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我國汽車用球鐵齒惰輪為典型鑄件,開發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中保持一定恒溫。針對模具應具有高熱傳導性、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,碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在,游離狀態的石墨容易形成片狀結構。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,原子間結合力較弱,故結晶時易形成片狀結構,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,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置,在相應領域內替代砂型鑄件,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,其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成,其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案,與砂型鑄造相比,表現在機械性能提高,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,基本有三種方式,種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置,該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰;第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材, 前面我們已討論過化合態的滲碳體,它若加熱到高溫,便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相,而游離態的石墨則是一種穩定相。 采用WindowsXP操作系統,UG圖形軟件和Foxpro數據庫,并利用UG的二次開發功能開發應用程序,構建銅合金模具CAD系統的總體框架,研究型腔結構設計模塊的實現方法,以形成適用于銅金屬型模具CAD/CAE技術。 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值模擬方法和溫度場模擬數值計算,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用,他們與設計者緊密合作,把鑄鋼件、鍛鋼件以及可鍛鑄鐵件轉變為球墨鑄鐵件。懸置件現在,鐵經常用作懸置部件如簧掛鉤以及制動系統主要件(制動卡鉗)和轉向關節。汽車工業是球墨鑄鐵鑄件第二用戶,其數項多。球鐵應用于汽車中的三個主要地方:動力源一發動機部件;動力傳遞一一齒輪系、齒輪和軸套;車物懸置、制動器和轉向裝置。動力源曲軸是承受連續變化的彎曲、扭轉和剪切載荷的零件,并且在它的使用壽命內,要循環十億次,汽車設計的工程師們早在19152年即在發現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。上大多數汽油機汽車都裝上球鐵曲軸來代替鍛鋼曲軸,這種應用被認為是價值工程的典型例子。
球化和孕育處理。球化劑加入量應根據鐵液成分、鑄件壁厚、球化劑成分和球化處理過程的吸收率等因素分析比較確定。一般為1.6%~2.0%,若球化劑放置時間較長,則應適量多加。球化反應控制的關鍵是鎂的吸收率,溫度高,反應激烈,時間短,鎂燒損多,球化效果差;溫度低,反應平穩,時間長,鎂吸收率高,球化效果好。因此,一般在保證足夠澆注溫度的前提下,宜盡可能降低球化處理溫度,控制在1420~1450℃。球化劑要砸成小塊,粒度一般在5~25mm,加在包底,再在上面加硅鐵和鐵屑。 孕育處理是球墨鑄鐵生產過程中的一個重要環節,它不僅促進石墨化,防止自由滲碳體和白口出現,而且有助于球化,并使石墨變得更細小,更圓整,分布均勻,從而提高球墨鑄鐵的力學性能。孕育劑一般多采用FeSi其加入量根據對鑄件的力學性能要求,一般為0.8%~1.0%。孕育劑的粒度根據鐵液量多少,一般砸成5~25mm的小塊。孕育劑應保持干凈、干燥。在鑄鐵中,碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在,游離狀態的石墨容易形成片狀結構。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,原子間結合力較弱,故結晶時易形成片狀結構,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,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能。 空心鑄鐵型材及水平連鑄裝置,在相應領域內替代砂型鑄件,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,其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成,其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案,與砂型鑄造相比,表現在機械性能提高,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,基本有三種方式,種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置,該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰;第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材, 前面我們已討論過化合態的滲碳體,它若加熱到高溫,便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相,而游離態的石墨則是一種穩定相。 球化劑和孕育劑要在出鐵前加入包中,在連續生產時,剛出完前一爐鐵后,包很熱,過早加入會使其粘結在包底而削弱球化和孕育效果。為了延遲球化反應時間,增強球化和孕育效果,要在球化劑和孕育劑的上面覆蓋一層鐵屑。球化處理的方法較多,一般多采用操作簡便的沖入法處理球鐵。
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