球墨铸铁与球化剂的现状和发展(3)

3.7球化劑在使用中的問題及質量原素控制指標

影響球化劑質量的原素有︰成分、粒度、形狀、密度、MgO含且等。這裡僅就火法冶煉生產的球化劑分析，例舉不少工廠使用中反映的問題︰（1）球化劑成分不準。（2）球化劑粉化合金粒度不合要求。（3）球化劑密度波動大、有些球化劑上浮快，回應過於激烈，安全無保證.（4）MgO含量過高，球化處理不良，球化劑加入量過大。（5）球化處理後衰退快。（6）球化後白口傾向大。要解決上述問題，應從兩方面入手︰一是合金生產廠提供質量合格的產品。首先要完善氧化鎂分析問題，其次嚴格控制原材料，控制促進合金粉化的元素和干擾元素，加強管理，第三要嚴格執行準確的冶煉工藝，控制好影響球化劑質量的主要指標，第四是提供用戶所要求的粒度。另一方面對生產的工人進行培養訓練，讓它們懂得合金特性及準確的使用方法。生產中的問題與生產工人素質直接相關，有些工人只是教什麼做什麼，不能舉一反三，這是不行的。需要合金生產廠家和使用廠家的配合，普及提升對球鐵的認識和生產技術水準，這樣才能使我國球鐵生產保持良好的發展勢頭.

3.8計算機在球鐵生產中的應用

球鐵由於其糊狀凝固的特徵決定所生產的鑄鐵由於補縮不良經常產生縮孔、縮松等缺陷，為了能在鑄

件生產以前預測這些缺陷情況，早在印年代國內外就開展了鑄造過程數值類比．鑄造過程數值類比是使用數值類比技術，在計算機虛擬的環境下類比實際鑄件形成過程，包括金屬液體的充型過程、冷卻凝固過程、應力形成過程、判斷成型過程中主要原素的影響程度，預測組織、性能和可能出現的缺陷，為優化工藝減少廢品提供依據。1962年丹麥的Forsund第一個採用電子計算機類比鑄件的凝固過程，此后美國、英國、德國、日本、法蘭西等相繼開展了這方面的研究。我國于70年代末開始，大連理工大學、沈陽鑄造研究所率先在我國開展了這一技術的研究，並分別于1980年發表了研究報告（郭可韌等，大型鑄件凝固過程的數字類比，大連工學院學報，1980（2）1─16；沈陽鑄造研究所，鑄件凝固熱場電子計算機類比，鑄造，1980

（1）14─22，此后在我國高等院校投入大量人力開展了這項研究，在“六五”、“七五”期間國家攻關項目中部有計算機在鑄造中應用的攻關項目，“六五”的項目為“大型鑄鋼件凝固控制”、“七五”項目為“大型鑄鋼件鑄造工藝CAD”，組織產、學、研聯合攻關，大大推展了此項技術在我國的發展，目前清華大學、華中理工大學已分別能提供FT─Star和華鑄CAE─Inte CAST4．0商品化學的軟體並在三明重型機器有限公司等單位應用，獲得了良好的效果。計算機數值類比由前處理、中間計算和后處理三部分組成，包括幾何模型的建立，格點劃分，求解條件（初始條件和邊界條件）的確定，數值計算，計算結果的處理及圖形顯示。其所用的數值類比的基本方法主要是有限差分法，有限元法和邊界元法。目前鑄造中應用的較多的領域是︰1）凝固過程數值類比，主要進行鑄造過程的傳熱分析。包括數值計算方法的選擇，潛熱處理、縮孔縮撿預測判別，鑄件、鑄型界面傳熱問題處理。2）流動場數值類比，涉及動量、能量與質量傳遞，其難度較大。使用的數值求解技術有MAC 法、SAMC法，SOLA─AOF法以及SOLA一─MAC法。3）鑄造應力類比，此項研究開展較晚，主要進行彈塑性狀態應力分祈，目前有Heyn模型，彈塑性模型，Perzyna模型，統一內變量模型等。4）組織類比，目前尚處起步階段。分巨視、中觀和微視類比。能計算形核數，分析初晶類型，枝晶生長速度，類比組織轉變，預測機械性能。目前有確定性模型，Monte、Cellular、Automaton等統計法模型、相場模型等。計算機及其應用是目前迅速發展的技術領域，鑄造作為重要的工業領域之一，理應加強投入。研究開發計算機在鑄造研究及生產領域的應用，徹底改變過去那種“睜眼型式，閉眼澆注”的狀態，計算機的應用也必將會促進球墨鑄鐵的應用和發展。