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我國汽車用球鐵齒惰輪為典型鑄件,開發(fā)球墨鑄鐵水冷銅合金金屬型鑄造工藝。 主要工藝路線是采用水冷銅型模具,利用水冷帶走金屬型模具熱量,使模具在快速鑄造生產(chǎn)中保持一定恒溫。針對模具應(yīng)具有高熱傳導性、一定的耐磨性和易于加工的要求,在銅合金模具選材上,研究開發(fā)了Cr-Zr-Mg銅合金模具材料,提出Cr-Zr-Mg銅合金成分范圍和機械性能,并確定其冶金制造工藝流程。在鑄鐵中,碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在,游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格,基面中的原子間距142nm,原子間結(jié)合力較強;而兩基面間的面間距340nm,因基面間距較大,原子間結(jié)合力較弱,故結(jié)晶時易形成片狀結(jié)構(gòu),且強度、塑性和韌性極低,接近于零,硬度僅為3HBS。另外,在碳原子的四個價電子中,只有一個價電子參加到電子氣中去,這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。 鑄鐵型材具有組織均勻致密;耐壓氣密性好;減磨性能強;表面質(zhì)量光潔;尺寸精度高:加工余量小;硬度分布均勻;抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優(yōu)越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結(jié)合以及優(yōu)良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置,在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)替代砂型鑄件,這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔,截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置,其基本結(jié)構(gòu)包括保溫爐、設(shè)置于爐口處的外結(jié)晶器、牽引設(shè)備組成,其特征在于在保溫爐內(nèi)與外結(jié)晶器對應(yīng)位置設(shè)置內(nèi)結(jié)晶器。所述的內(nèi)結(jié)晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術(shù)方案,與砂型鑄造相比,表現(xiàn)在機械性能提高,切削性能提高,表面光潔,加工余量小,可直接加工成閥體、齒輪泵外殼,液壓導向套等,比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產(chǎn),基本有三種方式,種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產(chǎn)裝置,該裝置因生產(chǎn)的型材致密性差已被淘汰;第二種采用水平連鑄加內(nèi)結(jié)晶器的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)空心鑄鐵型材, 前面我們已討論過化合態(tài)的滲碳體,它若加熱到高溫,便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相,而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。 采用WindowsXP操作系統(tǒng),UG圖形軟件和Foxpro數(shù)據(jù)庫,并利用UG的二次開發(fā)功能開發(fā)應(yīng)用程序,構(gòu)建銅合金模具CAD系統(tǒng)的總體框架,研究型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊的實現(xiàn)方法,以形成適用于銅金屬型模具CAD/CAE技術(shù)。 對金屬型鑄件(鐵型球鐵齒惰輪、銅型球鐵齒惰輪)提出充型凝固過程數(shù)值模擬方法和溫度場模擬數(shù)值計算,預測金屬型鑄件缺陷,并完成了金屬型鑄件充型凝固過程測溫和編制實用. 汽車動力傳遞可鍛鑄鐵件有時用作汽車的傳動部件,將球鐵應(yīng)用于圓片離合器、分速器箱、后軸和輪殼等的強烈的趨勢。瑞士Sehaffhausen的G.Fiseher鑄造廠在這方面有許多應(yīng)用,他們與設(shè)計者緊密合作,把鑄鋼件、鍛鋼件以及可鍛鑄鐵件轉(zhuǎn)變?yōu)榍蚰T鐵件。懸置件現(xiàn)在,鐵經(jīng)常用作懸置部件如簧掛鉤以及制動系統(tǒng)主要件(制動卡鉗)和轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)。汽車工業(yè)是球墨鑄鐵鑄件第二用戶,其數(shù)項多。球鐵應(yīng)用于汽車中的三個主要地方:動力源一發(fā)動機部件;動力傳遞一一齒輪系、齒輪和軸套;車物懸置、制動器和轉(zhuǎn)向裝置。動力源曲軸是承受連續(xù)變化的彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切載荷的零件,并且在它的使用壽命內(nèi),要循環(huán)十億次,汽車設(shè)計的工程師們早在19152年即在發(fā)現(xiàn)用鎂處理的方法四年之后,就立刻考慮采用球鐵的可能性。福特汽車公司的幾乎所有曲軸都用這種材料來制造。上大多數(shù)汽油機汽車都裝上球鐵曲軸來代替鍛鋼曲軸,這種應(yīng)用被認為是價值工程的典型例子。
