[发明专利]一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法

摘要

本发明公开了一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法，涉及球墨铸铁技术领域。本发明包括电磁场设计、造型和制芯、合箱浇铸、球化和孕育处理和落砂，根据厚大匀壁球墨铸铁件尺寸设计好型腔模型和尺寸，对型腔外布置感应线圈，在仿真软件中进行充型和凝固模拟，对熔融金属中施加由交变电场产生的磁场。本发明通过电磁铸造的方式不断地对金属材料成形过程中施加适当的电磁搅拌力，控制晶粒大小和元素的分布，从而提高铸件的强度和性能，并且提前仿真模拟确保浇铸量和电磁力达到生产要求，不仅成型周期短，生产的厚大均壁铸件强度高、表面光滑，且无需增加贵金属，节省生产成本。

主权项

1.一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法，其特征在于：包括电磁场设计、造型和制芯、合箱浇铸、球化和孕育处理和落砂；SS01电磁场设计根据厚大匀壁球墨铸铁件尺寸设计好型腔模型和尺寸，对型腔外布置感应线圈，在仿真软件中进行充型和凝固模拟，对熔融金属中施加由交变电场产生的磁场，根据电磁感应原理，在感应线圈中通入交变电流，就会在放入线圈的导体中感应出频率相同的感应电流，由于涡电流和磁场的相互作用而产生洛伦兹力，洛伦兹力对熔体产生约束而改变其形态，在仿真中通过控制电流而控制洛伦兹力，得到充型过程铁水的流动状况即是否有紊流，冲砂情况及充型完凝固过程的温度变化、缩松缺陷出现的地方，同时通过仿真模拟观察金属液凝固过程中相变过程，确认基体转变成珠光体的温度，从而确认落砂温度和落砂后冷却强度；SS02造型和制芯根据模拟型腔模型尺寸造型制芯，并在型腔外布置感应线圈，按照铸造工艺要求在铸型内对应铸件厚大断面处放置激冷冷铁，铸件顶部放置补缩冒口；SS03合箱浇铸将型芯进行组合好并等待浇铸，将炉料加入炉中进行熔化并测温，等炉料的熔化温度升至在1440℃～1460℃时进行浇铸，在浇铸前要保证铁水中的渣子清除干净，浇铸时对感应线圈通交变电流，电流控制与仿真模拟时相同，直到浇铸完全成型后断电；SS04球化和孕育处理先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；SS05落砂等到球化和孕育处理完成后，在型芯内进行冷却，铸件平均温度降到700℃～750℃时进行落砂，使铸件完全暴露在空气中以正常空冷方式进行冷却，最后将铸件从砂子里提出来进行空冷，待铸件完全冷却后再次进行清理即完成铸造。