原铁液含硫量不高,应该采用以吨为主的球化剂,但亦需要含有RE,因为它不仅去氧脱硫,还有良好的溶解性能,可以提高基体强度,还能中和干扰元素。RE含量少能在过冷度不大的条件下促进石墨成核长大,同时也能使用吨量大幅度降低,基体中的夹杂物含量就低,夹杂物常常是疲劳断裂的策源地。大量生产的经验证明,RE残量不能太高,因为客观存在易受冷却速度、浇注温度以及化学成分、孕育量的影响,容易引起波动。1、压块状球化剂:用镁和铁粉及所设计的硅含量直接加压成型,这种球化剂中含硅很低,通常称为低硅压块状球化剂,因而为后续的孕育提供了大的余地,有利于生产铸态球铁。
选用稀土低的球化剂Mg与RE都有去氧脱硫的作用,都是强有力的球化元素,又都是反石墨元素。RE在去氧脱硫上起主导作用,这时吨在铁液中发生沸腾,为去氧脱硫创造了条件。
球化剂是为获得球状石墨铸铁而加入铁液内的某些金属或合金。中国普遍使用的是硅铁稀土镁球化剂,使铸铁中的石墨结晶成球状的添加剂,谓之“球化剂。”“球化剂”的主要成分是球化元素,如MG、CE、CA等。球墨铸铁中的球状石墨就是铸铁铁液经球化处理后而成,使其强度大大高于灰铸铁,韧性优于可锻铸铁,同时还能保持灰铸铁的一系列优点。故球墨铸铁的焊接性要比灰铸铁更差。石墨漂浮:过共晶成分的厚壁球铁件中,在浇注位置顶部,常常出现一个石墨密集区域,即“始末漂浮”现象,这是由于石墨与铁水密度不同,过共晶铁水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。
质量判定标准:
1、球化剂中氧化镁含量等于镁含量的10%左右;
2、球化剂致密、无偏析、无缩孔缩松、不粉化;
3、球化剂粒度分布均匀,无粉状合金,钝角多变形颗粒为好;
4、球化元素改变石墨形态由片状变为球状的能力强;
5、球化剂的密度、沸点均低于铁液,密度小能够在铁液中自动上浮,沸点低于铁液处理温度,镁能在该处理温度下转化为气态,有自搅拌作用,从而改善球化效果。
合格的球化剂,除了外观致密、没有夹杂物等之外,更重要的还是其化学成分的含量及均匀性。
球化剂是生产球墨铸铁***的重要材料,其品质好坏直接影响所生产的球墨铸铁的质量,如铸件球化率、石墨球大小,以及铸件产生缩松、气孔、夹渣的倾向等。在球墨铸铁的生产中,只有充分了解球化剂中各种元素的作用,然后根据实际生产条件、铸件的技术要求,合理选择并正确使用球化剂,才能保证生产出的球墨铸铁。在实际生产时,在温度差别不是很大时,车间为了操作方便,往往不会这么严格地区分,一般采用合理覆盖球化剂,控制加入量的方式,来控制球化爆发的平稳性,以获得合适的残留镁量。
目前普遍采用的稀土镁硅铁球化剂,其中含有元素镁、稀土、钙,还有一定的铁、硅,以及少量的锰、铝、钛等。球化剂的成分与球化处理方式、铁液条件等有关。本文以使用普遍的稀土硅铁镁球化剂为例进行分析。
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