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當前汽車發動機鑄鐵型材斷軸缺陷的研究主要采用“傳統實驗試錯法”，耗時耗材、難以快速有效獲得砂芯質量調控策略。為此，本文分析從砂芯制作到澆注全流程多工序相關參數與斷軸的關系，確定造成斷軸缺陷的主要因子；采用“BP神經網絡法”建立一套汽車發動機鑄鐵型材斷軸缺陷的診斷模型，并基于此模型研究各項影響因子對缺陷產生的敏感程度；結合實際過程相關參數的波動性獲得過程控制策略，用以指導實際生產。對出現在鑄鐵型材內部的夾雜缺陷，進行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產生給出了相關的建議。對大斷面型材表面出現的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。優化設計后得到的鑄鐵型材新生產線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產，且生產鑄鐵型材的工序簡化，其中大尺寸的夾雜物主要來源于球化和孕育處理，因此解決鑄鐵型材內部夾雜問題的關鍵是控制球化和孕育處理的相關參數.對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產實踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當提高拉拔速度、改進爐膛底部結構及阻斷結晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。首先分析了汽車發動機鑄鐵型材的生產工藝質量狀況，系統闡述了常見的缺陷問題，然后對斷軸缺陷的研究現狀進行了深入調研，并結合企業實際生產分析了砂芯制作與應用的全流程工序，確定了造成斷軸缺陷的主要因子。同時結合企業ERP系統，對斷軸缺陷的主要影響因子數據進行挖掘，并以典型鑄鐵型材為例詳細闡述了數據挖掘過程.

目前獲得度灰鑄鐵主要是通過添加鉻、銅、鉬和鎳等合金元素來實現但是隨著合金價格的提高生產成本不斷增加。為降低生產成本本課題在HT250材質的基礎上采用氮、鈦、鈮對鐵液進行合金化通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規律。 試驗結果表明含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時試樣的金相組織為A型石墨+細片狀珠光體+少量鐵素體。 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。 隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長度變短、寬度稍有增加彎曲程度加大石墨端部鈍化對基體的割裂作用減弱；細片狀珠光體含量略有增加珠光體層片間距減小；試樣的抗拉強度和硬度逐漸增大當含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時試樣的抗拉強度和硬度達到大值分別為395MPa和260HBW。當鐵液中含氮量≥0.011%時鑄件表面下開始出現氣孔缺陷。