PDF《球墨铸铁预处理技术原理及生产应用实例》

而只经过普通处理的铁液, 在 前期性能尚可, 但随着时间的推移, 其各项参数 稳定性差, 相对变化大, 抗哀退性能差[9] . 预处理工艺抗衰退性能强的原因是: ①预处 理剂中的 Ba 及La 和铁液中的 O、 S 反应,生成 熔点高的氧化物、 硫化物, 这种质点一旦形成, 不 易熔化消失;

②因为这些物质的比重和铁液类 似, 不易漂浮和下沉;

③质点的尺寸非常小, 在3μm 左右, 非常适合作为形核质点.

3 应用预处理技术的生产实例 自2004 年至今, 国内已有涉及风电铸件、 汽 车铸件、 船用发动机铸件等领域的几十个铸造厂 应用了预处理技术, 预处理技术的独特优点得到 了广泛的认可, 下面仅举几例与读者共享. 3.1 预处理能提高铁液流动性的案例 一生产西门子小齿轮箱铸件 (材料牌号为 QT400-18AL ) 的企业, 由于该铸件质量较轻、 壁 较薄 (350 kg, 主要壁厚

10 mm ) , 而且又采用泡 沫陶瓷过滤器过滤,为保证生产中能顺利浇注, 工艺要求的起浇温度不低于

1 450 ℃. 在一次生产中, 因电炉炉衬裂缝问题, 不得 不紧急出铁, 出铁温度在

1 450 ℃;

预处理、 球化 孕育后的起浇温度只有

1 320 ℃, 但浇注后的结 果很令人意外, 不仅浇注非常顺利, 而且铸件毫 无问题. 这就是预处理后铁液流动性得到大幅度 改善的实例之一. 3.2 预处理提高铸件致密性的案例 一个 0.75 MW 风电轮毂铸件试样的金相组 织见图 3, 其中 (a ) 图未经过预处理, (b ) 图是加 入0.3%Inoculin390 预处理过的(球化剂加入量 降低了 10%, 包内孕育减少 0.3%) , (a ) 和(b ) 其 余工艺完全相同. 结果是: (b ) 的单位面积石墨球 数比 (a ) 高30%;

(a ) 的球径级别为 5~7 级, (b ) 则为6~7 级;

还有, 探伤时发现 (a ) 有显微缩松, (b ) 则没有. 为何石墨球数多的没有出现显微缩松, 而石 墨球数少的反而出现了缩松呢?除了前述铁液流 动性的影响外, 最主要的是石墨化膨胀的影响. 我们知道, 除了过共晶的初生石墨球是在共 晶转变之前形成外, 一般而言, 石墨球都出现在 共晶转变形成的过程中,石墨球的形成早晚, 对 石墨化膨胀和缩松形成的影响非常巨大. 缩松是 球墨铸铁与灰铸铁Nodular Iron &

Gray Iron

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5 现代铸铁 在共晶转变的中后期形成的, 由奥氏体和石墨球 分割的孤立的晶间熔池, 如果既得不到液态铁液 的有效补充, 又无法通过石墨化膨胀来消除这些 晶间间隙, 就会形成晶间缩松 (如图

4 ) . 一般认为, 大球径的石墨球形成较早, 出现 在共晶转变的前期, 这时温度较高, 周围多是液 态铁液, C 原子可以充分地向石墨球上扩散, 从 而有机会和条件长大;

而小球径的石墨球形成于 共晶转变的中后期, 这时, 奥氏体枝晶已很发达, 大部分区域已是液、 固共存相, 铁液的流动性已 大大减弱, C 原子的扩散较先前困难得多,这时 的小石墨球因得不到更多的 C 原子而难以长大. 图3(a ) 所示就是较早形成的石墨球, 石墨化膨 胀较早, 这时周围都是液态铁液, 石墨化膨胀的 力传到型壁,如果其时铸件的外壳还未硬化, 就 可能导致型壁外移, 铸件外形胀大, 导致在共晶 转变中后期 (液态铁液补缩已经停止) 最需要石 墨化膨胀来消除晶间缩松时, 得不到满足, 就出 现了缩松现象.图3(b ) 形成的石墨球多为共晶 转变的中后期形成的, 此时, 铸件的外壳早已凝 固, 石墨化膨胀力可以充分地用来消除晶间的显 微缩松. 所以, 经过预........