球鐵凸輪軸正火動力學(xué)數(shù)學(xué)模型研究及其工藝優(yōu)化.pdf

1、在近十年來的世界范圍內(nèi)，球墨鑄鐵的生產(chǎn)量連年呈增長形勢，而且由于球墨鑄鐵具有好的強、塑性，在汽車工業(yè)中正得到廣泛的推廣應(yīng)用，并顯示出了將取代部分鋼和灰口鑄鐵的強大趨勢。適合球墨鑄鐵鑄造的成形工藝在近50多年來也得到了飛快的發(fā)展，具有高剛度鑄型及快速冷卻等有利條件，能夠確保獲得尺寸精確、內(nèi)部組織致密、球化良好、石墨及晶粒細化的球墨鑄鐵鑄件的先進鑄造工藝應(yīng)運而生并不斷得以發(fā)展和完善，并在球墨鑄鐵的生產(chǎn)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用如：水平連鑄球鐵

2、型材、金屬型覆砂鑄造、水冷金屬型鑄造、負壓消失模鑄造和噴射成形等。 本文就金屬模覆砂球墨鑄鐵凸輪軸鑄造生產(chǎn)線中存在的實際質(zhì)量技術(shù)問題及其產(chǎn)生的原因進行了全面、詳細的分析和研究，并提出了合理的改進方案。 本研究通過球墨鑄鐵的連續(xù)冷卻實驗，就材料的連續(xù)冷卻速度對其顯微組織的影響作用予以了評判和分析，對在不同的連續(xù)冷卻速度下所產(chǎn)生的先共析鐵素體的體積百分含量進行了測定。在此基礎(chǔ)上，建立了單位體積中先共析鐵素體含量與連續(xù)冷卻速度

3、之間關(guān)系的動力學(xué)數(shù)學(xué)模型。該動力學(xué)數(shù)學(xué)模型能很好地量化在較大的冷卻速度條件下，球墨鑄鐵內(nèi)部組織中先共析鐵素體含量的變化；采用有限差分計算方法可以求出能獲得全珠光體基體組織球墨鑄鐵的最小連續(xù)冷卻速度即5℃／S。 為了實現(xiàn)可控制性冷卻，本研究采用改變冷卻方式的方法來調(diào)整球墨鑄鐵凸輪軸在正火過程中的冷卻速度，并在實際生產(chǎn)環(huán)境中進行了正火及回火工藝的對比實驗。通過在不同的正火及回火工藝條件下，對球墨鑄鐵凸輪軸的內(nèi)部組織、強度、硬度和塑性

4、進行了大量的測定、評判、分析和研究，確定了能夠獲得高強度、高塑性球墨鑄鐵的最佳生產(chǎn)工藝。該優(yōu)化生產(chǎn)工藝經(jīng)應(yīng)用于球墨鑄鐵凸輪軸的實際生產(chǎn)之中，共處理了70多爐，歷時約6個月的時間，未出現(xiàn)一例質(zhì)量不合格的爐次，珠光體含量大于95％，鐵素體和碳化物含量都小于5％，石墨球化率在80％以上，最大石墨直徑不超過0.08mm，平均直徑小于0.04mm；該凸輪軸本體的平均抗拉強度大于900 MP，延伸率大于4％。通過實際生產(chǎn)的驗證，該優(yōu)化工藝具有易于控