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在鑄造生產(chǎn)中廣泛使用的球化劑是稀土鎂硅鐵合金。其中的鎂元素主要是以硅化鎂(Mg2Si)和氧化鎂(MgO)兩種形態(tài)存在。硅化鎂作為球化劑中的一個(gè)單獨(dú)相而存在,氧化鎂則作為稀土鎂硅鐵合金中的非金屬夾雜物而存在。
一些鑄造企業(yè)只對(duì)球化劑中的Mg元素進(jìn)行檢測(cè),并作為其中有效Mg的含量。由于MgO對(duì)于球化不起作用,而傳統(tǒng)的Mg元素測(cè)定方法不能區(qū)分有效Mg和無(wú)效Mg的實(shí)際含量,所以在Mg元素達(dá)標(biāo)的前提下,MgO的存在直接減少了球化劑中有效Mg的含量,對(duì)球化過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響。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。
所以球化劑的生產(chǎn)過(guò)程中,控制氧化鎂的含量是一項(xiàng)十分重要的工作,而且球化劑中氧化鎂的含量也是檢驗(yàn)球化劑質(zhì)量的重要指標(biāo)。
球化劑的質(zhì)量是決定球墨鑄鐵生產(chǎn)穩(wěn)定性的重要因素。高質(zhì)量的球化劑必須具有:化學(xué)成分穩(wěn)定,波動(dòng)小;合金純度高,MgO含量低;合金結(jié)構(gòu)緊湊。粒度分布均勻合理。
球化劑的化學(xué)成分應(yīng)穩(wěn)定,否則將嚴(yán)重影響球墨鑄鐵生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定。特別要注意Mg和RE的波動(dòng)值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,每個(gè)品牌的Mg和RE含量允許偏差為±1%。評(píng)價(jià)球化劑的主要內(nèi)容是球化劑中鎂、稀土的實(shí)際含量偏離標(biāo)稱(chēng)含量的程度。
通過(guò)對(duì)球化劑斷裂的觀察,可以直觀地看出球化劑的優(yōu)缺點(diǎn)。球化劑呈黃灰色,斷裂組織致密,有金屬光澤。質(zhì)量較差的球化劑斷面致密性較差,存在氣體縮孔、夾渣等異物,斷面呈灰色。
球化元素就是能把鐵液中的片狀石墨轉(zhuǎn)化為球狀石墨的元素?;瘜W(xué)周期表中幾乎所有元素的轉(zhuǎn)化能力都被進(jìn)行了研究。認(rèn)為鎂是主要的球化元素,此外某些情況下鑭、鈣、釔也能用作輔助的球化元素。
球墨鑄鐵件中球化元素的殘留量與鑄件的大小、壁的厚薄以及原鐵液的硫含量有關(guān),要保證石墨成球以及球化的穩(wěn)定性,有效殘留鎂量應(yīng)>0.030%。為了保證鎂有必要的回收率, 鎂合金球化劑的鎂含量常低于10%。