開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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

常用于制造床身、機(jī)體等重要件；珠光體—鐵素體灰鑄鐵是在珠光體和鐵素體混合的基體上，分布著較為粗大的石墨片，此種鑄鐵的強(qiáng)度、硬度盡管比前者低，但仍可滿足一般機(jī)體要求，其鑄造性、減震性均佳，且便于熔煉，是應(yīng)用廣的灰鑄鐵?；诣T鐵顯組織的不同，實(shí)質(zhì)上是碳在鑄鐵中存在形式的不同?；诣T鐵中的碳有化合碳（Fe3C)和石墨碳所組成?；咸紴?.8%時(shí)，屬珠光體灰鑄鐵；化合碳小于0.8%時(shí)，屬珠光體—鐵素體灰鑄鐵；全部碳都以石墨狀態(tài)存在時(shí)，則為鐵素體灰鑄鐵。我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中, 考慮一切生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題時(shí)的前提必須是適用。我國(guó)消化吸收國(guó)外柔性制造系統(tǒng)( Pseudo- FMS) ,是要確保必要的生產(chǎn)柔性的前提下, 優(yōu)化人機(jī)界面, 不過(guò)分追求自動(dòng)化, 盡可能建立較為完善的息系統(tǒng), 充分發(fā)展計(jì)算機(jī)管理的效益。系統(tǒng)中先進(jìn)的自動(dòng)化裝備和普通設(shè)備并存, 系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預(yù)。這是一個(gè)典型的結(jié)合國(guó)情、實(shí)施適用先進(jìn)方針的自動(dòng)化技術(shù)解決方案。
在鑄造行業(yè)，人們常說(shuō)，鑄造材料的成分決定組織，組織左右性能；這句話其實(shí)并不。我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)許多鑄鐵，在相同成分時(shí)，機(jī)械性能卻有較大差異。鐵水的質(zhì)量除與其成分有關(guān)聯(lián)外，還與爐料配比（生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量），熔化與出爐溫度，孕育工藝等有密切關(guān)系。所謂合成鑄鐵，就是指配料中使用50%以上的廢鋼，通過(guò)增碳合成的方法制取的鑄鐵材料，因?yàn)樾枰^高的熔化溫度，只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。

含鉻耐熱鑄鐵鉻的抗氧化和抗長(zhǎng)大的作用很強(qiáng)，鉻加入鑄鐵中能在鑄件表層形成牢固的Cr203。保護(hù)膜，使鑄件有很高的耐熱性。由于我國(guó)鉻資源少，而且需要加入的鉻量太多，限制了這種鑄鐵的推廣使用。另外還可以將兩種或兩種以上元素按一定配比加入鑄鐵中，也能夠收到很好的耐熱效果。如含硅4.5%、鋁6～8%的耐熱鑄鐵可以穩(wěn)定在1000~1100℃工作。
耐蝕鑄鐵在工業(yè)生產(chǎn)的各部門中，許多零件要求有較好的抗腐蝕破壞的能力。所謂腐蝕，就是金屬表面受周圍介質(zhì)的化學(xué)及電化學(xué)作用兩被破壞的過(guò)程。金屬材料的腐蝕主要有兩種形式：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。一般說(shuō)，化學(xué)腐蝕危害較小，而電化學(xué)腐蝕危害性很大。為了提高鑄鐵的耐腐蝕性，主要是加入合金元素而得到有利的組織和形成良好的保護(hù)膜。耐蝕鑄鐵的種類很多，主要有以下幾種：高硅耐蝕鑄鐵鑄鐵中加入硅在14.5%以下時(shí)，耐蝕性很差，而在14.5%以上時(shí)，耐蝕性火大提高，但超過(guò)18%以后則耐腐蝕性不再明顯提高，且脆性增加。故高硅耐蝕鑄鐵含硅量一般在14~18%范圍內(nèi)。高硅耐蝕鑄鐵由于形成了堅(jiān)固致密的SiO2保護(hù)膜，在含氧酸(如硫酸、等)中具有良好的耐蝕性；但在和堿液(如NaOH)中，由于SiO2膜被破壞，引起腐蝕加劇。所以高硅耐蝕鑄鐵多用于制造化工用的耐酸泵體、管件等。含鋁耐蝕鑄鐵鋁加入鑄鐵中也能形成氧化保護(hù)膜，因此含鋁耐蝕鑄鐵可在氧化氣氛中工作，也可作為耐堿鑄鐵。其含鍋量為4～6%，其余成分同中鋁耐熱鑄鐵。高鉻耐蝕鑄鐵鉻在鑄鐵中可以提高組織的致密性，在鑄鐵的表層形成一層保護(hù)膜，能提高鑄鐵的耐蝕性。當(dāng)鉻含量為12～30%時(shí)，可使鑄鐵在酸、堿、鹽等許多介員中具有很高的耐蝕性，但是在中因保護(hù)膜破壞而不能耐蝕