開發(fā)新型高性能球墨鑄鐵中大型沖壓件模具材料來(lái)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(guò)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(duì)中大型沖壓件模具充型過(guò)程進(jìn)行模擬。系統(tǒng)研究了Cu、Sb元素對(duì)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(shí),隨著Sb含量的增加,珠光體含量進(jìn)一步增加。機(jī)械性能測(cè)試表明,Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度和硬度等機(jī)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(shí)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(diǎn),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(cè)值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好,該模型具有正確性和一定的實(shí)用性。 采用Procast軟件對(duì)轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過(guò)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(shí),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(wú)缺陷的模具鑄件,模擬結(jié)果與實(shí)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(yàn)驗(yàn)證具有良好的機(jī)械性能,抗拉強(qiáng)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(wú)損探傷測(cè)試,模具鑄件無(wú)縮孔,符合中大型沖壓件模具的性能要求,完全能夠代替國(guó)外產(chǎn)品

鐵型材的應(yīng)用：水平連鑄鑄鐵型材經(jīng)過(guò)幾十年的應(yīng)用實(shí)踐，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用于液壓、機(jī)床、模具、機(jī)車、冶金以及壓縮機(jī)和般通用零部件行業(yè)。鑄鐵型材內(nèi)部無(wú)缺陷，密度大于砂鑄件，具有細(xì)密的組織，耐壓致密性優(yōu)良，35Mpa的壓力下，壁厚1mm的試樣無(wú)點(diǎn)滲和周滲現(xiàn)象，加之其優(yōu)良的機(jī)加性能，非常適用于液壓件。滾動(dòng)活塞式空調(diào)壓縮機(jī)機(jī)芯中，滾動(dòng)活塞環(huán)為關(guān)鍵部件。通過(guò)淬火，連鑄灰鑄鐵棒材加工的活塞環(huán)(叉稱滾套)很容易達(dá)到Hf=IC50以上的硬度，且熱變形小，尺寸精度高。美國(guó)Potorex，F(xiàn)edders公司，日本Hitachi,上海日立，韓國(guó)LG，中國(guó)等廠商已經(jīng)批量采購(gòu)在機(jī)床制造業(yè)中,使用鑄鐵型材制造車床、銑床、磨床、鉆床等的工作臺(tái)及機(jī)床導(dǎo)軌、軸。