球墨铸铁型材因其良好的力学性能、铸造性能及较低的生产成本，得到越来越广泛的应用，球墨铸铁型材占铸总产量比例逐年升高。但由于球墨铸铁型材凝固过程中产生的石墨化膨胀，对铸铁型材有压力作用，冒口的大小需要综合考虑多种因素而计算复杂；并且球墨铸铁型材结构越来越复杂，冒口定位效率低，因此复杂球墨铸铁型材的冒口设计比较困难，从而导致目前的球墨铸铁型材铸造工艺CAD系统比较少且功能不够完善，其中的冒口设计模块定位慢，不能针对不同铸型强度进行相应冒口设计。为此进行了复杂球墨铸铁型材冒口设计方法及铸造工艺CAD系统的研究，主要研究工作如下。 
首先，建立复杂球墨铸铁型材冒口设计方法。该冒口设计方法包含冒口定位和冒口计算，在应用距离场计算几何热节技术的基础上建立基于几何热节的复杂球墨铸铁型材冒口定位方法；同时以收缩模数法为基础，引入铸型强度因素，设计数值模拟方案，借助华铸CAE平台进行模拟，分析归纳数据建立考虑铸型强度的球墨铸铁型材冒口计算方法。

球墨铸铁作为一种耐磨材料，其研究与应用的历史不长。“球墨铸铁”具有铁的本质、钢的性能，是一种强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性较高的新型工程材料。
随着我国机械制造业，特别是高端装备制造业的快速发展，球墨铸铁使用量激增，从生产技术到产量发展迅速，2013年产量达1160万吨，位居 。但是，其在铸铁家族中的应用比例仅为26.1，与发达相比仍然较低，排名前十位的水平连铸生产大国球墨铸铁型材的平均应用比例(2010年数据)为26.4，法国为50，美国为35，日本为33.3，德国为30，尚达不到平均水平。随着我国社会经济的不断进步，现代制造业的快速发展，其应用的范围也越来越广。本标准的制定与实施，迎合了我国的产业政策，也是我国水平连铸行业的实际需要。
高镍奥氏体球墨铸铁与球墨铸铁虽然有相同的水平连铸缺陷但某些水平连铸缺陷的发生和解决方法与球墨铸铁却又不尽相同.由于高镍奥氏体球墨铸铁的凝固特性缩孔、缩松、片墨和裂隙状气孔是其主要缺陷分析这些缺陷产生的原因并制定出纠正、措施是水平连铸工作者的当务之急.尽可能提高高镍奥氏体球墨铸铁CE，加强孕育效果，利用石墨化产生的自补缩效果，保证球化的前提下，降低残留镁量是或减少缩孔缩松缺陷的有效途径。通过在涂料中添加量元素，用正交试验方法都没有有效的解决表层片墨的问题。

连铸球铁型材还具有良好的热处理性能。一般在CE=4.8—5.0时，铸态性能可达到QT500-10牌号，正火性能可达到QT800-等温淬火可达到QT1200-4水平。在CE=4.3—4.7时，铸态性能可达到QT550-10牌号，正火性能可达到QT800-等温淬火可达到QT1200-6水平。特别是在加入铜、钼以后，其铸态性能可达到QT800-3的水平。可见，连铸型材优良的性能和质量的稳定性完全可以满足ADI的要求，能过ADI处理更易于得到品质优良的次铸件。

通过调整Si/C比、合金化元素加入量以及改变孕育剂种类来影响灰铸铁的石墨、珠光体以及初生奥氏体形态，从而获得更高的抗拉强度以及更好的切削加工性能。 从金相组织方面，提高Si/C比会减少石墨数量，增强基体强度；加入合金化元素进行变质可以使石墨变得更加弯曲细小，并能够提高基体强度。从灰铸铁的力学性能上来看，提高Si/C比能大幅提高其力学性能，随着合金化元素加入量的提高也可以提高其力学性能，在考察的孕育剂中，硅锆锰孕育剂提高力学性能的效果佳。
从加工性能上看来，提高Si/C比使加工性能严重恶化，随着合金化元素加入量增加，加工性能先提高后降低，在考察的孕育剂中，硅锆锰孕育剂提高加工性能和力学性能的效果也为佳。 通过分析拉伸过程以及切削加工过程中度灰铸铁的石墨变形规律，揭示出石墨对度灰铸铁抗拉强度与加工性能的影响机制。在拉伸过程中，石墨作为夹杂分布在集体组织中，石墨形态对度灰铸铁的抗拉强度有很大的影响。石墨越弯曲，石墨端部角度越钝，抗拉强度越好。在切削加工过程中，由于剪切力的作用，度灰铸铁组织中的石墨将发生规律性的变形，增加石墨的数量能够减轻切削加工过程中的抗力、降低刀具的磨损，改善度灰铸铁的切削加工性能。通过石墨对度灰铸铁的性能影响的研究，为开发度易切削加工度灰铸铁提供理论依据，获得度易切削加工灰铸铁的组织形貌为短细的石墨及细小片间距的珠光体组织。

高速机车转向架ADI套利用铸铁型材制造，寿命比原来提高4倍多，取得了良好的社会效益和经济效益。连铸型材ADI活塞环，节油20%以上，使用寿命大于15万公里。连铸型材加工ADI剪切刀片与T10钢经热处理的传统剪切刀片相比，使用寿命可提高1.24倍。利用合金化的连铸球铁型材生产的某柱塞泵部件，石墨球圆整，球化率高，具有度、高耐磨和耐高压性，完全达到技术要求。

根据涌出铁液数量来判断铁液球化情况。球化良好的铁液，固期间表现出很大的石墨膨胀力，铁液表面在凝固开始时有些下降，表面结壳后即有少量铁液由表壳涌出；而球化不良的铁液表面涌出数量较少。    
炉前快速金相观察。上面几种方法皆是利用球墨铸铁型材某一特性间接判断球化情况，但生产上各种条件变化甚大，所述方法都具有局限性，而炉前快速金相观察可较多地避免许多因素的干扰，直接观察球化情况。炉后金相检验的方法及经验。后金相检验主要观察显组织如石墨形态及分特征金属基体组织夹杂物等通过金相分析可断件量为一改铸质提实基。 稀土镁球墨铸铁的化学成分分析也可以说是一种检测手段，如发现问题，配料人员可作适当调整，以免出现重大质量问题。

为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。球化效果炉前检验，炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色， 白口，中心有疏松，两侧凹缩同时砸断时有电石气味敲击声和钢相似则球化良好否则球化不良。球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。
球化和孕育处理。球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。

 

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