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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。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。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。
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)。
原鐵液含硫量不高,應(yīng)該采用以噸為主的球化劑,但亦需要含有RE,因?yàn)樗粌H去氧脫硫,還有良好的溶解性能,可以提高基體強(qiáng)度,還能中和干擾元素。球鐵檢測(cè)是保證其質(zhì)量的重要措施,目前正在研究發(fā)展線分析,即產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行分析,以確定其質(zhì)量,已有不少單位在大批量生產(chǎn)條件下利用超聲波對(duì)鑄件質(zhì)量進(jìn)行分析。RE含量少能在過(guò)冷度不大的條件下促進(jìn)石墨成核長(zhǎng)大,同時(shí)也能使用噸量大幅度降低,基體中的夾雜物含量就低,夾雜物常常是疲勞斷裂的策源地。大量生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)證明,RE殘量不能太高,因?yàn)榭陀^存在易受冷卻速度、澆注溫度以及化學(xué)成分、孕育量的影響,容易引起波動(dòng)。
選用稀土低的球化劑Mg與RE都有去氧脫硫的作用,都是強(qiáng)有力的球化元素,又都是反石墨元素。RE在去氧脫硫上起主導(dǎo)作用,這時(shí)噸在鐵液中發(fā)生沸騰,為去氧脫硫創(chuàng)造了條件。
在球化劑的生產(chǎn)中,球化劑廠家認(rèn)為只有充分了解各種元素在球化劑的作用,然后結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件,為鑄件技術(shù)要求縮短球化劑和球化處理時(shí)間和澆注時(shí)間之間的轉(zhuǎn)移,從而確保所需的球化過(guò)程殘留球化元素穩(wěn)定,防止壞球化,為合理選擇球化劑。
在實(shí)際生產(chǎn)中厚鑄件的生產(chǎn)(50-100毫米)對(duì)于厚大斷面球墨鑄鐵(100-150毫米),輕稀土wCe有時(shí)超過(guò)0.006%,其厚熱的心會(huì)出現(xiàn)碎屑石墨,大而厚的部分更嚴(yán)重,在這種情況下,我們添加微量銻和鉍鐵解決方案可以避免碎屑石墨,石墨和完善俱樂(lè)部,球化率會(huì)相應(yīng)增加。硅和鐵是球化劑中的基本成分,是熔煉合金時(shí)配入的,改變它們的含量能調(diào)整球化劑的密度和熔點(diǎn)。
這些元素富集在晶界,促進(jìn)使碳在共晶后期形成畸形的枝晶狀石墨,球化干擾元素原子量越大,其干擾作用越強(qiáng),現(xiàn)在許多研究都已找到了干擾元素在鑄鐵中的臨界含量,當(dāng)這些元素含量小于臨界含量時(shí),并不能形成畸變石墨。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。在有干擾元素的鑄鐵中,加入稀土可消除其干擾作用,有研究報(bào)告指出在鑄鐵中干擾元素之和應(yīng)小于0.10%即z=Ti Cr Sb V As Pb Zn …1.1.4球鐵檢測(cè)加強(qiáng)球鐵檢測(cè)是保證其質(zhì)量的重要措施,目前正在研究發(fā)展線分析,即產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行分析,以確定其質(zhì)量,已有不少單位在大批量生產(chǎn)條件下利用超聲波對(duì)鑄件質(zhì)量進(jìn)行分析。