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在鑄造生產(chǎn)中廣泛使用的球化劑是稀土鎂硅鐵合金。其中的鎂元素主要是以硅化鎂(Mg2Si)和氧化鎂(MgO)兩種形態(tài)存在。硅化鎂作為球化劑中的一個(gè)單獨(dú)相而存在,氧化鎂則作為稀土鎂硅鐵合金中的非金屬夾雜物而存在。
一些鑄造企業(yè)只對(duì)球化劑中的Mg元素進(jìn)行檢測(cè),并作為其中有效Mg的含量。這些合金中目前世界上用的最為廣泛的是稀土鎂硅鐵合金,除此之外還衍生出單一輕稀土球化劑(以鑭為主)、單一重稀土球化劑(以釔為主)、含鋇球化劑、含銻球化劑、含鉍球化劑、含銅球化劑等。由于MgO對(duì)于球化不起作用,而傳統(tǒng)的Mg元素測(cè)定方法不能區(qū)分有效Mg和無(wú)效Mg的實(shí)際含量,所以在Mg元素達(dá)標(biāo)的前提下,MgO的存在直接減少了球化劑中有效Mg的含量,對(duì)球化過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響。
所以球化劑的生產(chǎn)過(guò)程中,控制氧化鎂的含量是一項(xiàng)十分重要的工作,而且球化劑中氧化鎂的含量也是檢驗(yàn)球化劑質(zhì)量的重要指標(biāo)。
值得注意的是,目前正在發(fā)展一些球化元素與干擾元素復(fù)合球化劑,以改善大斷面球鐵的處理效果及石墨球的圓整度。
球鐵檢測(cè)是保證其質(zhì)量的重要措施,目前正在研究發(fā)展線分析,即產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行分析,以確定其質(zhì)量,已有不少單位在大批量生產(chǎn)條件下利用超聲波對(duì)鑄件質(zhì)量進(jìn)行分析。
在利用超聲波測(cè)定鑄鐵組織時(shí),片狀石墨的聲速為4500m/s、蠕墨鑄鐵為5400m/s、球墨鑄鐵5600m/s,此外在鑄鐵中高頻衰減率的變化也可判斷鑄鐵類型,球鐵中心頻率為5MHz而片狀鑄鐵僅為1.5MHz。影響球鐵組織中珠光體含量的主要因素有凝固組織特點(diǎn)、通過(guò)共析區(qū)冷卻速率、碳硅含量、合金元素種類和含量等。目前還有單位正在用超聲波作球化級(jí)別的測(cè)定,已可測(cè)定合格的球化級(jí)別和不合格的產(chǎn)品(3級(jí)和4級(jí)之間),但還不能進(jìn)行更細(xì)分級(jí)測(cè)定,此方法正在完善中。
雖然選擇合適的球化劑非常重要,但穩(wěn)定生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的球墨鑄鐵件并不是主要原因,而是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要注意以下幾點(diǎn):
1.選擇合理的鐵液化學(xué)成分。
2.獲得S、O含量低且穩(wěn)定高質(zhì)量的原鐵液。
3.正確的球化孕育處理工藝。
4.確定了適宜的球化劑用量和剩余球化元素。
在球化過(guò)程中,液態(tài)鐵應(yīng)快速生成,不能直接沖向合金。袋子底部應(yīng)設(shè)置堤壩或坑,內(nèi)部空間可放置所有壓實(shí)后的球墨劑和覆蓋材料。爐溫應(yīng)合理,在保證澆注溫度的前提下,盡量降低球化溫度。接種劑的成分需要嚴(yán)格篩選,合理搭配,、長(zhǎng)效,保證良好的接種效果。
化學(xué)成分測(cè)試:
合格的球化劑不僅外形致密、無(wú)夾雜,而且化學(xué)成分的含量和均勻性也很好。
除了對(duì)球化劑中稀土、鎂、硅、鈣等元素的常規(guī)分析外,合金中MgO的分析常被制造商和用戶忽視。質(zhì)量較差的球化劑斷面致密性較差,存在氣體縮孔、夾渣等異物,斷面呈灰色。這也與缺乏統(tǒng)一的MgO分析標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。對(duì)同一種合金,不同廠家采用了不同的分析方法,對(duì)合金成分得出了不同的結(jié)論。這就要求合金制造商和鑄造用戶達(dá)到統(tǒng)一的驗(yàn)收分析標(biāo)準(zhǔn)來(lái)共同遵守。