PDF《球墨铸铁预处理技术原理及生产应用实例》

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5 现代铸铁 液的过冷度 (Tgrey-TElow ) , 确保共晶转变的最低温 度TElow 在界稳定转变 (白口转变) 温度 Twhite 之上, 防止白口 (TElow Twhite 但TS<

Twhite ) . 因为球铁的 CE 很高, 球铁原铁液过冷度很 小 (大大低于灰铁原铁液) , 可是球化反应之后, 球铁铁液的过冷度就要大得多了, 原因是强球化 元素 Mg、 RE 同时也是白口倾向非常大的元素, 整个球化反应结束后,铁液的过冷度将达到最 大, 这时进行的孕育才是有效的.我们竭力推荐 将球化反应和孕育剂的添加分开, 让孕育剂发挥 其最大功效, 正是鉴于此. 试想, 在球化剂上面覆 盖0.4%的孕育剂,其降低铁液过冷度的作用还 不及在球化反应结束后倒包孕育的过程中添加 一半该种孕育剂来得有效, 这一点, 运用热分析 方法可以很容易地得到证实[6] . 事实上, 在球化剂上添加孕育剂只是起了覆 盖和延缓球化反应进行的作用, 其孕育功效非常 有限, 而这一作用完全可以用成本更低的废钢片 来进行. 2.4 预处理技术的优点 对球墨铸铁铁液进行预处理的主要优点有: (1 ) 可提高 Mg 的吸收率, 降低球化剂加入 量15%~30%. (2 ) 可去除铁液中 MgS、 MgO 等夹杂, 净化铁 液, 形成高质量的、 稳定的、 易扒除干渣, 降低夹 渣、 夹杂废品[2] . (3 ) 可大幅度增加单位面积石墨球数, 细化 石墨球, 提高石墨球圆整度和球化率. 应用实践证明, 在同样的工艺情况下, 无论 是薄壁球铁件, 还是厚大球铁件, 采用预处理的 单位面积石墨球数比未采用预处理的高 20%~ 80%, 同时石墨球径更为细小[7] . (4 ) 使w(Mg 残)量更低、 更稳定, 减小收缩, 消除缩松. 球铁球化质量的好坏与 w (Mg 残)并没有直 接的关系, 真正起球化作用的是游离 w (Mg ) 量. 有时 w (Mg 残)量高, 可能是化合态的 w (Mg ) 量高, 即w(MgS ) 、 w (MgO ) 量高, 而此时游离 w (Mg ) 量较低, 不仅不能获得良好的球化效果, 而且会 形成更多的缩松、 夹杂;

如果在球化前对铁液进 行预处理, 降低了球化剂加入量, 净化了铁液, 可 以使铁液中的 w (Mg 残)量在更低水平 (0.025%~ 0.035%) 保证球化良好, 从而大大降低了铁液的 收缩倾向, 易于获得组织致密、 白口倾向小的健 全铸件[2] . 由图

2 可见, w (Mg 残)量在 0.04%以下时, 铁 液的凝固区间基本和 w (Mg 残)量无关, 但当铁液 中w(Mg 残)量增加到 0.05%甚至更高时, 铁液的 凝固区间迅速扩大,使得奥氏体析出范围增宽, 缩孔、 缩松倾向迅速增大, 如果 w (Mg 残 )量在 0.06%或更高, 其收缩倾向就更大;

同时, 随着 w (Mg 残)量的升高, 铁液有效补缩时间占铸件整 个凝固时间的百分比也必须随之增加, 才有可能 获得健全的铸件.换言之, 在不调整补缩工艺的 情况下, 随着 w (Mg 残)量的升高, 铸件出现缩松 的几率也大为升高. 除此之外, 合理的、 较低的 w (Mg 残)量还能 有效降低铁液的过冷度和白口倾向, 同时还有利 于铁液的过滤和补缩, 为浇注系统、 补缩系统的 设计创造良好的条件. (5 ) 可大幅度提高铁液流动性. 球墨铸铁与灰铸铁Nodular Iron &

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5 在日常交流中有人认为: 球铁单位面积石墨 球的数量越多, 铸件的缩松倾向就越大.其实这 种说法很不全面,甚至在很多情况下是错误的, 因为, 铸件的缩松至少涉及到铁液的流动能力和 石墨化膨胀对于缩松的影响. 的确, 单位面积的石墨球数增加了, 液态铁 液顺利流过奥氏体和石墨的间隙的流动能力受 到影响, 但对于预处理后的铁液, 由于残留在铁 液中的 MgO、 MgS 等大尺寸夹杂得到极大限度地 清除, 铁液的洁净度大幅提高, 因而相对于预处 埋对铁液流动性的充分改善, 石墨球数上升对铁 液流动性的不利影响不值一提. 这如同带着许多 树枝流动的河水和带着少量细沙流动的河水, 流 动性孰好孰差, 自然不言而喻. (6 ) 可大幅度提高铁液的抗衰退能力. 实际应用的热分析曲线表明: 经过预处理后 的铁液, 其性能的稳定性非常好, 在长时间内其 各项性能基本无变化,衰退慢,即使球化处理 30~40 min 后浇注, 对于厚大球铁件, 仍然可以获 得90%的球化率;