本发明涉及球墨铸铁铸件生产，尤其是涉及一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法。
背景技术：
1、铸造业是国家基础工业之一，其产品涉及军工、民用、航天、铁路、汽车、电力设备、基础建设、各种工农机械制造等。铸造件简称铸件，分为有色铸件和黑色铸件，黑色铸件又细分为铸铁件和铸钢件。
2、铸铁件通常含2%-4%的碳，常温下铸件中的碳大部分以不同形状的石墨形态出现。根据不同的石墨形态，铸铁件细分为球墨铸铁、灰铸铁、蠕墨铸铁等等。随着技术的不断进步，以及使用要求不断提高，球墨铸铁铸件在黑色铸件中的占比越来越高。
3、在球墨铸铁件生产过程中，铸件成分的碳当量是极其重要的。各元素的碳当量是指将铸铁中各种合金元素对共晶点实际碳量的影响，折算成碳的数值。铸造工作者实际使用的是各元素碳当量的总和。在纯铁碳二元相图中，共晶点的碳含量是4.26-4.27。从理论上看，铁水成分的总碳当量值越接近共晶点，铁水的疏松/缩松倾向越小。但是，实际生产的铸件，除了含有fe、c元素以外，还含有si、mn、p、s、cu、sn等等元素，有的铸件还刻意加入ni、mo、sb、cr等元素来使铸件达到特定的性能。在这种情况下，设计和计算铸件总碳当量时就不能按照理论来计算，这是一个方面。
4、另一个方面，相图中所给出的值是在无限缓慢冷却的情况下计算的平衡值。实际铸件生产过程中，铸件的冷却情况有较大的差异。在这种动态凝固的过程中，设计总碳当量的值就和理论有较大差异。
5、铸造工作者往往是根据过往经验，制定总碳当量的值，然后再实际生产过程中来控制。这样一旦铸件发生变化，如果没有及时调整，铸件面临较大的缺陷风险。此外，开发新的铸件时，也没有一定的指导。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其可以有效的适用于不同壁厚铸件、不同成分铸件的总碳当量设计。铸造工作者可以根据实际生产情况动态调整，实时优化。以达到有效指导铸造工作者生产、研发、质控等要求。
2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，包括以下步骤：用ce代表球铁总碳当量值，用h代表球铁铸件厚度，单位毫米，通常h≥5mm，用a、b、c分别做为修正参数。
4、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：设计公式ce=4.27+ahb+c。
5、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：修正参数a在0.5至0.8之间。
6、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：修正参数b在-0.3至-0.1之间。
7、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：修正参数c在-0.3至-0.1之间。
8、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：需要先根据铸造厂铁水的实际的情况算出对应的修正参数。
9、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在实际生产的过程中缩松倾向最小的铁水，然后根据其成分计算出实际的总碳当量ce。
10、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：缩松倾向最小的铁水，可以根据十字试块浇铸的缩松面积来定位，选择不同成分不同碳硅当量的铁水，在同样的工艺条件下浇铸十字试块，其中缩松面积最小的试块对应的铁水就是缩松倾向最小的铁水。
11、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：使用铁水缩松倾向最小的总碳当量和壁厚来不断修正a、b、c三个参数，直到最符合实际生产情况。
12、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：根据实际数据计算的a、b、c参数，放到公式ce=4.27+ahb+c中，在铸件设计中使用，可以在铸件设计阶段提前计算好铸件铁水的碳硅当量，需根据不同铸造厂的不同特质，动态的修正参数。
13、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
14、本发明公开了一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其可以有效的适用于不同壁厚铸件、不同成分铸件的总碳当量设计。铸造工作者可以根据实际生产情况动态调整，实时优化。以达到有效指导铸造工作者生产、研发、质控等要求。通过该方法，一方面可以先于生产试验前计算出新品新材质开发所需的碳当量，既节省成本，也给成分设计定下了基本基调；另一方面，通过长期使用，随着数据库的积累和丰富，公式的参数可以修正到能够真实体现出本厂铸件生产特性的能力。而不是靠经验、靠感觉来做判定。
15、实施方式
16、下面将结合本技术实施例中铸件牌号，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
17、实施例
18、本发明公开了一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，包括以下步骤：用ce代表球铁总碳当量值，用h代表球铁铸件厚度，单位毫米（mm），通常h≥5mm，用a、b、c分别做为修正参数。
19、设计公式ce=4.27+ahb+c，其中a、b、c三个修正参数的值，修正参数a在0.5至0.8之间；修正参数b在-0.3至-0.1之间；修正参数c在-0.3至-0.1之间。
20、需要先根据铸造厂铁水的实际的情况算出对应的修正参数。在实际生产的过程中缩松倾向最小的铁水，然后根据其成分计算出实际的总碳当量ce。
