我国普遍使用的球化剂是硅铁稀土镁合金,国外大都采用镁系球化剂(纯镁和镁合金),少数国家则采用钙系球化剂。 [1]球化剂的发展对促进球铁生产起着重要的作用。铈是很早被确认的球化剂,当时铈的来源稀少,对铁水成分要求苛刻,使铈球铁无法用于工业生产。镁球化剂才使球铁获得工业规模的生产应用,由纯镁到镁镍、镁铜、镁硅铁合金球化剂的发展,促进了球铁生产的扩大。稀土镁硅铁球化剂的发展使我国球铁生产基本上立足于国内资源,建立了我国的稀土镁球铁系列,扩大了生铁的使用范围,提高了球铁铸件性能和质量,使球铁生产更加蓬勃发展。钇重稀土的应用为发展新型复合球化剂创造了条件。各种球化元素的综合利用,将为球铁生产的进一步发展和提高创造良好条件。用高纯生铁T<0.1%(Ti、Cr、Sn、V、Sb、Pb、Zn)可以用镁硅铁合金球化剂。青浦区绿色球化剂图片
另一种是以钙为主,加少量镁、铈(球化元素)和铋,铝(反球化元素)制成蠕化剂。得到的蠕墨铸铁含Ca0.006~0.2%,Mg+Ce 0.005~0.02%,Al+Bi 0.002~0.02%,Mg+Ce:Al+Bi=1:0.3~0.6。当含钙量高于上限,Mg+Ce亦高于上限,而Al+Bi低于下限时,则石墨易球化,反之,则形成片状石墨。如用含Ca 26~28%,Ce族2.5~3.5%,Al 2.5~3.5%的蠕化剂处理成出蠕墨铸铁,抗拉强度可达363~424 ,延伸率可达4.6~7.3%。在欧洲有二家铸造广试用以钙为主的钙铈硅挟合金,由于同时含有钙和铈,可以减少单独用铈处理所需要的加入量,而且壁厚敏感性机在过共晶或亚共晶铁水时都可以处理成蠕墨铸铁.经过试验工作,设计了一种处理原铁水含硫量0.016%用的钙铈硅铁合金。青浦区绿色球化剂图片”能增加焊缝产生“白口”和淬硬组织的倾向,使焊缝及热影响区(尤其是熔合区)诱发裂纹。
低镁球化剂:含镁量在4%、5%、5.5%左右,多用于中频炉熔炼、低硫铁液的球化处理。具有球化反应和缓、球化元素易于充分吸收的优点。中镁球化剂:含镁量在6%、7%左右,多用于冲天炉、电炉双联熔炼,或中频炉熔炼珠光体型铸态球墨铸铁铸件。适用范围广,球化处理工艺宽泛。高镁球化剂:适合冲天炉熔炼、含硫量0.06%~0.09%的铁液,加入量在1.6%~2.0%之间。四、应用领域球化剂主要应用于铸铁铸造领域,各类球墨铸铁件的生产都离不开球化剂。此外,球化剂还可以根据铸件的具体要求,选择不同种类的球化剂以达到比较好的球化效果。
对球化剂的基本要求是:(1)球化能力强;(2)资源丰富、价格低廉、易于熔制;(3)对各种成分(如共晶度、含硫量、含反球化元素及合金元素)和温度的铁水适应能力强;(4)球化反应动力学条件好,反应又比较平稳,反应产物易于排除,用量少,降温少,球化处理工艺性好。 [3]包括镁硅系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金(日本用的较多),镍镁系合金、纯镁合金、稀土合金。其中**为***的是稀土镁硅铁合金,钙镁球化剂主要是日本生产和应用,如日本信越(SHIN--ETSU)生产的钙系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中镁含量从4%~28%(质量分数)变动,但钙含量变化较小,其变化范围为20%~31%(质量分数);此类合金白口倾向小,但要求处理温度高,处理后渣量大。镍镁合金在美洲、欧洲均有应用,这些合金的优点是相对密度大,反应平稳,镍可起合金化作用,价格贵,这种合金在中国较少应用。纯镁合金处理时要用**的压力加镁包,镁的吸收率高,但处理安全措施极为严格,生产中应用比较少。球化剂密度波动大、有些球化剂上浮快,反应过于激烈,安全无保证。
球化剂的主要成分包括镁、稀土、硅、钙、钡、铁等元素。其中,镁是最常见的球化元素,因为它与硫的反应能力强,可以有效地促进石墨的球化。稀土元素也是重要的组成部分,它们不仅可以增强球化效果,还可以提高铸铁的抗氧化性和耐腐蚀性。硅、钙、钡等元素则在一定程度上起到辅助球化和脱硫去气的作用。根据成分的不同,球化剂可以分为多种类型,如镁硅系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金、镍镁系合金等。在中国,硅铁稀土镁球化剂是**普遍使用的类型。这种球化剂结合了镁和稀土的优点,具有球化能力强、资源丰富、价格低廉、易于炼制等特点。此外,根据镁含量的不同,球化剂还可以分为低镁、中镁和高镁系列,以适应不同铸造工艺和铸件的要求。(5)球化处理后衰退快。青浦区绿色球化剂图片
它具有球化反应和缓、球化元素易于充分吸收的优点。青浦区绿色球化剂图片
(1)使用高硫的焦炭和新生铁,根据我厂生产的经验,当原铁水含硫量达0.1%以上时,经常造成球化不良;(2)与灰铸铁交界铁水没有分离干净,由于炉料计算误差,灰铸铁铁水过多,交界铁水没有分离干净。结果高硫、低碳的灰铸铁铁水混入球墨铸铁中,而造成球化不良。生产中经常遇到与灰铸铁交界的***包球墨铸铁球化不良;(3)铁水氧化,***一包球墨铸铁是打炉铁水,操作不当往往造成铁水氧化,镁石强烈脱氧剂,结果一部分镁耗费在脱氧上,起球化作用的镁量不足而造成球化不良。(4)使用镁烧损严重的稀土镁合金;青浦区绿色球化剂图片
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