2、2熔煉過程控制
一是加料順序要正確。要注意不讓鎂和廢鋼鐵料直接接觸。要讓熔點低的鎂熔化后首先與硅作用生成Mg-Si相,以減少鎂的燒損。
二是熔制的成分要均勻。除利用中頻爐的自身感應攪拌外,還要人工適時適力的攪拌,以使合金成分在冶煉過程中均勻化。冶煉過程中要防止“跑鎂”、“棚料”和“碰爐”現象發生。
三是合金錠厚要適當。合金液體澆注冷卻后的錠厚如果太薄,其表面積大,合金冷卻過程中容易造成更多的鎂燃燒氧化,如果太厚,則因為合金元素的比重不一樣,容易造成凝固過程中成分偏析。適宜的厚度一般在10—15MM。
四是篩分粒度要分級。凝固后的合金錠在破碎篩分前要進行表面清理氧化物、以及挑出夾雜物。并根據用戶的鐵水包大小,把粒度分級包裝,但不能有合金粉子存在。
2、3化學成分檢驗
一個合格的球化劑,除了外觀致密、沒有夾雜物等之外,更重要的還是其化學成分的含量及均勻性。
球化劑中,除了常規的Re,Mg,Si,Ca等元素的分析之外,生產廠和使用廠常常忽略了對合金中MgO的分析。這也與沒有統一的MgO國家分析標準有關,同一種合金在不同的廠家用不同的分析方法,得出的成分結論不一樣。這就要求合金生產廠和鑄造廠用戶要達成一個統一的驗收分析標準來共同遵守。
3、球化劑質量的評價
什么樣的球化劑是最好的?這往往會成為諸多鑄造廠的常年話題。其實,可以說,球化劑沒有最好的,只有適合的,適合自己的就是最好的。那么,到底該如何評價球化劑的質量哪?
有資料從球化元素在鐵液中的反應熱力學、反應動力學和球化劑生產過程質量影響因素、鑄造廠使用過程工藝影響因素,提出了判定球化劑質量的標準如下:
(1)球化元素與鐵水中硫、氧等元素的親和力。親和力強,并與之形成化合物,作為鐵液凝固過程中的外來核心,如稀土、鎂、鈣等球化元素。(2)球化元素改變石墨形態由片狀變為球狀的能力。(3)球化劑的密度、沸點均低于鐵液。密度小能夠在鐵液中自動上浮,沸點低于鐵液處理溫度,鎂能在該處理溫度下轉化為氣態,有自攪拌作用,從而改善球化效果。(4)球化劑中氧化鎂含量等于鎂含量的10%左右。(5)球化劑致密、無偏析、無縮孔縮松、不粉化。(6)球化劑粒度分布均勻,無粉狀合金,鈍角多變形顆粒為好。(7)上述條件基本涵蓋了球化劑生產和使用過程中的質量要求,因此可以作為供需雙方判定質量的統一標準。
4、球化劑的選用
以上球化劑的質量評價標準,也可以說就是我們選用球化劑的依據,但那是按照普遍原理、普遍現象來說明,具體到球化劑的選用問題,現按照我們鑄造廠的習慣來進行分析。
鑄造廠在球化劑使用中遇到最多的普遍問題主要有:
(1)球化劑成分不準,并且波動。(2)球化劑粉化合金粒度不合要求。(3)球化劑不致密、上浮快,燒損嚴重。(4)MgO含量過高,反應過于激烈,球化處理不良,球化劑加入量過大。(5)球化處理后衰退快。(6)球化后白口傾向大。
那么,究竟選用什么樣的球化劑才可以避免以上問題哪?
這當然要根據本廠的熔煉條件、鑄件結構、組織和性能要求等條件,具體問題具體分析。為了敘述方便,本文按以下類型劃分。
4、1熔煉條件
沖天爐熔制球鐵,在我國約有80%比例的企業采用,因為沖天爐鐵水溫度低、含硫及其他雜質高,需要球化劑較強的脫硫和去渣能力,因此宜選用高牌號的球化劑,如FeSiMg10Re7,FeSiMg8Re7,FeSiMg8Re5;而對于電爐或者“雙聯”鐵水熔制球鐵,較常用低稀土低鎂含量的球化劑,如含Mg1-6、Re4-8的球化劑。
4、2鑄件厚薄大小
不同壁厚、不同重量的鑄件因為其凝固冷卻條件不一致,那么對球化劑的選擇也不能一樣。對于薄壁小件,凝固快、過冷度大,適宜球狀石墨生長,同時也很容易出現碳化物,增加白口傾向,當殘余鎂超過0.07%時,更易產生碳化物,因此宜選用低稀土、低鎂球化劑;而對于厚大斷面球鐵件(壁厚在100mm以上),由于中心部位凝固速率小,存在球化衰退現象,易選用高牌號球化劑或者提高球化劑加入量(比一般球鐵的殘余鎂含量高0.01—0.02%)。但是殘留稀土過高也會引起爆裂裝石墨和反白口現象,因此又有研究在鐵水中加入少量反球化元素(如0.005%的銻,或者鉍、錫)來中和過量的稀土元素。還有就是選擇釔基重稀土球化劑,它比鈰系球化劑抗衰退能力強,白口傾向也小。
4、3珠光體和鐵素體鑄件
影響球鐵組織中珠光體含量的主要因素有凝固組織特點、通過共析區冷卻速率、碳硅含量、合金元素種類和含量等。凝固組織中石墨球少、尺寸大,不利于碳的充分擴散,有利于增加珠光體,減少鐵素體;奧氏體含炭量高、鑄件冷卻速率大都有增加珠光體的傾向。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,都可以穩定珠光體組織。而對于鐵素體球鐵一定要控制這些元素的含量,另外,由于稀土元素增加鐵水的過冷傾向,生產鐵素體鑄件時,適宜選用稀土含量低的球化劑(Re含量不宜高于5%)。
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