75硅铁是常采用的孕育剂,其中的铝、钙含量对孕育效果有重要的作用,有报道说,不含铝、钙的硅铁对灰铸铁的孕育作用很小,甚至没有作用。一般认为:在铁液中,铝和钙会与氧、氮反应,形成高熔点的化合物,成为石墨结晶的***。他们进入铁液,不仅可以除气,而且脱硫脱氧,还可以形成高熔点质点作为形核***。而且,加入孕育剂后,铁液中可形成局部的富硅微区,有利于石墨析出。采购孕育用硅铁时,不能不考虑其中铝和钙的含量。
对于作孕育剂的75硅铁,美国相关标准规定含铝量为0.75~1.75%,含钙量为0.5~1.5% 。我***准GB/T 2272-1987中有不同铝含量的75硅铁牌号,铝含量的上限值分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,含钙量的上限值则为1.0%。而且,加入孕育剂后,铁液中可形成局部的富硅微区,有利于石墨析出。但是,铁液中的铝含量不能太高,加入0.01%的铝,就可能导致铸件产生皮下气孔。选择孕育剂品种和确定孕育剂用量时,对此也应有所考虑。
在使用孕育剂进行灰铸铁孕育处理时应禁忌:
一则,禁止使用未烘干的孕育剂。未烘干的孕育剂加入金属液中,会因其中的水分与金属液中的金属元素在高温下反应生成金属氧化物及氢,生成的初生氢溶入金属液会导致铸件皮下气孔等缺陷。因此,孕育剂在使用前必须烘干。
二则,禁止使用纯硅或纯硅铁作孕育剂。2、有效的防止球铁生产过程中因孕育衰弱引起的球化衰弱铸造缺陷的产生。纯硅或不含钙、锶、钡、铝的硅铁不可用作孕育剂,其原因在于石墨靠铁液中析出的二氧化硅异质生核,而二氧化硅靠钙锶钡的硫氧化物异质生核,才能防止铁液的过冷和白口倾向。应采用至少含ωCa1%~2%、ωAl0.05%~0.5%的、含ωSi为75%的硅铁作孕育剂,或采用硅-锆系、硅-钙系、硅-钡系等***孕育剂。
稀土对铸铁孕育作用的机制在于稀土元素有强烈的脱硫、脱氧能力,微量稀土合金能在铁液中形成稀土硫化物、氧化物、氮化物,这些化合物一部分作为渣被排除,使铁液净化,另一部分以非金属夹杂物悬浮于铁液中,为石墨析出提供了大量外来***,为改善铸铁的组织和性能创造了条件。硅钙合金:硅钙合金虽有很强的孕育作用,但是,除制成包芯线应用外,用粒状合金作铸铁的孕育剂并不太合适,其主要缺点是:密度远低于铁液,易于飘浮而影响其与铁液的作用。
稀土孕育性能强,其中少量稀土元素可以消除铅和钛对灰口铸铁片状石墨形态的有害影响,减少由铬等元素引起的过冷,强化基体。使用方法:1、倒包孕育:将孕育剂加入包内,然后冲入铁水,使其均匀熔化,即可浇注。低稀土孕育剂不含铬、锰等合金化元素,主要以孕育为主,其中稀土量在0.8%~1.5%。低稀土孕育剂在缸体缸体缸盖上应用多与硅铁、硅钡复合使用。
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