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球铁铸件是通过球化和孕育处理得到球状石墨,地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。球铁铸件除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
球铁铸件是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。


{一}、球墨铸件在凝固过程
球墨铸件在凝固过程中的共晶石墨析出会产生膨胀力,又因为糊状凝固特性导致球墨铸件在凝固初期难以形成坚硬外壳,此时凝固产生的膨胀压力便会作用于铸型,当铸型强度不够好时,会产生胀型,使球墨铸件收缩增大,当铸型强度比较好时,膨胀压力作用于球铁铸件本身实现自补缩,收缩量减小,因此球墨铸件的冒口设计不同于铸钢件,需要综合考虑铸型强度、球墨铸件结构等多种复杂因素;并且目前球墨铸件结构越来越复杂,球墨铸件热节分析比较困难,冒口的位置难以确定,因此设计复杂球墨铸件的冒口比较困难。
目前应用于球墨铸件的冒口设计方法主要有收缩模数法、实用冒口法和通用冒口法。基于几何的冒口优化方法。虽然能对冒口大小设计进行优化,但没有考虑合金材质,对球墨铸件不一定适用。
收缩模数法设计冒口的原理是均衡凝固技术,将球墨铸件作为一个整体,由于每个部分的凝固速度都不一样,发生收缩和体积膨胀的时间也不相同,通过将所有单元在同一个时刻的收缩和体积膨胀叠加,可以得到整个球墨铸件体积随时间的变化规律,将收缩和膨胀动态叠加和为零时,对应的时间为收缩时间,该时间对应的模数称为球墨铸件收缩模数,在此时间之后,收缩和膨胀动态叠加和大于零,因此,冒口设计充分利用自补缩效果,仅提供收缩时间之前的液态收缩量。球墨铸件整个凝固过程中体积随温度变化可以分为液态收缩、体积膨胀、二次收缩三个部分。在铸型强度比较好时,冒口颈如果在体积膨胀阶段凝固,球墨铸件便可以利用自身的体积膨胀来抵消后期的二次收缩,充分利用石墨析出产生的膨胀压力,从而实现自补缩效果,而在铸型强度比较差时,需要冒口释放一定的膨胀压力,冒口颈凝固稍晚。模数法计算冒口时只考虑球墨铸件模数,这种方法可以应用于铸钢件、铸铁件等,但这种方法没有考虑球墨铸件的自补缩作用,对于铸型强度条件好的球墨铸件,采用这种方法设计的冒口偏大,会造成材料浪费,导致工艺出品率低。为此,本文提出了一种考虑铸型强度的球墨铸件冒口计算方法,并应用于实际球墨铸件的冒口设计。
{二}、球墨铸铁有哪些特性
(1)球墨铸铁可以承受的内部水压达到3.0MPa,其伸长率,刚度和抗拉强度都比较大;
(2)球墨铸铁的接口通常使用插座,这些插座是灵活的接口,易于拆卸,并且可以承受一些沉没能力强,管道中残留少量水时可修复;
(3)通常,球墨铸铁的外部喷涂锌层,然后喷涂沥青以提供保护。用水泥砂浆衬里,其耐腐蚀性能比钢管强,但比非金属管要弱。
(4)通常,其使用寿命为50年,比钢管的使用寿命长。使用管道时,注意管道柔性接头处的防滑去除问题。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铸铁件、减速机轴、机械加工、龙门铣床加工等业务。