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在工業(yè)生產(chǎn)領域,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。黑渣的主要成分硅酸鎂,是由鐵水中MgO和SiO2反應生成的,并受其相對含量的影響。
鈣一般在球化劑中是元素,適量(電爐用一般采用2%~3?)可以控制球化劑在鐵液中的吸收與反應速度。但是要注意過量的鈣,不僅球化劑熔化慢,而且還會導致石墨向蠕蟲狀發(fā)展,尤其是大斷面球墨鑄鐵,因此在大斷面球鐵生產(chǎn)中一定要注意球化劑中鈣的控制,球化劑中的鈣低還有一個直觀反映是球化后澆包里面渣少。選用含有銅、銻或鎳的球化劑或在鐵水中加入銅、銻、鎳、錫等元素,都可以穩(wěn)定珠光體組織。
鋇在球化劑中是為了發(fā)揮稀土、鎂、鈣元素的協(xié)調作用,降低稀土和鎂的含量,使球化效果更好。鋇作為石墨化元素與鎂一起可降低鎂在高溫下的蒸汽壓,提高鎂的吸收率,增加單位體積球墨鑄鐵的石墨球數(shù),強化孕育的效果,抑制碳化物的形成。
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,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,劣質球化劑斷面致密性差,有氣縮孔、夾渣等異物,斷面灰暗。
原材料制備:
硅鈣和硅鋇:主要用于測定和控制合金中鈣和鋇的準確含量。少量的Ca和Ba會增加失效氧化鎂的含量,導致球化劑的強烈燃燒、白口增加和快速衰變。
廢鋼:一般采用碳鋼,硅鋼也可,禁止使用其他合金鋼,因為合金元素可能是抗球化元素,生產(chǎn)控制不好。另外,廢鋼要求無油、無銹、無污染,特別是鎂容易使銹變成氧化鎂。