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球化劑的主要成分是球化元素,如Mg、Ce、Ca等。球墨鑄鐵中的球狀石墨就是鑄鐵鐵液經(jīng)球化處理后而成,使其強(qiáng)度大大高于灰鑄鐵,韌性優(yōu)于可鍛鑄鐵,同時(shí)還能保持灰鑄鐵的一系列優(yōu)點(diǎn)。但球墨鑄鐵熔鑄時(shí)所使用的球化劑能增加焊縫產(chǎn)生“白口”和淬硬組織的傾向,使焊縫及熱影響區(qū)(尤其是熔合區(qū))誘發(fā)裂紋。殘余鎂量過高時(shí),也同時(shí)加強(qiáng)了從濕型中吸收氫的傾向,因而產(chǎn)生皮下孔的幾率增加。球墨鑄鐵的焊接性要比灰鑄鐵更差所以,很多地區(qū)普遍使用的球化劑是硅鐵稀土鎂合金,國(guó)外大都采用鎂系球化劑(純鎂和鎂合金),少數(shù)國(guó)家則采用鈣系球化劑。
一種關(guān)于生產(chǎn)球墨鑄鐵的低硅球化劑的球化處理方法,其特征是利用方形鋼管在其內(nèi)部,將含有化學(xué)成分是含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金12~15%,其總含硅量為15~25%,含Ca1~2%,含RE0.5~1%,余量為Fe的粉狀材料及含鎂量≤5%的稀土硅鐵合金分層壓入,制成整體球化劑;最終認(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。
其方形鋼管內(nèi)壓入的材料是:含硅量為10~20%余量為鎂的鎂硅合金粉,其含硅量在50~60%的硅鐵粉,其中的含鈣量以硅鐵中的含鈣量帶入或以硅鈣合金的方式加入,稀土成分以含鎂量≤5%的稀土硅鐵合金的方式加入;
其制作方法為:先將方形鋼管內(nèi)所需的鎂硅合金粉、硅鐵粉及鐵粉按比例機(jī)械混合均勻,采用壓力機(jī)將其壓實(shí)在方形鋼管內(nèi);配合球化處理裝置球化劑,球化劑的處理方法采用沖入包內(nèi)法進(jìn)行球化處理。
有不良影響,特別是當(dāng)溫度低于零度時(shí)影響更大,而含硫低可以選用低鎂低稀土球化劑球化,并減少“黑斑”缺陷的產(chǎn)生,而“黑斑”主要是鎂、氧化物的聚集物,此外也要用低硅球化劑以保證可以進(jìn)行多次孕育。
對(duì)珠光體球鐵而言,在生產(chǎn)時(shí)鑄鐵成份中錳可提高至0.8~1.0%,有些鑄件如果是用作耐磨性曲軸時(shí),錳可提高至1.2~1.35%,生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體元素銅。加入量大于1.8%時(shí),它阻礙石墨球化,但促進(jìn)基體完全珠光體化,一般球鐵中銅含量應(yīng)小于1.5%,錫是強(qiáng)烈的珠光體化元素,其對(duì)硬度的影響大于銅和錳,但Sn≥1.0%時(shí)使石墨畸變,因此其含量應(yīng)限制在0.08%以下。石墨漂?。哼^共晶成分的厚壁球鐵件中,在澆注位置頂部,常常出現(xiàn)一個(gè)石墨密集區(qū)域,即“始末漂浮”現(xiàn)象,這是由于石墨與鐵水密度不同,過共晶鐵水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。
石墨漂?。?/span>過共晶成分的厚壁球鐵件中,在澆注位置頂部,常常出現(xiàn)一個(gè)石墨密集區(qū)域,即“始末漂浮”現(xiàn)象,這是由于石墨與鐵水密度不同,過共晶鐵水直接析出的石墨受到浮力作用向上所致。石墨漂浮程度與碳當(dāng)量、球化元素的種類及殘留量、鑄件凝固時(shí)間、澆注溫度等因素有關(guān)系。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。鎂能使球鐵的共晶含碳量提高,碳當(dāng)量相同的鐵水,提高其殘余鎂量就能減少石墨漂浮,殘留稀土量過高,有助于爆裂狀石墨的升成。