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稀土對鑄鐵孕育作用的機制在于稀土元素有強烈的脫硫、脫氧能力,微量稀土合金能在鐵液中形成稀土硫化物、氧化物、氮化物,這些化合物一部分作為渣被排除,使鐵液凈化,另一部分以非金屬夾雜物懸浮于鐵液中,為石墨析出提供了大量外來核心,為改善鑄鐵的組織和性能創(chuàng)造了條件。碳質(zhì)孕育劑:碳質(zhì)孕育劑主要用于鐵液孕育前的預處理,一般都是結(jié)晶態(tài)的碳質(zhì)材料。
稀土孕育性能強,其中少量稀土元素可以消除鉛和鈦對灰口鑄鐵片狀石墨形態(tài)的有害影響,減少由鉻等元素引起的過冷,強化基體。低稀土孕育劑不含鉻、錳等合金化元素,主要以孕育為主,其中稀土量在0.8%~1.5%。低稀土孕育劑在缸體缸體缸蓋上應用多與硅鐵、硅鋇復合使用。即“鐵水中加人孕育劑后,將會形成大量難熔的高彌散度的懸浮物質(zhì)。
孕育處理是鑄鐵件生產(chǎn)中不可缺少的工藝,其不僅提高鑄件的力學性能,降低鐵液的白口傾向,改善鑄件的組織與斷面均勻性,而且提高鑄件機械加工性能。
孕育劑的種類還有很多,這里只是概括了大批量鑄造生產(chǎn)中鑄鐵件經(jīng)常使用的幾種孕育劑和近幾年開發(fā)引進的新型孕育劑。針對不同結(jié)構(gòu)、不同大小的鑄鐵件,選擇適當品種和加入量的孕育劑至關重要。此外保證孕育劑的質(zhì)量、開發(fā)使用新型孕育劑材料,也是消除鑄件缺陷、降低生產(chǎn)成本不可或缺的手段。有研究報告稱:對于灰鑄鐵,以85~90%的冶金碳化硅效果良好,晶態(tài)石墨也有效。
(1)硅、鋇、鈣、鋁合金廣泛使用,孕育效果理想,用量少。鋇是一種非?;钴S的元素,低鈣鋇硅鋇孕育劑,石墨化能力強,是灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵鑄件的選擇。
(2)脫氧孕育劑用于預防氣孔和皮下氣孔,脫氧效果強,硅含量高,成本低。
(3)硅鍶孕育劑并沒有增加灰鑄鐵共晶團的數(shù)量,但石墨化效果良好,對防止薄壁不均厚鑄件白度的效果顯著。因此,可以防止薄壁、厚不均鑄件(氣缸體、氣缸蓋)泄漏。