鑄鐵型材的凝點:鐵液在保溫結(jié)晶爐的水冷石墨結(jié)晶器中凝固成形。保溫爐中的鐵液具有相當高的壓頭,并構(gòu)成足夠大的補縮系統(tǒng),使連鑄棒坯按順序凝固模式進行。剛被拉出結(jié)晶器的棒坯表面具有一定厚度的凝殼,內(nèi)部仍為液態(tài)金屬,通過對其表面溫度的檢測,調(diào)節(jié)相關(guān)工藝參量,控制拉坯速度,使出口區(qū)棒坯表面溫度相對穩(wěn)定,鑄坯凝殼厚度和液心大小也相對穩(wěn)定,連鑄生產(chǎn)便可穩(wěn)定連續(xù)進行,這是理想的狀態(tài)。
汽車柴油機的制造者們從延長發(fā)動機的使用壽命出發(fā),特別謹慎地考慮曲軸材料的選抒,當度的貝氏體等溫悴火球鐵為了提高動力重量比,渦輪增壓器的擴大使用影響了材料的設(shè)計根據(jù),裝有渦輪增壓器的排氣管的溫度提高到500一70在這種條件下,氧化和蠕變強度變得重要了。具有優(yōu)良性能的球鐵正在取代灰鑄鐵應(yīng)用于排氣管,隨著溫度的提高,將更進一步使用硅鋁合金球鐵。在鑄鐵中,碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在,游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格,基面中的原子間距142nm,原子間結(jié)合力較強;而兩基面間的面間距340nm,因基面間距較大,原子間結(jié)合力較弱,故結(jié)晶時易形成片狀結(jié)構(gòu),且強度、塑性和韌性極低,接近于零,硬度僅為3HBS。另外,在碳原子的四個價電子中,只有一個價電子參加到電子氣中去,這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。
鑄鐵型材具有組織均勻致密;耐壓氣密性好;減磨性能強;表面質(zhì)量光潔;尺寸精度高:加工余量小;硬度分布均勻;抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優(yōu)越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結(jié)合以及優(yōu)良的抗疲勞性能。
空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置,在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)替代砂型鑄件,這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔,截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置,其基本結(jié)構(gòu)包括保溫爐、設(shè)置于爐口處的外結(jié)晶器、牽引設(shè)備組成,其特征在于在保溫爐內(nèi)與外結(jié)晶器對應(yīng)位置設(shè)置內(nèi)結(jié)晶器。所述的內(nèi)結(jié)晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術(shù)方案,與砂型鑄造相比,表現(xiàn)在機械性能提高,切削性能提高,表面光潔,加工余量小,可直接加工成閥體、齒輪泵外殼,液壓導向套等,比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產(chǎn),基本有三種方式,種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產(chǎn)裝置,該裝置因生產(chǎn)的型材致密性差已被淘汰;第二種采用水平連鑄加內(nèi)結(jié)晶器的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)空心鑄鐵型材,前面我們已討論過化合態(tài)的滲碳體,它若加熱到高溫,便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相,而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。一般,在鐵碳合金的結(jié)晶過程中,因為滲碳體的含碳量69%)比石墨的含碳量(100%)更接近于合金成分的含碳量5%o%),析出滲碳體時所需的原子擴散量較小,滲碳體的晶核易形成,所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。 造紙機工業(yè)利用了球鐵高的強度和高的性模數(shù)。例如與灰鑄鐵相比,球鐵的性模數(shù)高60%,設(shè)計壓力滾筒和干燥滾筒時能減少重量。同樣,球鐵(適當加入鎳錮合金)軋輥應(yīng)用于鋼廠,比起鋼和冷硬鑄鐵來有較高的性能。用于高鉻鑄鐵的物理機能化學成分分析檢測的儀器在丈量控制沸騰床燃燒溫度的熱電偶保護管,其工作溫度為1000一1100℃,高鉻鑄鐵的化學成分對其物理抗磨機能,高溫抗氧化機能和高溫機械機能都有非常大的影響。
