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近年来,耐热球墨铸铁材料由于具有良好的力学性能、耐热性能及高温下抗氧化、抗疲劳性能等特点,正逐步取代某些钢来制造耐热模具,获得了越来越广泛的应用。本文研究了耐热球墨铸铁模具材料的耐热性能、抗高温氧化性能、抗疲劳性能及耐磨性能,为其在代替传统铸锻钢生产冲压件模具等方面提供了重要的理论和实践依据。 采用正交实验法优化了材料中合金元素Si、Mn、Cr的佳配比;利用光学显微镜观察了球墨铸铁的金相组织;利用HB-3000型布氏硬度计测量了球墨铸铁的硬度;通过CSS-44000型电子 试验机对材料的拉伸性能进行了表征;采用氧化增重法衡量了材料的抗高温氧化性能;观察热疲劳裂纹的SEM照片分析了材料的抗热疲劳性能;使用MG-2000型摩擦磨损试验机,考察了干摩擦条件下材料的摩擦磨损性能,综合分析了合金元素的添加比例、施加载荷、磨损时间对材料摩擦磨损性能的影响,探讨了其磨损失效机理。 结果表明:综合考虑力学性能、耐热性能、耐磨性能等方面的重要性,优化合金元素配比为Si5.5 wt.%、Mn0.6 wt.%、Cr0.8 wt.%;不同含量的合金元素对材料组织的影响也有所区别,合理控制合金元素添加量,能够获得抗氧化性能、抗疲劳性能好的球墨铸铁;摩擦磨损工艺参数的不同,摩擦质量损失和摩擦系数也有所不同。

可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁，珠光体一铁素体基体灰铸铁，珠光体基体灰铸铁。灰铸铁(4张)铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片，其强度，硬度差，很少应用，珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀，细小的石墨片，其强度，硬度相对较高，常用于制造床身，机体等重要件，珠光体—铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片。灰铸铁碳量较高（为2.7%~4.0%）此种铸铁的强度我国消化吸收国外柔性制造系统( Pseudo- FMS) 。
对于HT2HT300等度灰铸铁来说，废钢左右强度，生铁影响组织。高比例废钢（尤其是船板）与高比例回炉料（浇冒口，废铸件，铁屑）搭配，合成灰铁的废加入量不宜超过50%，高比例废钢（尤其是船板）与含硫磷高的生铁搭配，回炉料超过40%（浇冒口，废铸件，铁屑。配料优化组合（%）组成生铁废钢回炉料配比A4030配比B3040配比C2040配比D205030锰硫含量需要提高硬度时锰的含量可达1.0－1.2%。
人们常说，铸造材料的成分决定组织，组织左右性能，这句话其实并不。我们在生产实践中发现许多铸铁，在相同成分时，机械性能却有较大差异。铁水的质量除与其成分有关联外，还与炉料配比（生铁用量，废钢用量，返回料用量，合金加入量），熔化与出炉温度，孕育工艺等有密切关系。所谓合成铸铁，就是指配料中使用50%以上的废钢，通过增碳合成的方法制取的铸铁材料，因为需要较高的熔化温度，只宜在电炉中熔炼。在铸造行业目前合成铸铁主要有合成灰铁和球铁。通过大量实践但不要求相应提高硫的含量（关于灰铁中的硫含量，另行分析）。

为进一步降低生产过程成本，炼铸环节的压力巨大，上至厂长下至工段员工都有同感。为此，炼铸车间9月19日又一次召开了中层干部会议，一致认为提高3#连铸机连浇炉数能大幅降低生产成本。没有做不到，只有不想做，面对成本居高不下的现状，炼铸车间认为只要做到系统把控、各环节准备到位、精心操作、关注过程环节的衔接等，一定能够实现新突破，找到降低成本的关键所在。尝试才会成功，大胆才有突破。说干就干，9月19日下午17:15，炼铸车间生产副主任曹文龙和连铸生产技术主任许春沟通，19:00到厂商议生产组织事宜。为确保3#铸机350mm断面连浇30炉成功实施，两人决定留厂组织试验，直至浇铸完毕才回家休息。生产前，由曹文龙主持召开了生产部署会，从铁水准备、钢包调整、炼钢至浇铸到切割、行车吊运等，各环节负责人均参与。会上，对每个环节的生产要点、注意事项一一进行强调，尤其是生产节奏控制、钢水纯净度管控、大包吹氩、钢水、中包快换水口等，并强调了环节与环节之间、环节内部之间要积极做好配合。3#铸机在开浇前，许春召集连铸环节的操作、设备、电仪等人员，强调了各个环节的重点工作，特别是针对各操作要点、事项，逐一强调到人，同时组织对设备状态进行逐一确认并填写生产前确认表，尤其是中包耐材、水口快换机构等浇铸的关键点;将可能发生的异常情况一一罗列并拿出对应措施，确保连浇顺利开展。