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稳定球铁生产的配套措施

要稳定地生产符合质量要求的球铁件,选用一种适宜的球化剂是至关重要的,但绝对不是唯一的因素。一般来说,什么球化剂都可以成功的生产出球铁。但要稳定的生产出球铁件,其实就是个系统工程,除正确选用球化剂外,还需要以下配套措施:

(1)正确的球化处理工艺。其中包括选用处理方法、设计处理包、球化剂的放置、铁水冲入处理包的方式等。球化处理方法现在有冲入法、盖包法、喂丝法、压力加镁法、型内球化等多种,但作为稀土镁类球化剂常用冲入法进行球化处理,但铁水不能直接冲向合金。处理包的高度一般为其直径的1.5—2倍,不能采用粗矮状包,包的底部应设有堤坝,堤坝一边的空间能够放置所有紧实后的球化剂和覆盖材料,

(2)确立适宜的球化剂加入量和球化元素残余量。

球化剂的加入量要依照预期设计的残余球化元素的含量来控制,而残余球化元素则要根据具体的铸件结构、球化等级和性能要求等来确立。一般球化元素残余量在Mg0.03—0.065%、Re0.01—0.04%时,可以获得无碳化物、球化良好的铸件,中等厚度(50—100mm)铸件比薄壁的残余Mg可增加0.01%,厚壁铸件可以提高到0.050—0.08%。厚断面铸件铈基轻稀土超过0.006%,其心部就会出现碎块状石墨,因此应限制其加入量而最好代之以钇基重稀土球化剂,残余钇量应小于0.018%。

(3)选择合理的铁液化学成分。

球铁件化学成分选择的出发点应充分考虑铸件的基体组织、性能要求、壁厚结构以及是否铸态使用等。一般球墨铸铁件参考化学成分如下:

球铁件类型

C

Si

Mn

P≤

S≤

Mg

RE

Cu

铁素体

铸态

3.53.9

2.52.9

≤0.3

0.05

0.02

0.030.07

0.010.04

珠光体

铸态

3.63.8

2.12.5

0.30.5

0.05

0.02

0.030.07

0.010.04

0.20.5

 

球墨铸铁球化孕育处理时五大元素的变化情况

元素名称

一般增减量

 

降低0.10.2%

球化反应使碳烧损

增加0.60.8%

由球化剂(含硅4050%)和孕育剂(含硅70%)中带入

略有降低

由于加镁处理时导致铁液剧烈翻腾,促进了锰的脱硫作用

基本不变化

降低6090%

稀土元素和镁的脱硫作用,生成Ce2S3MgS

注:在实际生产中,一般将原铁液的含硫量控制为≤0.02%,大部分外资铸造企业则把原铁液的含硫量控制为0.007~0.015%;

⑷适宜的铁水出炉温度

由于生铁等炉料具有“遗传”特性,因此,一般将铁液过热到1500~1530℃是适宜的。如果出铁温度过高(≥1550℃),一方面球化处理时会加剧镁的烧损,同时铁液自身的白口倾向加大,石墨形核能力降低,随着熔炼时间的延长,碳的烧损会越来越严重。因此,除了对铁液温度有特殊要求时,一般建议出铁温度为1500~1530℃。当然,在生产大型铸件时,可根据工艺需要将出铁温度适当降低,例如,顺德中天在生产直径600mm、单重5吨的铸件时,出铁温度为1400~1450℃。

⑸加强孕育处理

在浇注阶段,将少量材料加入熔融金属,促使形成结晶核心以改善金属组织和物理、力学性能的方法叫孕育处理。孕育的作用如下:

①增加石墨形核核心,促进石墨化,减少白口倾向;

②细化晶粒, 减少晶间偏析,均匀组织;

③改善基体、 石墨的形态及分布;

④提高力学性能,降低断面敏感性,改善机械加工性能;

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