鑄鐵儀器因為受到高溫粉塵顆粒的沖蝕作用,還要求保護管材料有較好的耐磨性和沖擊韌性.考慮到工作溫度在高鉻鑄鐵的可用范圍內(nèi),利用鍛造高鉻鑄鐵保護管一次成形可以降低本錢,選用高鉻鑄鐵作為熱電偶保護管材質(zhì)。為了進步鍛造高鉻鑄鐵熱電偶保護管的使用壽命
用電爐熔煉6爐灰鐵HT300鐵水,澆鑄液壓閥G03、G02等產(chǎn)品,經(jīng)解剖內(nèi)部組織發(fā)現(xiàn)大面積顯縮孔、縮松、縮裂,共830只全部報廢(見附圖)。檢測布氏硬度HBS241,化學成分C3.27,Si1.78,Mn0.83,S0.087,P0.04。珠光體98%,E形石墨達80%(A型20%),石墨長度5級。據(jù)有關(guān)人員研究分析,應(yīng)是鐵水材質(zhì)出了問題。化學成分分析的結(jié)果,對一般的薄壁HT300鑄件來說似乎是正常的,然而對于液壓閥鑄件(壁較厚)卻出了問題。 在鑄鐵中,碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在,游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格,基面中的原子間距142nm,原子間結(jié)合力較強;而兩基面間的面間距340nm,因基面間距較大,原子間結(jié)合力較弱,故結(jié)晶時易形成片狀結(jié)構(gòu),且強度、塑性和韌性極低,接近于零,硬度僅為3HBS。另外,在碳原子的四個價電子中,只有一個價電子參加到電子氣中去,這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。鑄鐵型材具有組織均勻致密;耐壓氣密性好;減磨性能強;表面質(zhì)量光潔;尺寸精度高:加工余量小;硬度分布均勻;抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優(yōu)越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結(jié)合以及優(yōu)良的抗疲勞性能。空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置,在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)替代砂型鑄件,這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔,截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置,其基本結(jié)構(gòu)包括保溫爐、設(shè)置于爐口處的外結(jié)晶器、牽引設(shè)備組成,其特征在于在保溫爐內(nèi)與外結(jié)晶器對應(yīng)位置設(shè)置內(nèi)結(jié)晶器。所述的內(nèi)結(jié)晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術(shù)方案,與砂型鑄造相比,表現(xiàn)在機械性能提高,切削性能提高,表面光潔,加工余量小,可直接加工成閥體、齒輪泵外殼,液壓導向套等,比實心型材的再加工提高了工效。空心鑄鐵型材生產(chǎn),基本有三種方式,種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產(chǎn)裝置,該裝置因生產(chǎn)的型材致密性差已被淘汰;第二種采用水平連鑄加內(nèi)結(jié)晶器的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)空心鑄鐵型材, 前面我們已討論過化合態(tài)的滲碳體,它若加熱到高溫,便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相,而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。一般,在鐵碳合金的結(jié)晶過程中,因為滲碳體的含碳量69%)比石墨的含碳量(100%)更接近于合金成分的含碳量5%o%),析出滲碳體時所需的原子擴散量較小,滲碳體的晶核易形成,所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。 此缺陷成因:初步判斷是鐵水中MnS的含量過高而引起的鑄件顯縮孔、縮松、縮裂,也就是說鐵水中的S、Mn含量超出鑄件所適應(yīng)的范圍(對不同鑄件其成分量有差別)。由于在熔煉中加入了一定量的增S劑,鐵水中的S、Mn含量積累達到一定程度,就會導致鐵水含S量超出鑄件自身正常凝固結(jié)晶的要求,從而產(chǎn)生此類缺陷。對策:停止加入增S劑,調(diào)整Mn的含量,保證HT300灰鐵的五元素的正常含量,調(diào)整后,缺陷全部。
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