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球化劑的主要成分是球化元素,如Mg、Ce、Ca等。球墨鑄鐵中的球狀石墨就是鑄鐵鐵液經(jīng)球化處理后而成,使其強度大大高于灰鑄鐵,韌性優(yōu)于可鍛鑄鐵,同時還能保持灰鑄鐵的一系列優(yōu)點。但球墨鑄鐵熔鑄時所使用的球化劑能增加焊縫產(chǎn)生“白口”和淬硬組織的傾向,使焊縫及熱影響區(qū)(尤其是熔合區(qū))誘發(fā)裂紋。但球墨鑄鐵熔鑄時所使用的球化劑能增加焊縫產(chǎn)生“白口”和淬硬組織的傾向,使焊縫及熱影響區(qū)(尤其是熔合區(qū))誘發(fā)裂紋。球墨鑄鐵的焊接性要比灰鑄鐵更差所以,很多地區(qū)普遍使用的球化劑是硅鐵稀土鎂合金,國外大都采用鎂系球化劑(純鎂和鎂合金),少數(shù)國家則采用鈣系球化劑。
為提高球化率,對原來的球化和孕育處理工藝進行了改進,主要措施是:增大球化劑和孕育劑加入量、凈化鐵液、脫硫處理等。球化率仍然采用25 mm的單鑄楔形試塊進行檢測,具體方案如下:
(1)分析原工藝球化率偏低的原因,曾認為是球化劑用量較少,故將球化劑加入量由1.3%~1.4%增加到1.7%,但球化率并未達到要求。
(2)另一種猜測是認為球化率偏低可能是由于孕育不良,因而試驗加大孕育劑量,由0.7%~0.9%增加到1.1%,球化率亦未達到要求。
(3)繼續(xù)分析認為鐵液夾雜較多、球化干擾元素偏高等可能是造成球化率偏低的原因,因而對鐵液進行高溫凈化,高溫凈化溫度一般控制在1 500±10℃,但其球化率仍未突破90%。
球化劑是生產(chǎn)球墨鑄鐵必不可少的重要材料,其品質(zhì)好壞直接影響所生產(chǎn)的球墨鑄鐵的質(zhì)量,如鑄件球化率、石墨球大小,以及鑄件產(chǎn)生縮松、氣孔、夾渣的傾向等。所以球化劑的生產(chǎn)過程中,控制氧化鎂的含量是一項十分重要的工作,而且球化劑中氧化鎂的含量也是檢驗球化劑質(zhì)量的重要指標。在球墨鑄鐵的生產(chǎn)中,只有充分了解球化劑中各種元素的作用,然后根據(jù)實際生產(chǎn)條件、鑄件的技術(shù)要求,合理選擇并正確使用球化劑,才能保證生產(chǎn)出的球墨鑄鐵。
目前普遍采用的稀土鎂硅鐵球化劑,其中含有元素鎂、稀土、鈣,還有一定的鐵、硅,以及少量的錳、鋁、鈦等。球化劑的成分與球化處理方式、鐵液條件等有關(guān)。本文以使用普遍的稀土硅鐵鎂球化劑為例進行分析。
原材料制備:
稀土硅鐵合金:這是球化劑中稀土元素的來源。它要求不潮濕,不需要粉碎,成分均勻,無需夾雜物。稀土硅鐵通常含有23-30%的稀土。
金屬鎂:鎂主要以鎂硅合金相存在,有利于降低鎂的氧化燒損。合金中的鎂也可分為有效鎂和無效鎂,無效鎂主要指氧化鎂。因此,原料鎂必須是高純度的(一級鎂,含鎂99.7%以上),雜質(zhì)少,不能氧化。
硅鐵:要求鋁含量低,結(jié)構(gòu)緊湊,無粉化現(xiàn)象,無夾雜。我國標準75以下的硅鐵是耐火材料,雜質(zhì)較多,不宜使用。