目(mù)前,用于處理灰鑄(zhù)鐵的孕育劑品種(zhong)繁多,但廣泛應用(yong)的還是75矽鐵。近年(nian)來,對薄壁鑄件的(de)需求日益增多,對(dui)孕育處理的要求(qiu)也更爲嚴格,在鑄(zhù)鐵碳當量較低的(de)情況下,采用含锶(si)、鋇、铋、锆或某種稀(xī)土元素的孕育劑(ji),能較好地控制薄(bao)壁處的白口傾向(xiang)。還有報道說,采用(yong)含鋇、铋和稀土元(yuán)素的孕育劑,可減(jiǎn)緩孕育的衰退。此(cǐ)外,碳質孕育劑的(de)應用近來也日漸(jiàn)增多。
關于孕育劑(jì)的選用,雖然已進(jìn)行了大量的研究(jiu)工作,但還不足以(yǐ)形成普遍适用的(de)準則,鑄造廠需考(kǎo)慮自己産品的特(tè)點、參考其他單位(wèi)的經驗進行試驗(yàn),并考核供應廠商(shāng)産品的質量,再根(gēn)據試驗結果作出(chu) 适合本企業條件(jiàn)的選擇。
1.75矽鐵
75矽鐵是(shì) 常采用的孕育劑(jì),其中的鋁、鈣含量(liàng)對孕育效果有重(zhong)要的作用,有報道(dào)說,不含鋁、鈣的矽(xī)鐵對灰鑄鐵的孕(yùn)育作用很小,甚至(zhì)沒有作用。一般認(rèn)爲:在鐵液中,鋁和(he)鈣會與氧、氮反應(yīng),形成高熔點的化(huà)合物,成爲石墨結(jie)晶的核心。而且,加(jia)入孕育劑後,鐵液(yè)中可形成局部的(de)富矽微區,有利于(yu)石墨析出。采購孕(yun)育用矽鐵時,不能(neng)不考慮其中鋁和(he)鈣的含量。
對于作(zuò)孕育劑的75矽鐵,美(měi)國相關标準規定(ding)含鋁量爲0.75~1.75%,含鈣量(liang)爲0.5~1.5% 。我國标準GB/T 2272-1987中有(you)不同鋁含量的75矽(xi)鐵牌号,鋁含量的(de)上限值分别爲0.5%、1.0%、1.5%和(he)2.0%,含鈣量的上限值(zhí)則爲1.0%。但是,鐵液中(zhōng)的鋁含量不能太(tài)高,加入0.01%的鋁,就可(kě)能導緻鑄件産生(shēng)皮下氣孔。選擇孕(yùn)育劑品種和确定(ding)孕育劑用量時,對(dui)此也應有所考慮(lü)。
2.含锶矽鐵
含锶矽(xi)鐵消除白口的能(néng)力很強,特别有利(lì)于改善薄壁鑄件(jian)中石墨的形态和(he)分布狀況,使不同(tong)厚度處組織的差(chà)别更小,過冷組織(zhī)隻見于鑄件的表(biao)層。
目前,我國已有(you)含锶矽鐵供應,其(qí)中锶含量有0.6~1.0%和1.0~2.0%兩(liang)種。一般可選用含(hán)锶0.6~1.0%的品種,锶含量(liàng)過高則不能充分(fen)發揮其作用。
含锶(sī)矽鐵的加入量約(yue)爲75矽鐵的一半。
3.含(hán)鋇矽鐵
含鋇矽鐵(tiě)也具有很強的促(cù)進石墨化的能力(lì),可改善薄壁鑄件(jiàn)中石墨的形态和(hé)分布狀況,而且還(hai)有減緩孕育衰退(tuì)的作用,處理時的(de)用量也少于75矽鐵(tie)。有報道說,加入過(guò)多的鋇會使基體(tǐ)組織中鐵素體含(han)量增多,導緻鑄鐵(tie)的強度降低。
4.含锆矽鐵
锆(gào)有脫氧作用,有利(lì)于提高鐵液的流(liú)動性,能減輕鑄鐵(tiě)的白口傾向,促成(cheng)均勻、細小的A型石(shi)墨。而且還有減緩(huan)孕育衰退的作用(yong)。我國也有含锆矽(xī)鐵供應,但目前采(cǎi)用者還很少。
5.矽鋇(bei)合金
用含鋇20~30%的矽(xī)鋇合金作孕育劑(jì),能顯著降低鑄鐵(tie)的白口傾向,并可(ke)使保持孕育效果(guo)的時間增至30min左右(yòu),特别适用于大型(xíng)鑄件。處理時,合金(jīn)加入量約爲0.1%。
6.矽鈣(gai)合金
矽鈣合金雖(suī)有很強的孕育作(zuò)用,但是,除制成包(bāo)芯線應用外,用粒(lì)狀合金作鑄鐵的(de)孕育劑并不太合(hé)适,其主要缺點是(shì):
◆ 密度遠低于鐵液(ye),易于飄浮而影響(xiǎng)其與鐵液的作用(yong);
◆ 成渣傾向大;
◆ 孕育(yu)作用衰退快;
◆處理(lǐ)需用的加入量大(da),約爲0.3~0.5%。
7.稀土孕育劑(jì)
稀土混合金屬和(he)稀土矽鐵等含稀(xi)土金屬的孕育劑(ji),加入量适當時,孕(yun)育作用很強,其效(xiao)果可以是75矽鐵的(de)若幹倍,能有效地(dì)消除白口,并減緩(huǎn)孕育作用的衰退(tuì)。如加入量過高,則(zé)可能使鑄鐵結晶(jing)時産生過冷,出現(xian)滲碳體組織。使用(yòng)時必須嚴格控制(zhì)用量。
8.碳質孕育劑(ji)
碳質孕育劑主要(yao)用于鐵液孕育前(qián)的預處理,一般都(dōu)是結晶态的碳質(zhì)材料。有研究報告(gao)稱:對于灰鑄鐵,以(yǐ)85~90%的冶金碳化矽效(xiao)果較好,晶态石墨(mo)也有效。預處理時(shi)的加入量一般爲(wèi)0.75~1.0%,應根據試驗結果(guo)求得較佳值。
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