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球化劑是為獲得球狀石墨鑄鐵而加入鐵液內(nèi)的某些金屬或合金。中國普遍使用的是硅鐵稀土鎂球化劑,使鑄鐵中的石墨結(jié)晶成球狀的添加劑,謂之“球化劑。但球墨鑄鐵熔鑄時(shí)使用的“球化劑”能增加焊縫產(chǎn)生“白口”和硬組織的傾向,使焊縫及熱影響區(qū)(尤其是熔合區(qū))誘發(fā)裂紋。石墨漂浮程度與碳當(dāng)量、球化元素的種類及殘留量、鑄件凝固時(shí)間、澆注溫度等因素有關(guān)系。故球墨鑄鐵的焊接性要比灰鑄鐵更差。
球墨鑄鐵中的球狀石墨就是鑄鐵鐵液經(jīng)球化處理后而成,使其強(qiáng)度大大高于灰鑄鐵。
球化元素就是能把鐵液中的片狀石墨轉(zhuǎn)化為球狀石墨的元素?;瘜W(xué)周期表中幾乎所有元素的轉(zhuǎn)化能力都被進(jìn)行了研究。認(rèn)為鎂是主要的球化元素,此外某些情況下鑭、鈣、釔也能用作輔助的球化元素。
球墨鑄鐵件中球化元素的殘留量與鑄件的大小、壁的厚薄以及原鐵液的硫含量有關(guān),要保證石墨成球以及球化的穩(wěn)定性,有效殘留鎂量應(yīng)>0.030%。為了保證鎂有必要的回收率, 鎂合金球化劑的鎂含量常低于10%。
在選擇球化劑的含鎂量時(shí),一般高溫球化鐵液時(shí)(1500~1550℃)選用Mg稍低點(diǎn)的球化劑(鎂5%~6%),低溫球化鐵液時(shí)(1400~1450℃)選用Mg稍高點(diǎn)的球化劑(鎂6%~8%),這樣可以控制球化反應(yīng)的平穩(wěn)性,獲得合適的殘留鎂量。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),在溫度差別不是很大時(shí),車間為了操作方便,往往不會(huì)這么嚴(yán)格地區(qū)分,一般采用合理覆蓋球化劑,控制加入量的方式,來控制球化爆發(fā)的平穩(wěn)性,以獲得合適的殘留鎂量。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。
原材料制備:
硅鈣和硅鋇:主要用于測(cè)定和控制合金中鈣和鋇的準(zhǔn)確含量。少量的Ca和Ba會(huì)增加失效氧化鎂的含量,導(dǎo)致球化劑的強(qiáng)烈燃燒、白口增加和快速衰變。
廢鋼:一般采用碳鋼,硅鋼也可,禁止使用其他合金鋼,因?yàn)楹辖鹪乜赡苁强骨蚧兀a(chǎn)控制不好。另外,廢鋼要求無油、無銹、無污染,特別是鎂容易使銹變成氧化鎂。