双金属液浇注灰/蠕复合铸铁工艺研究*

张延京，杨　忠，李建平，李俊英，杨　通

(西安工业大学 材料与化工学院，西安 710021)



双金属液浇注灰/蠕复合铸铁工艺研究*

张延京，杨忠，李建平，李俊英，杨通

(西安工业大学 材料与化工学院，西安 710021)

为了得到兼顾强韧性和导热性的复合铸铁，设计了四种双金属液-液浇注工艺.浇注双金属液时，统一采用底注式浇注系统浇注下层金属液，改变浇注上层金属液的浇注系统，上层金属液浇注速度选择为5 cm·s-1，两种金属液浇注间隔时间选择为20 s，下层金属液浇注高度超过理论结合面15 mm.利用计算机数值模拟方法研究了金属液充型过程，并与实际浇注结果进行了对比验证.研究结果表明：采用缝隙扇形式浇注系统，制备出的灰/蠕复合铸铁的抗拉强度达到205 MPa，高于HT200灰铸铁，其500 ℃时导热系数为36 W·(m·k)-1，高于RuT300蠕墨铸铁.

计算机数值模拟；双金属浇注；灰/蠕复合铸铁；导热系数

gray/co MPacted graphite composite cast iron;thermal conductivity

传统均质铸铁材料制造的柴油机缸盖由于无法同时兼顾导热性和强韧性能，致使国内外高功率柴油机气缸盖服役时常发生热应力开裂问题[1-4].由于灰铸铁基体中的石墨呈细长片状分布，石墨的连通程度较高，所以灰铸铁具有良好的导热性[5-6]，但石墨尖端处会对基体产生割裂作用，所以导致灰铸铁的强韧性较差.而蠕墨铸铁由于石墨形态呈蠕虫状，石墨尾部比较圆钝，对基体的割裂程度较弱，所以其具有较高的强韧性，抗疲劳性能较好[7-8]，但由于石墨之间相互连通性较差，其导热性能不如灰铸铁[9].为综……