及凝固進行仿真分析。探討了水渣鐵煉鐵生產灰鐵消失模型材頂注式和底注式澆注系統下的數值模擬，模擬結果和試制結果表明型材存在縮孔縮松和夾渣缺陷。針對此問題本文提出階梯式的改進方案，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。并得出以下結論：1、開發一種利用水渣鐵煉鐵生產灰鐵型材的新工藝方法，通過此方法利用水渣鐵生產鑄鐵型材可縮短生產周期、降低生產成本、提高生產效率。2、通過實驗可知利用水渣鐵煉鐵生產的灰鐵消失模型材在金相組織和力學性能上完全達到標準灰鐵的要求。3、使用ProCAST軟件對利用水渣鐵煉鐵直接生產（HT150）底架型材的試制方案進行模擬分析，模擬結果可知底注式澆注工藝方案易出現明顯的縮孔縮松缺陷、頂注式工藝方案有夾渣缺陷并通過試制對此進行了驗證。
在選擇鑄鐵生產熔煉設備時可以以小代大，使用較小容量的中頻感應爐代替較大容量的工頻感應爐創造條件，中頻爐取代工頻爐既減少了用地，又降低了投資，也保證了鐵液的連續供應，對于連續作業、生產能力較大的鑄鐵生產均十分有利。將中頻感應爐用于連續鑄造或離心鑄造球墨鑄鐵管生產的鐵液熔煉，用它取代沖天爐，或與高爐、沖天爐進行雙聯，其生產能力將可得到充分發揮。例如，國內有1個離心球墨鑄鐵管生產廠家，就是采用了10t中頻感應爐與高爐雙聯工藝，對鐵液進行升溫和調整成分，將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃，大約需要27min。該爐頻率100～200Hz，功率為2500kW。在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、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(如導電性)的原因。 鑄鐵型材具有組織均勻致密；耐壓氣密性好；減磨性能強；表面質量光潔；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均勻；抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應領域內替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成，其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案，與砂型鑄造相比，表現在機械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導向套等，比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置，該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材， 前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。 應該提到的是，配有雙供電電源與控制系統的中頻感應爐，即使在1臺爐子烘爐時，也能保證另1臺爐子正常生產，從而實現鐵液的及時連續供應，這也是工頻感應爐無法比擬的。首鋼鑄造廠1變2爐實踐證明，2臺10t工頻感應爐使用1套電源供電，在1臺爐子烘爐時，另1臺爐子也不能生產。如果1次烘爐約需3天時間，則1年當中約1個月不能生產，影響極大。為了實現能夠連續生產的目的，1是增加工頻感應爐數量，2是增加1套烘爐電源設備。首鋼鑄造廠在建設離心球墨鑄鐵管車間時，就是在原有1變2爐基礎上增加1臺工頻感應爐及相應的電源設備；國內另1個離心球墨鑄鐵管生產廠家則在原有1變2爐基礎上，擬增加1套烘爐電源設備。無論采用如上所說的哪種措施，都要增加相應的設備與設施，也就增加了占地與投資。中頻感應爐雙供電電源與控制系統的應用，不但同時保證了熔煉和保溫，也同時實現了烘爐不停產。
鑄鐵型材硬度場的數值模擬工作主要有,在實驗獲得的鑄鐵型材各澆注參數的基礎上,使用華鑄CAE軟件對鑄鐵型材凝固過程的溫度場進行了數值模擬,通過對模擬結果進行分析計算獲得了鑄鐵型材各硬度測量點處的凝固冷卻速度。由此,基于實驗獲得的鑄鐵型材實測硬度數據與模擬所得的鑄鐵型材冷卻速度數據,建立了適用于該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材硬度性能的數學計算模型,該模型主要是考慮了冷卻速度對灰鐵鑄鐵型材硬度性能的影響。在此數學模型的基礎之上,對軟件進行了二次開發,終實現了該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材三維硬度數據的建立。由于該數據的建立是基于實測的鑄鐵型材硬度數據值,因此本文的研究對灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材硬度性能的預測具有重大的意義。 水平連鑄屬于頗有特點的精密綠色水平連鑄技術.但鎂合金水平連鑄中存在充型能力差、孔洞缺陷嚴重、凝固組織粗大及力學性能偏低等問題.針對以上問題,開發了幾種鎂合金水平連鑄新技術,本文主要介紹這些新技術的新研究進展.真空低壓水平連鑄技術,可保證金屬液充型平穩,提高鎂液充型和補縮能力,保護其充型過程,適于鎂合金水平連鑄成形.振動凝固消失模水平連鑄技術,可提高鎂合金充型能力、細化組織、明顯提高鑄鐵型材力學性能.消失模殼型水平連鑄技術,可或減少消失模水平連鑄易于出現的孔洞、夾雜等缺陷,能生產高質量復雜鎂合金精密鑄鐵型材.鎂/鋁雙金屬水平連鑄技術,可低成本直接成形復雜鎂/鋁雙金屬鑄鐵型材.以上新技術都有其自身特點和應用前景.
鑄造性能和減震性能好，主要用來鑄造汽車發動機汽缸，汽缸套，車床床身等承受壓力及振動部件，一般機械制造中較為重要的鑄件，如：汽缸，齒輪，機座，金屬切削機床床身及床面等。灰鑄鐵型材機械性能兼有度和高塑性，經常規熱處理后可以獲得各種需要的基體組織廈性能，表面處理容易，鑄鐵型材表面進行玻璃，搪瓷涂層，銅，鉻，鎢電鍍，滲碳，氨等表面處理，性能遠遠高于砂鑄件和鋼件。灰鑄鐵型材主要由鐵，碳和硅組成的合金的總稱。灰鑄鐵型材抗拉強度和塑性低在這些合金中，含碳量超過在共晶溫度時能保留在奧氏體固溶體中的量，鑄鐵主要由鐵，碳和硅組成的合金的總稱，在這些合金中，含碳量超過在共晶溫度時能保留在奧氏體固溶體中的量。 在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、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(如導電性)的原因。鑄鐵型材具有組織均勻致密；耐壓氣密性好；減磨性能強；表面質量光潔；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均勻；抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置，在相應領域內替代砂型鑄件，這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔，截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置，其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成，其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案，與砂型鑄造相比，表現在機械性能提高，切削性能提高，表面光潔，加工余量小，可直接加工成閥體、齒輪泵外殼，液壓導向套等，比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產，基本有三種方式，種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置，該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰；第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材，前面我們已討論過化合態的滲碳體，它若加熱到高溫，便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相，而游離態的石墨則是一種穩定相。一般，在鐵碳合金的結晶過程中，因為滲碳體的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出滲碳體時所需的原子擴散量較小，滲碳體的晶核易形成，所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。 球墨鑄鐵型材，灰鐵型材市場尚處于半真空地帶，沒有供應商。所以公司將安徽公司的倉庫規劃為中西部區域大的鑄鐵型材庫，以便搶得市場先機，服務更多客戶。鑄鐵是一種含碳量在2%以上的鐵碳合金。工業用鑄鐵一般含碳量為2%～4%。碳在鑄鐵中多以石墨形態存在，有時也以滲碳體形態存在。除碳外，鑄鐵中還含有1%～3%的硅，以及錳，磷，硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳，鉻，鉬，鋁，銅，硼，釩等元素。碳。
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