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球墨铸铁型材以其良好的抗冲击性、很高的抗拉强度及铸铁特有的优良的铸造性、耐磨性、抗疲劳性及经济性等优点广泛应用于机械制造工业的各种零部件。本文针对公司球墨铸铁件切削加工中存在的问题(如进排气管过程中产生的毛刺)通过有限元建模分析和切削试验探索球墨铸铁切削过程中切削毛刺的形成机理并进一步探索球墨铸铁的切削性能为提高产品质量、降低切削成本提供工艺指导。对鼓肚缺陷，在铸铁型材的水平连铸过程中采用反弧度法工艺，即通过新型的石墨套与引锭装置来实现的，通过实施反弧度法工艺，铸铁型材的鼓肚现象得到有效消除。但由于在率次实验过程中，刚开始生产铸铁型材时的拉拔速度比较慢、拉拔周期较长，使铸铁型材在结晶器的停留时间过长，导致在扁平方向上铸铁型材顶部略微向下凹，当拉拔参数调整合适时，下凹及鼓肚现象基本消失。实施反弧度法之后的铸铁型材硬度得到提高，组织更为均匀，并且其抗拉强度指标高于铸铁型材标准(JBT10854-2008水平连续铸造铸铁型材) 性能要求。同时，伸长率指标均超过LZQT500-7规定的指标。与拉伸性能结果类似，反弧度法试样的抗压强度高于未实施反弧度法试样的抗拉强度。所获得拉坯工艺参数能够用于实际生产系统，实现高质量、高效率的铸铁型材水平连铸拉坯生产。进一步的切削试验表明:速度和进给量对毛刺的影响较小而切深影响较大。同时对球墨铸铁铣削加工性能进行了试验研究。研究表明:球墨铸铁表面粗糙度随着铣削速度的增大而减小;随着进给量和切深的增大而增大。切削速度较低时球墨铸铁切屑比较短呈屑状。随着切削速度的提高切屑呈细长状。切深与进给量较小时切屑呈屑状随着切深与进给量的提高切屑呈细长状。以硬质合金刀具铣削球墨铸铁时其失效形式主要是磨粒磨损。
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水平连铸作为一种近净型清洁生产技术具有很好的发展前景。近年来水平连铸技术在铸钢和镁铝合金方面的应用比较广泛，但在铸铁方面的应用和研究较少。为研究水平连铸模拟技术在铸铁方面的应用，促进水平连铸技术的发展本文介绍了一种利用水渣铁炼铁直接生产灰铁型材的水平连铸工艺方法，并对采用此法生产的消失模灰铁型材进行了金相分析和力学性能实验。然后使用P r o_E软件对型材、浇注系统及冒口等进行了三维建模，利用ProCAST和Vis ua l Enviro nme nt软件作为铸造过程数值模拟仿真工具对水渣铁生产灰铁型材过程中的金属液充型及凝固进行仿真分析。 对出现在铸铁型材内部的夹杂缺陷，进行了全面地研究分析，明确了夹杂物的分布规律、元素组成、来源及形成原因，并就如何控制该缺陷的产生给出了相关的建议。对大断面型材表面出现的疤皮缺陷，分析了形成原因，优化设计后得到的铸铁型材新生产线，能够满足 尺寸为400mm的铸铁型材的生产，且生产铸铁型材的工序简化，各设备的结构组成更为简单合理.铸铁型材中的夹杂物主要聚集分布在其中心线上方约3/4半径处，其中大尺寸的夹杂物主要来源于球化和孕育处理，因此解决铸铁型材内部夹杂问题的关键是控制球化和孕育处理的相关参数.对于铸铁型材表面存在的疤皮缺陷，生产实践证明，采取提高铁水温度、保证铁水纯净度、适当提高拉拔速度、改进炉膛底部结构及阻断结晶器两段石墨套间横向传热的举措能够有效地消除.针对此问题本文提出阶梯式的改进方案，通过模拟可知型材缩孔缩松和夹渣基本上得到了解决，而且完全能满足型材的使用性能要求。并得出以下结论：  1、开发一种利用水渣铁炼铁生产灰铁型材的新工艺方法，通过此方法利用水渣铁生产铸铁型材可缩短生产周期、降低生产成本、提高生产效率。
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