在消失模工藝條件下通過向普通球墨鑄鐵中加入Cu、Sb元素的方法制備了度合金化球墨鑄鐵并采用Procast軟件對中大型沖壓件模具充型過程進行模擬。系統研究了Cu、Sb元素對球墨鑄鐵型材的觀組織和性能的影響規律。組織觀察表明隨著Cu含量的增加珠光體含量增加。當Cu含量一定時隨著Sb含量的增加珠光體含量進一步增加。機械性能測試表明Cu、Sb合金化元素能夠明顯地提高球墨鑄鐵的強度和硬度等機械性能但導致延伸率略有下降。 采用該種新材料結合消失模鑄造技術開發研制了大型球墨鑄鐵沖壓件模具毛坯實現了大型沖壓件模具的一次近終成型。 對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現象得到有效。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結晶器的停留時間過長，導致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。所獲得拉坯工藝參數能夠用于實際生產系統，實現高質量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產。采用Procast軟件對轎車頂蓋模具在消失模工藝下充型過程進行數值模擬結果表明:該材料在消失模工藝條件下采用雙側澆注系統時當真空負壓值為0.07MPa澆注溫度為1450℃可以獲得優質無缺陷的模具鑄件模擬結果與實際結果相吻合。 采用本研究所開發的新型度球墨鑄鐵材料在消失模工藝下研制了多種中大型沖壓件模具經試驗驗證具有良好的機械性能抗拉強度大于710MPa硬度可達230-280HB延伸率可達3-5%基體中珠光體含量大于90%經無損探傷測試模具鑄件無縮孔符合中大型沖壓件模具的性能要求。

鑄鐵型材差不多已在所有主要工業部門中得到應用，這些部門要求高的強度、塑性、韌性、耐磨性、耐嚴重的熱和機械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕以及尺寸穩定性等。為了滿足使用條件的這些變化、球墨鑄鐵現有許多牌號，提供了機械性能和物理性能的一個很寬的范圍。 如標準化組織ISO1083所規定的大多數球墨鑄鐵鑄件，主要是以非合金態生產的。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結晶器的停留時間過長，導致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數調整合適時，下凹及鼓肚現象基本消失。 反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優良。與實施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。 在拉伸過程中，石墨作為夾雜分布在集體組織中，石墨形態對度灰鑄鐵的抗拉強度有很大的影響。石墨越彎曲，石墨端部角度越鈍，抗拉強度越好。在切削加工過程中，由于剪切力的作用，度灰鑄鐵組織中的石墨將發生規律性的變形，增加石墨的數量能夠減輕切削加工過程中的抗力、降低刀具的磨損，改善度灰鑄鐵的切削加工性能。通過石墨對度灰鑄鐵的性能影響的研究，為開發度易切削加工度灰鑄鐵提供理論依據，獲得度易切削加工灰鑄鐵的組織形貌為短細的石墨及細小片間距的珠光體組織。