开发球墨铸铁型材水冷铜合金金属型铸造工艺。 主要工艺路线是采用水冷铜型模具，利用水冷带走金属型模具热量，使模具在快速铸造生产中保持一定恒温。针对模具应具有高热传导性、一定的耐磨性和易于加工的要求，在铜合金模具选材上，研究开发了Cr-Zr-Mg铜合金模具材料，提出Cr-Zr-Mg铜合金成分范围和机械性能，并确定其冶金制造工艺流程。 对鼓肚缺陷，在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺，即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的，通过实施反弧度法工艺，铸铁型材的鼓肚现象得到有效。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。球铁应用于汽车中的三个主要地方：动力源一发动机部件；动力传递一一齿轮系、齿轮和轴套；车物悬置、制动器和转向装置。动力源曲轴是承受连续变化的弯曲、扭转和剪切载荷的零件，并且在它的使用寿命内，要循环十亿次，汽车设计的工程师们早在19152年即在发现用镁处理的方法四年之后，就立刻考虑采用球铁的可能性。
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球墨铸铁件作为重要的工程材料在的很多的铸件产量中有较大的比例并且生产技术也达到了一定的水平.但由于铸造过程中的复杂性使得球墨铸铁件的质量仍然存在着很多的问题.为了更好地控制其生产质量.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，讨论了影响其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。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.
根据生产实际及当前的关于球型石墨、晶体方面的形成、生长理论结合先进的计算机技术对金属凝固过程的观组织进行了计算机模拟仿真也称为凝固过程观模拟这个名称是相对于凝固过程宏观模拟而言的具体是指在晶粒尺度上对金属凝固过程进行模拟仿真.本文根据热力学、凝固原理等理论建立了凝固过程中热传递、溶质传递和石墨球、奥氏体的形核、生长进行模拟以能量小原理为基础考虑体积自由能和界面能的定量影响建立了晶粒生长概率模型.
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