開發(fā)新型高性能球墨鑄鐵中大型沖壓件模具材料來替代鍛造合金鋼及其它高合金鑄鐵等沖壓件模具材料。在消失模工藝條件下通過向普通球墨鑄鐵中加入Cu、Sb元素的方法制備了度合金化球墨鑄鐵,并采用Procast軟件對中大型沖壓件模具充型過程進(jìn)行模擬。系統(tǒng)研究了Cu、Sb元素對球墨鑄鐵的觀組織和性能的影響規(guī)律。組織觀察表明,隨著Cu含量的增加,珠光體含量增加。當(dāng)Cu含量一定時,隨著Sb含量的增加,珠光體含量進(jìn)一步增加。機械性能測試表明,Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強度和硬度等機械性能,但導(dǎo)致延伸率略有下降。 采用該種新材料結(jié)合消失模鑄造技術(shù)開發(fā)研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯,實現(xiàn)了大型沖壓件模具的一次近終成型。
   該工藝具有成本較低、毛坯尺寸精度高、環(huán)保特性好、鑄造效率高等特點,開創(chuàng)了消失模鑄造工藝新的應(yīng)用領(lǐng)域。 在消失模工藝條件下,采用BP神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立了Cu、Sb合金化球墨鑄鐵合金成分與觀組織及性能之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測值與實驗結(jié)果吻合良好,該模型具有正確性和一定的實用性。 采用Procast軟件對轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過程進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明:該材料在消失模工藝條件下,采用雙側(cè)澆注系統(tǒng)時,當(dāng)真空負(fù)壓值為0.07MPa,澆注溫度為1450℃,可以獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的模具鑄件,模擬結(jié)果與實際結(jié)果相吻合。 采用本研究所開發(fā)的新型度球墨鑄鐵材料,在消失模工藝下研制了多種中大型沖壓件模具,經(jīng)試驗驗證具有良好的機械性能,抗拉強度大于710MPa,硬度可達(dá)230-280HB,延伸率可達(dá)3-5%,基體中珠光體含量大于90%,經(jīng)無損探傷測試,模具鑄件無縮孔,符合中大型沖壓件模具的性能要求,完全能夠代替國外產(chǎn)品

在官方?jīng)]有統(tǒng)計出確切數(shù)據(jù)前，我們粗略預(yù)估2017年國內(nèi)連續(xù)鑄造鑄鐵型材產(chǎn)量8萬噸，其中出口約5千噸，內(nèi)銷7萬5千噸。國內(nèi)前三廠家市場占有率達(dá)到80%以上。2017年鑄鐵棒料生產(chǎn)廠家主動或被動關(guān)閉3家，起昌鑄造增加產(chǎn)能5000噸，恒工大幅擴大機械深加工業(yè)務(wù)規(guī)模，鑄鐵型材行業(yè)逐步進(jìn)入寡頭壟斷階段。在2018年，德心企業(yè)除了繼續(xù)保持外延式增長外，將挖掘內(nèi)涵式增長潛力，即不但不斷擴大完善銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，在合肥、武漢、重慶和南昌建設(shè)銷售服務(wù)公司，提高服務(wù)響應(yīng)及時性，降低客戶采購成本，而且我們將在2018年至2020年間保持鑄鐵棒料加工業(yè)務(wù)的投入，同時我們要盡力推介球墨鑄鐵型材棒料對傳統(tǒng)砂型鑄件和灰口鑄鐵的替代。