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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。近年来利用HB-3000型布氏硬度计测量了球墨铸铁的硬度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。
Sb元素的方法制备了度合金化球墨铸铁，并采用Procast软件对中大型冲压件模具充型过程进行模拟。系统研究了Cu，Sb元素对球墨铸铁的微观组织和性能的影响规律。组织观察表明，随着Cu含量的增加，珠光体含量增加。当Cu含量一定时，随着Sb含量的增加，珠光体含量进一步增加。机械性能测试表明，Cu，Sb合金化元素能够明显地提高球墨铸铁的强度和硬度等机械性能，但导致延伸率略有下降。开发新型高性能球墨铸铁中大型冲压件模具材料来替代锻造合金钢及其它高合金铸铁等冲压件模具材料。在消失模工艺条件下通过向普通球墨铸铁中加入Cu 采用该种新材料结合消失模铸造技术开发研制了大型球墨铸铁冲压件模具毛坯，实现了大型冲压件模具的一次近终成型。

灰铁中起结晶核心作用的硫，主要是化合状态的MnS，我们现在的化验手段（无论是化学分析还是光谱分析），都只能分析出铸件和铁水中单质状态而以化合状态（MnS）存在的S是化验不出来的。当单质S含量超过0.05%时，化合态的S含量就比较高了，此时的铁水中： MnO+FeS=MnS+FeO，FeO+C=Fe+CO。灰铸铁中的S有两种存在形式或2FeO+C=2Fe+CO这时铁水在凝固过程中就在析出CO或CO2的同时产生部分棕色的MnS粉沫进入铁水中会增加硫的吸收率。在这样的情况下，如果我们再补加硫化铁来就过分了。实际生产高牌号灰铸铁件时，铁水中的单质S控制在0.03-0.05%之间为妥。
技术要求铸件硬度大于HB2强度大于300N/mm该产品主要壁厚超过50mm，通过多次试验，在加大一次孕育量的同时，采取二次随流孕育，了厚壁带来组织粗大的缺陷，提高了铸件致密度，保证了产品质量。关于铁水二次随流孕育，在浇注前加入粒度0.2-0.7mm的均匀的孕育剂，比较适用于厚件，而用于小件时反而增大了铁水的收缩性能。有一个时期，某公司部分产品加工后表面呈现白色亮斑硬度很高，刀具打滑，经分析。公司生产高牌号的电磁阀原来是孕育剂的块度过大，与铁水包容量不相适合，致使孕育剂在铁水浇注时未能完全熔解，铸件局部硅量富集形成硬化相，当在铁水温度偏低进行二次随流孕育时，也会产生同样的缺陷。
缩孔问题完全解决。分析其机理，铸铁产生缩陷，主要还是铁水中的气体（包括氧，氮，氢等）作怪，这些气体在凝固后期析出时，铁水无法补充，产生了缺陷，而稀土镁硅铁作为一种灰铁变质剂（也是一种孕育剂），却好是脱除气体的能手，铁水含气量大幅度减少，缺陷也就了。