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石墨球異化:石墨球異化出現(xiàn)不規(guī)則石墨,如團(tuán)塊狀、蝌蚪狀、蠕蟲(chóng)狀、角狀或其他非圓球狀。這是由于球狀石墨沿輻射方向生長(zhǎng)時(shí),局部晶體生長(zhǎng)模式和生長(zhǎng)速率偏離正常生長(zhǎng)規(guī)律所致。鑄件中殘余球化元素量超出應(yīng)有范圍時(shí),如殘余鎂太高,超過(guò)了保持石墨球化所需的較低量時(shí),也會(huì)影響石墨結(jié)晶條件,就容易產(chǎn)生蝌蚪壯石墨。而殘余稀土較多時(shí),高碳當(dāng)量鐵水易產(chǎn)生碎塊石墨,碎塊石墨的集中區(qū)域一般稱做“灰斑”。而蠕蟲(chóng)狀石墨的出現(xiàn)則是由于球化元素殘余量不足或者含有超限的鈦和鋁。當(dāng)需多用球墨鑄鐵回爐料時(shí),宜使用壓制的低Si或“無(wú)Si”球化劑。
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,主要的球化劑類型有鎂硅系合金、稀土鎂硅系合金、鈣系合金(日本用的較多),鎳鎂系合金、純鎂合金、稀土合金(分別是以鑭為主的輕稀土和以釔為主的重稀土)等。這些合金中目前世界上用的較為廣泛的是稀土鎂硅鐵合金,除此之外還衍生出單一輕稀土球化劑(以鑭為主)、單一重稀土球化劑(以釔為主)、含鋇球化劑、含銻球化劑、含鉍球化劑、含銅球化劑等。而對(duì)于鐵素體球鐵一定要控制這些元素的含量,另外,由于稀土元素增加鐵水的過(guò)冷傾向,生產(chǎn)鐵素體鑄件時(shí),適宜選用稀土含量低的球化劑。
球化劑密度大小直接影響球化元素的收得率。球化劑密度小,則在鐵液中上浮速度快。浮在鐵液表面的球化劑,鎂的氣化及氧化燒損增加,特別是鐵液溫度高、球化劑密度又小時(shí),容易產(chǎn)生球化。
觀察球化劑斷口, 可以直觀分辨球化劑的優(yōu)劣。球化劑色灰蘭略黃,斷口組織致密,斷口呈金屬光澤,劣質(zhì)球化劑斷面致密性差,有氣縮孔、夾渣等異物,斷面灰暗。
熔化過(guò)程控制:
首先,進(jìn)料順序應(yīng)正確。應(yīng)注意鎂和廢料之間不要直接接觸。低熔點(diǎn)鎂應(yīng)首先與硅反應(yīng)形成鎂硅相,以減少鎂的燃燒損失。
第二,熔體成分應(yīng)均勻。除了在中頻爐中進(jìn)行自感應(yīng)攪拌外,還需要及時(shí)有力地手動(dòng)攪拌合金,使合金成分在熔煉過(guò)程中均勻化。在冶煉過(guò)程中,必須防止“跑鎂”、“棚料”、“撞爐”現(xiàn)象的發(fā)生。
第三,合金錠的厚度應(yīng)適當(dāng)。如果鋼錠厚度過(guò)薄,且表面積過(guò)大,合金在冷卻過(guò)程中容易引起更多的鎂燃燒和氧化。當(dāng)鋼錠厚度過(guò)厚時(shí),由于合金元素比例的不同,容易引起凝固過(guò)程中的成分偏析。合適的厚度通常為10-15毫米。
四是篩分粒度分級(jí)。在破碎和篩選之前,凝固的鋼錠應(yīng)清除氧化物和雜質(zhì)。根據(jù)鋼包的尺寸,鋼包的尺寸可以分等級(jí)包裝,但不能有合金粉。