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[一]、球墨铸件结构优化及材料选用
球墨铸件结构优化后,相对而言球墨铸件质量减轻,球墨铸件所受应力大,所以优化方案是否合理,是成败的关键。汽车上使用的许多球墨铸件承受的是高周疲劳应力,其失效的大部分原因是由疲劳断裂引起的。球墨铸件一旦设计完成,如何保证其使用寿命是一个很重要的问题。
球铁铸件设计企业通过CAE软件进行模拟分析,计算出球墨铸件所受应力大小和受力部位。铸造企业通过应力分析结果,结合所选用的球墨铸件材料,判断是否能达到球墨铸件要求的疲劳寿命,如果铸造企业盲目进行开发,一旦遇到球墨铸件结构或选择球墨铸件材料不合理,会给企业造成较大损失。
选择球墨铸件材料十分重要,许多企业将球墨铸件材料的抗拉强度作为球墨铸件所能承受应力大小的判断依据,这种判断方式值得商讨。
其原因主要是系数大小的确定比较困难,如果没有成熟的经验积累,选择抗拉强度作为设计依据会很困难。例如:在优化球墨铸件托臂梁时,就遇到过球墨铸件所受应力和材料匹配的问题,初也是使用抗拉强度作为设计依据,球墨铸件所受应力和球墨铸件材料的抗拉强度按照1:1设计。
球墨铸件局部大应力达到609MPa,而选用的材料抗拉强度≥600MPa,屈服强度≥370MPa,抗拉强度实测值为650~680MPa。
台架试验结果:3个球墨铸件15万次以内,全部发生断裂,而台架试验的寿命要求是不小于60万次。
[二]、大断面球墨铸铁的发展和应用
球墨铸铁的快速发展,推动了大断面球墨铸铁的生产和应用,也得益于大断面球墨铸铁的生产应用。对于大断面球墨铸铁定义,还没有明确的规定,目前一般认为壁厚在100mm以上的球墨铸铁为大断面球墨铸铁.20世纪70年代以来,大断面球墨铸铁先后出现,主要应用于大型机械、核燃料储运等方面,具有代表性的球墨铸铁有大型压力机机架、水泥磨机磨盘球墨铸铁、核乏燃料容器等。近几年来,随着核电、水电、风电发电机组的大型化发展以及其他机械设备的重型化发展,大断面球墨铸铁也广泛用于制造发电机组的轮毅、大型注塑机模板等重要部件。
虽然大断面球墨铸铁球墨铸铁应用日益广泛,需求也逐渐增长,但是大断面球墨铸铁热节部分或中心部位由于凝固速度缓慢、凝固时间长,经常出现变态石墨,缩松,缩孔等组织缺陷,导致球墨铸铁力学性能下降。其中碎块状石墨的产生对性能的恶化尤为明显。
这严重制约了大断面球墨铸铁的生产,阻碍了球墨铸铁在机械工业中的应用和发展。如何解决大断面球墨铸铁心部性能差,提高球墨铸铁组织性能的稳定性问题一直是生产和研究中关注的问题。因此,成功生产厚大断面球墨铸铁的能力常常被视为铸造企业生产工艺水平高低和国家铸造技术发达与否的重要标志。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铁铸件、减速机配件、机械加工、龙门铣床加工等业务。
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