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

為開發(fā)度易切削加工度灰鑄鐵提供理論依據(jù)，獲得度易切削加工灰鑄鐵的組織形貌為短細(xì)的石墨及細(xì)小片間距的珠光體組織。
  研究灰鑄鐵消失模鑄造法金屬液充型過程的規(guī)律，對于消失模鑄造工藝設(shè)計、鑄件質(zhì)量控制及流場和溫度場的數(shù)值模擬具有重要意義。 本文利用自行研制的32通道開關(guān)量／32通道溫度模擬量計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用正交試驗設(shè)計方法研究了工藝參數(shù)對灰鑄鐵消失模鑄造充型速度的影響。通過線性回歸，建立了線性回歸方程，對影響充型速度的諸多因素——負(fù)壓度、模樣密度、涂料透氣性、澆注溫度、金屬液靜壓頭、內(nèi)澆道尺寸、模樣厚度進(jìn)行了篩選。在正交試驗的基礎(chǔ)上，對所確定的主要工藝因素對于充型速度的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的測試，通過改變負(fù)壓度、模型密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、涂料透氣性、澆注方案、模型幾何形狀等參數(shù)，研究了各工藝因素對充型過程的影響，獲得了在各種條件下金屬液充型的等時曲線圖，通過對其進(jìn)行分析，找出了金屬液充型形態(tài)的規(guī)律，定量地確立了主要工藝因素對充型速度影響的規(guī)律。
另外，研究了消失模鑄造法鑄型表面硬度、界面換熱系數(shù)的變化規(guī)律。后，對比分析了開關(guān)量采集到的流場數(shù)據(jù)與熱電偶測溫技術(shù)所獲得的流場數(shù)據(jù)。結(jié)果表明： 1灰鑄鐵消失模鑄造充型過程中流動金屬前沿呈放射弧線狀向前充填。 2試驗條件下，工藝因素對充型速度影響作用由大到小的順序為：負(fù)壓度、模樣 西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、模樣厚度、涂層透氣性、內(nèi)澆道面積。 3 負(fù)壓度是影響充型形態(tài)和充型速度的關(guān)鍵因素。用消失模鑄造法得到健全灰 鑄鐵件的基本條件是在－200mmhg～400nunhg的負(fù)壓度范圍內(nèi)澆注。