21、缩松倾向最小的铁水，可以根据十字试块浇铸的缩松面积来定位，选择不同成分不同碳硅当量的铁水，在同样的工艺条件下浇铸十字试块，其中缩松面积最小的试块对应的铁水就是缩松倾向最小的铁水。
22、根据实际数据计算的a、b、c参数，放到公式ce=4.27+ahb+c中，在铸件设计中使用，可以在铸件设计阶段提前计算好铸件铁水的碳硅当量，需根据不同铸造厂的不同特质，动态的修正参数。
23、使用铁水缩松倾向最小的总碳当量和壁厚来不断修正a、b、c三个参数，直到最符合实际生产情况。从而动态的控制铁水质量，也为新品开发提供数据支持。
24、具体操作方法如下：
25、步骤一，选取至少三种不同的球墨铸铁件；
26、步骤二，选取铸件上容易出现疏松的位置的厚度作为铸件厚度h，分别记录下来对应的厚度h1、h2和h3；
27、步骤三，在实际生成过程中，摸索并找到缩松倾向最小的成分；寻找缩松倾向最小的成分，可以在弱孕育或者不孕育的情况下，将铁水浇到不同厚度的十字试块中，冷却后观察十字试块的缩松面积大小；微调铁水成分，主要是碳含量和硅含量，在不影响铸件最终性能的前提下，按照以上方法观察对比不同厚度十字试块的缩松面积；这样就能找到缩松倾向最小的铁水成分；
28、步骤四，将步骤三中找到的三种不同铸件的成分，分别算出对应的总碳当量ce1、ce2和ce3；
29、步骤五，将步骤二和步骤四中的三种铸件的厚度和对应的碳当量分别带入到公式ce= 4.27+ahb+c中，就可以初步算出修正参数a、b、c;
30、步骤六，新开发球墨铸铁件时就可以使用以上计算公式来设计总碳当量；总的碳当量值定了，再配合不同的性能要求配置其他合金元素，这样设计出来的成分总体缩松倾向最小，同步凝固倾向最大；
31、步骤七，可以在新开发的铸件上使用步骤三的方法，反向验证；看看该成分下铁水的缩松倾向是否最小；如果是，那么就继续沿用已经计算出来的修正参数a、b、c；如果不是，那么可以用新条件下的实际数据再次带入到公式ce= 4.27+ahb+c中，对参数a、b、c进行修正；
32、在实际生产工作过程中，一边正常使用，一边重复以上步骤，这样就能不断精修参数，得到的公式就越来越适合自家的铸造厂的实际情况。
33、本公司根据过往大量数据以及实际经验。选取球铁材质从qt400-18（包括qt400-18l）到qt900-5，铸件壁厚从5mm到500mm。总结优选，并计算出最佳实施例参数如下：
34、a=0.638 ；
35、b=-0.182；
36、c=-0.146；
37、即公式：ce=4.124+0.638h-0.182;
38、根据此公式设计出来的球铁总碳当量，铁水缩松倾向小，铸件白口倾向小，石墨球数多。
39、本发明的实施原理为：本发明公开了一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其可以有效的适用于不同壁厚铸件、不同成分铸件的总碳当量设计。铸造工作者可以根据实际生产情况动态调整，实时优化。以达到有效指导铸造工作者生产、研发、质控等要求。通过该方法，一方面可以先于生产试验前计算出新品新材质开发所需的碳当量，既节省成本，也给成分设计定下了基本基调；另一方面，通过长期使用，随着数据库的积累和丰富，公式的参数可以修正到能够真实体现出本厂铸件生产特性的能力。而不是靠经验、靠感觉来做判定。
40、本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
1.一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于：包括以下步骤：用ce代表球铁总碳当量值，用h代表球铁铸件厚度，单位毫米，通常h≥5mm，用a、b、c分别做为修正参数。
2.根据权利要求1所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，设计公式ce=4.27+ahb+c。
3.根据权利要求2所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，修正参数a在0.5至0.8之间。
4.根据权利要求2所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，修正参数b在-0.3至-0.1之间。
5.根据权利要求2所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，修正参数c在-0.3至-0.1之间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，需要先根据铸造厂铁水的实际的情况算出对应的修正参数。
7.根据权利要求6所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，在实际生产的过程中缩松倾向最小的铁水，然后根据其成分计算出实际的总碳当量ce。
8.根据权利要求7所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，缩松倾向最小的铁水，可以根据十字试块浇铸的缩松面积来定位，选择不同成分不同碳硅当量的铁水，在同样的工艺条件下浇铸十字试块，其中缩松面积最小的试块对应的铁水就是缩松倾向最小的铁水。
9.根据权利要求8所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，使用铁水缩松倾向最小的总碳当量和壁厚来不断修正a、b、c三个参数，直到最符合实际生产情况。
10.根据权利要求1所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量设计的方法，其特征在于，根据实际数据计算的a、b、c参数，放到公式ce=4.27+ahb+c中，在铸件设计中使用，可以在铸件设计阶段提前计算好铸件铁水的碳硅当量，需根据不同铸造厂的不同特质，动态的修正参数。
