球墨鑄鐵的熔煉及爐前處理技術(shù):
球墨鑄鐵 具有高的力學(xué)性能,是以石墨球化狀況良好為前提的。衡量石墨球化狀況的標(biāo)準(zhǔn)是球化率、石墨球徑和石墨球的園整度。
球化率:在鑄鐵微觀組織的有代表性的視場中,在單位面積上球狀石墨數(shù)目與全部石墨數(shù)目的比值(以%表示)、
石墨球徑:在放大100倍條件下測量的有代表性的球狀石墨的直徑。
園整度:對石墨球園整情況的一種定量概念。
1.對熔煉的要求:
用于球鐵鐵液應(yīng)是:高溫、低硫、磷及雜質(zhì)含量低。
由于球鐵要球化處理、孕育處理,要使鐵液溫度降低50-100℃,為了_澆注溫度,鐵液要1450-1470℃,又由于加入處理劑,孕育處理要帶入大量硅,因此鐵液要較低的硅量(小于1.2-1.4%),要求生鐵為球鐵生產(chǎn)用的低硅生鐵。
低含硫量:除對原材料含硫量要低,對沖天爐用焦炭含S量要低。要是沖天爐+感應(yīng)電爐 雙聯(lián)+中間脫硫
對原材料要求低硫、磷含量,盡可能減少反球化元素,對鐵液的氧化程度嚴(yán)格控制。
2.球化處理
球化元素:加入鐵液中能使石墨在結(jié)晶生長時長成球狀的元素。
強:鎂、鈰、鑭、鈣、釔
中:鋰、鍶、鋇、釷
弱:鈉、鉀、鋅、鎘、錫、鋁
反球化元素:某些元素存在在鐵液中會使石墨在生長時無法長成球狀。
限界:
Al Ti Pb As Sb Bi Zr Sn Te Se
0.05 0.07 0.002 0.05 0.01 0.002 0.03 0.05 0.003 0.03
由于鎂和大部分反球化元素不相化合,或化合程度很小,故對反球化元素的抵抗能力低。
而稀土元素Ce和Y則能和多數(shù)反球化元素相結(jié)合,從而可以在_程度上抵消這些元素的干擾作用。
因此在球化劑中引入定量的稀土元素時,對原鐵液中反球化元素的限量可比用純鎂時適當(dāng)放寬。
常用球化劑的特點:
①鎂球化劑的性質(zhì)及在鐵液中的作用:
鎂的密度為1.738g/cm3,熔點為651℃,沸點為1107℃,其化學(xué)性質(zhì)_活潑,脫硫、去氧能力很強。生成的硫化鎂、氧化鎂熔點高,密度小,較易浮出(MgS的熔點約為2000℃),密度為2.8g/cm2,MgO的熔點為2800℃,密度為3.07-3.20g/cm2)。
鎂進(jìn)入鐵液后,首先起脫硫去氧作用,當(dāng)鐵液硫量降至某值時,鎂開始對石墨的球化起作用。
鎂又是強制穩(wěn)定碳化物的元素,因此,殘留有鎂量的鐵液在凝固時有很大的白口傾向。
計算鎂的回收率:
A=
因為Mg加入以后,一部分脫硫除氧,一部分燒損,一部分殘留作為球化用。
為了提高鎂的回收率,采取自壓加鎂法,鐘罩式轉(zhuǎn)包法,鎂合金法(沖入、鐘罩、型內(nèi))
稀土是元素周期表中第三族第六周期的鑭以及與它們相似的釔(Y)和鈧(Sc)17個元素的總稱。
根據(jù)它們的化學(xué)性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)分為兩組:
輕稀土(鈰組)――鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Na)
钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu) 7個
重稀土(釔組)――釔(Y)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tu)、鐿(Yb)、镥(Lu)、鈧(Sc) 10個
稀土元素的沸點大都高于鐵液溫度,因此單純用稀土處理時,完成沒有沸騰作用,非常平穩(wěn)。稀土元素的球化作用較鎂差一些,因而稀土鎂球墨鑄鐵的石墨球不太園整。
由于稀土元素有脫氧、去氣、凈化鐵液和石墨球化作用。但白口傾向很大,而且偏析嚴(yán)重。
在鐵液中的硫不太高時,鎂含量為0.03-0.05%。稀土含量為0.02-0.04%時,可_石墨得到充分的球化。
稀土元素的化學(xué)性質(zhì)很活潑,按熱力學(xué)計算,鈰與氧、硫的親合力比鎂還強。但稀土氧化物、硫化物都是高熔點化合物,它們的密度較大,約為5.9-7.2g.cm3不易除去,只有采取鐵液攪拌的辦法才能發(fā)揮作用。
稀土鎂合金:
稀土硅鐵鎂合金(GB4138-88)
Re--4~6%
Mg—7~9%
Si≤44%
用稀土鎂合金的球化處理方法:
沖入法:因為稀土鎂合金密度較大,與鐵液反應(yīng)平穩(wěn),因此大部分采用沖入法。
沖入法:其處理包,也可能用澆包,有堤壩式、凹坑式、復(fù)包式。
鐵液分兩次沖滿,也可一次。
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