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球化劑的質量和選用

2016-03-09  來自: 河南恒佳金屬材料有限公司 瀏覽次數:1127

球墨鑄鐵現在幾乎在所有的鑄鐵廠都有生產,而作為生產球墨鑄鐵必不可少的球化劑亦越來越受到普遍關注。不同的生產條件選擇什么樣的球化劑,或者說什么樣的球化劑,已成為球化劑生產廠和使用廠常年探討或爭論不休的問題。本文從球化劑的上產和使用兩個角度來探討說明什么樣的球化劑是好的,應該在鑄造過程中熱核選用球化劑,也就是球化值得的判定和選用問題。

1、球化劑及球化元素的作用

  盡管國內外球化劑的種類很多,呆在我們國內目前應用最多的還是稀土鎂類合金,現主要論述該類合金及其球化元素的作用。

1、1球化元素及反球化元素
1、1、1球化元素的作用

  所謂球化元素是指那些能夠促進石墨球狀化、使石墨球生成或增加的元素。球化元素一般有以下共同性質:

(1)元素最外電子層上有一個或兩個價電子,次內層有8個電子。這種電子結構使元素與硫、氧和碳有較強的親和力,反映產物穩定,能顯著減少貼水中的硫和氧。

(2)元素在鐵水中溶解度低,凝固過程中有顯著偏析傾向。

(3)雖然和碳有一定親和力,但在石墨晶格內溶解度低。根據以上特點,Mg,Ce,Y,Ca屬于有效球化元素。

Mg:一是在鐵水中蒸氣壓力高,使鐵水佛騰。鎂的原子量和密度比鐵水小,熔點650度,沸點1108度,在鐵水的處理溫度下,鎂產生的蒸氣壓力很高(超過1Mpa).鎂的熔解熱為21J/g,蒸發潛熱為406J/g。因此,鎂加入鐵水時,要產生汽化,使鐵水翻騰。二是與硫、氧有很強的親和力。
所生成的MgO和MgS熔點高,密度也遠小于鐵,容易與鐵水分離,因此鎂處理后的鐵水,硫和羊的含量都很低;三是在鐵水凝固過程中有偏析于石墨的傾向,當其在鐵水中的殘留量超過0.035%時,使末就可以球化,但當鎂殘留量超過0.07%時,一部分鎂偏析于晶界,并于晶界中的碳、磷等發生放熱反應,生成MgC2、Mg2C3、Mg3P2等。殘留鎂量更多時,晶間碳化物增多。

Re:稀土族元素對石墨球化有顯著作用的是輕稀土元素中的鈰和重稀土中的釔。一是稀土元素的沸點均比鎂高,加入鐵水中時,不會引起鐵水的翻騰和噴濺;二是鈰和釔基稀土元素有比鎂更強的脫硫脫氧能力,生成的硫化稀土、氧化稀土等化合物熔點高、穩定性好;三是,稀土元素與鐵水中的球化干擾元素也能形成穩定的化合物,因此含稀土的球化劑比鎂球化劑的抗干擾能力強。

  稀土元素殘留量對石墨球化有明顯的影響。輕稀土處理過共晶鐵水,當殘留鈰含量0.04%時,石墨就可以球化,而且很穩定;處理亞共晶鐵水時,輕稀土加入量要增加。輕稀土處理得球鐵,石墨圓整度比鎂處理得球鐵要差,并出現碎塊狀石墨;另外輕稀土處理得球鐵白口傾向大,因此需要控制其加入量。重稀土釔本身熔點高,其脫氧除硫產生的氧化物、硫化物在高溫下比較穩定,因此其抗球化衰退能力很強。1400度的鐵水保溫1小時,球化率降低不超過10%,含硫0.06%的鐵水,用釔基重稀土合金處理后,能得到完整的球狀石墨。鐵水中殘留釔0.10—0.15%,石墨球化良好;低于此限度,隨釔量減少一次出現不規則石墨和蠕蟲狀石墨;

1、2、1球化元素的配臵——成分配制原則和特點:

  要有強烈的球化能力,著顯然要以鎂為主,鎂的沸點低,加入鐵水中可以使鐵水劇烈翻騰,反應上下均勻;配成合金后增加比重,使其在鐵水中不易上浮,可以減少鎂的氧化和燒損?!泻头辞蚧啬芰?,稀土元素有有很強的脫硫除氣、凈化鐵水和消除反球化元素的能力,而且我國稀土資源豐富,獲取原料成本較低?!蚧瘎┓磻椒€,易于操作。鈣雖然不能作為秋化劑單獨使用,但用它和和
鎂、稀土配成復合球化劑,就既可以減少球化劑中MgO的含量,使球化處理平穩,還可以減少因稀土造成的較大白口傾向。因此,配制球化劑成分的原則和特點,就是要發揮各種球化元素的長處,來提高球化效果,并通過調整球化元素的含量來滿足不同生產條件、不同結構鑄件的需求。

1、2、2球化劑的種類

  按照球化和反球化元素配臵的原則,國內外曾先后開發了多種球化劑,大體上有以下幾種:————純鎂:這是國外常用的球化劑,國內應用比較少。壓力加鎂制取球鐵,優點和缺點同樣明顯?!~鎂、鎳鎂:我國早期使用的該合金,但成本高,回爐料中銅和鎳積累難以控制,造成韌性下降?!桄V鐵合金:一般鎂含量3.5—4.5%,10—15%,常用的合金是鎂5—10%、硅42—47%,其余為貼。


關鍵詞: 球化劑的質量和選用           

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