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国内广泛使用的普通灰铸铁玻璃模具材料普遍存在着表面光洁差，使用寿命短的缺点。 本文的目的是通过化学成分的控制和对工艺的调整，获得D型石墨，并对观组织，力学性能，耐高温性能进行研究，以提高玻璃模具的使用寿命。通过Si和合金元素成分的选择和控制，研究了化学成分对D型石墨铸铁观组织的影响。结果表明Si是影响D型石墨形成的主要因素，Ti，Cr。玻璃模具是玻璃制品成型的重要工装Cu有利于促进D型石墨的形成 通过采用浇注阶梯型试样和放置冷铁方法，使铸铁获得不同的冷却速度，研究冷却速度对D型石墨铸铁观组织的影响。 在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。空心铸铁型材及水平连铸装置，在相应领域内替代砂型铸件，这种空心铸铁型材的截面中部有通孔，截面轮廓形状为圆形、矩形、多边形。上述空心铸铁型材的水平连铸装置，其基本结构包括保温炉、设置于炉口处的外结晶器、牵引设备组成，其特征在于在保温炉内与外结晶器对应位置设置内结晶器。所述的内结晶器固定保温炉下部的外壁上。本实用新型采用的技术方案，与砂型铸造相比，表现在机械性能提高，切削性能提高，表面光洁，加工余量小，可直接加工成阀体、齿轮泵外壳，液压导向套等，比实心型材的再加工提高了工效。空心铸铁型材生产，基本有三种方式，种采用垂直下拉的间歇式连铸铁管生产装置，该装置因生产的型材致密性差已被淘汰；第二种采用水平连铸加内结晶器的生产装置生产空心铸铁型材， 前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。 将不同成分的D型石墨铸铁加热到800℃，保温5分钟取出后，立即在冷水中激冷5秒，如此反复循环直至出现肉眼可见的裂纹为止。根据试样表面出现裂纹时的循环次数，研究成分和组织对D型石墨抗热疲劳性能的影响。结果表明：含有Cr，Cu多元化合金的D型石墨铸铁有比普通灰铸铁高5～6倍的抗热疲劳性能。 对试制的D型石墨铸铁玻璃模具还进行了工业性装机实验。 石墨形态由较粗大的片状石墨逐渐变成细小的点状石墨。在厚度为30mm试样的下方放置冷铁时，在距离冷铁25mm的铸铁组织中能够获得较细小的D型石墨组织。 对不同成分的D型石墨铸铁的高温抗氧化性进行了实验研究。在750℃下，将不同成分的D型石墨铸铁保温24小时，使其氧化增重，研究成分和组织对D型石墨抗氧化性能的影响。结果表明：含有Cr，Cu多元化合金的D型石墨铸铁有比普通灰铸铁高4～5倍的抗氧化性能。结果表明：随着冷却速度的增大 对不同成分的D型石墨铸铁的高温抗热疲劳性进行实验研究。在800℃下装机实验结果表明：所研制的D型石墨铸铁玻璃模具具有良好的抗高温氧化性，抗生长变形和抗热疲劳等性能，使用寿命比普通灰铸铁增加5～6倍。
用消失模铸造法得到健全灰 铸铁件的基本条件是在－200mmhg～400nunhg的负压度范围内浇注。 4金属液充型速度随模样密度增加而降低。 5金属液充型速度随着浇注温度的升高，开始时增加，超过一定值后随着浇注温 度的进一步提高，充型速度反而降低。试验条件下，在 1370oC左右金属液充型速度 达到大值。 在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。空心铸铁型材及水平连铸装置，在相应领域内替代砂型铸件，这种空心铸铁型材的截面中部有通孔，截面轮廓形状为圆形、矩形、多边形。上述空心铸铁型材的水平连铸装置，其基本结构包括保温炉、设置于炉口处的外结晶器、牵引设备组成，其特征在于在保温炉内与外结晶器对应位置设置内结晶器。所述的内结晶器固定保温炉下部的外壁上。本实用新型采用的技术方案，与砂型铸造相比，表现在机械性能提高，切削性能提高，表面光洁，加工余量小，可直接加工成阀体、齿轮泵外壳，液压导向套等，比实心型材的再加工提高了工效。空心铸铁型材生产，基本有三种方式，种采用垂直下拉的间歇式连铸铁管生产装置，该装置因生产的型材致密性差已被淘汰；第二种采用水平连铸加内结晶器的生产装置生产空心铸铁型材， 前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。一般，在铁碳合金的结晶过程中，因为渗碳体的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出渗碳体时所需的原子扩散量较小，渗碳体的晶核易形成，所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。 锰量的增加：片状石墨长度变短，宽度稍有增加，弯曲程度加大，石墨端部钝化，对基体的割裂作用减弱，细片状珠光体含量略有增加，珠光体层片间距减小，试样的抗拉强度和硬度逐渐增大，当含氮量为0.012%，含锰量为1.24%时，试样的抗拉强度和硬度达到大值，分别为395MPa和260HBW。当铁液中含氮量≥0.011%时，铸件表面下开始出现气孔缺陷。 在适当含氮量(0.0080%左右)基础上。 获得度灰铸铁主要是通过添加铬，铜，钼和镍等合金元素来实现，但是随着合金价格的提高，生产成本不断增加。为降低生产成本，本课题在HT250材质的基础上，采用氮，钛，铌对铁液进行合金化，通过金相组织观察，SEM分析，EDS分析，拉伸试验和硬度试验，研究了氮，钛，铌对灰铸铁组织及性能的影响规律。 试验结果表明，含氮量为0.0055%～0.013%，含锰量为1.0%-1.36%时。目前试样的金相组织为A型石墨+细片状珠光体+少量铁素体。随着含氮含钛量在0.055%-0.149%范围内时，试样的金相组织为A型和D型石墨+珠光体+少量铁素体。随着含钛量的增加：A型石墨减少，D型石墨增多，铁素体的含量增多，珠光体的含量减少。
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