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孕育劑廠精密鑄造中孕育劑的種類及使用效果

  目前,用於處理灰鑄鐵的孕育劑品種繁多,但廣泛應用的還是75矽鐵。近年來,對薄壁鑄件的需求日益增多,對孕育處理的要求也更為嚴格,在鑄鐵碳當量較低的情況下,采用含鍶、鋇、鉍、鋯或某種稀土元素的孕育劑,能較好地控製薄壁處的白口傾向。還有報道說,采用含鋇、鉍和稀土元素的孕育劑,可減緩孕育的衰退。此外,碳質孕育劑的應用近來也日漸增多。

  關於孕育劑的選用,孕育劑廠雖然已進行了大量的研究工作,但還不足以形成普遍適用的準則,鑄造廠需考慮自己產品的特點、參考其他單位的經驗進行試驗,並考核供應廠商產品的質量,再根據試驗結果作出最適合本企業條件的選擇。

  1.75矽鐵 

  75矽鐵是最常采用的孕育劑,其中的鋁、鈣含量對孕育效果有重要的作用,有報道說,不含鋁、鈣的矽鐵對灰鑄鐵的孕育作用很小,甚至沒有作用。一般認為:在鐵液中,鋁和鈣會與氧、氮反應,形成高熔點的化合物,成為石墨結晶的核心。而且,加入孕育劑後,鐵液中可形成局部的富矽微區,有利於石墨析出。采購孕育用矽鐵時,不能不考慮其中鋁和鈣的含量。 

  對於作孕育劑的75矽鐵,美國相關標準規定含鋁量為0.75~1.75%,含鈣量為0.5~1.5% 。我國標準GB/T 2272-1987中有不同鋁含量的75矽鐵牌號,鋁含量的上限值分別為0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,含鈣量的上限值則為1.0%。但是,鐵液中的鋁含量不能太高,加入0.01%的鋁,就可能導致鑄件產生皮下氣孔。選擇孕育劑品種和確定孕育劑用量時,對此也應有所考慮。

  2.含鍶矽鐵 

  含鍶矽鐵消除白口的能力很強,特別有利於改善薄壁鑄件中石墨的形態和分布狀況,使不同厚度處組織的差別更小,過冷組織隻見於鑄件的表層。 

  目前,我國已有含鍶矽鐵供應,其中鍶含量有0.6~1.0%和1.0~2.0%兩種。一般可選用含鍶0.6~1.0%的品種,鍶含量過高則不能充分發揮其作用。 

  含鍶矽鐵的加入量約為75矽鐵的一半。

  3.含鋇矽鐵 

  含鋇矽鐵也具有很強的促進石墨化的能力,可改善薄壁鑄件中石墨的形態和分布狀況,而且還有減緩孕育衰退的作用,處理時的用量也少於75矽鐵。有報道說,加入過多的鋇會使基體組織中鐵素體含量增多,導致鑄鐵的強度降低。 

目前,我國也有含鋇矽鐵供應,其中鋇含量一般為4~6%。國外有研究報告稱,含鉍的矽鐵也具有與含鋇矽鐵類似的效果。

  4.含鋯矽鐵 

  鋯有脫氧作用,有利於提高鐵液的流動性,能減輕鑄鐵的白口傾向,促成均勻、細小的A型石墨。而且還有減緩孕育衰退的作用。我國也有含鋯矽鐵供應,但目前采用者還很少。

  5.矽鋇合金 

  用含鋇20~30%的矽鋇合金作孕育劑,能顯著降低鑄鐵的白口傾向,並可使保持孕育效果的時間增至30min左右,特別適用於大型鑄件。處理時,合金加入量約為0.1%。

  6.矽鈣合金 

  矽鈣合金雖有很強的孕育作用,但是,除製成包芯線應用外,用粒狀合金作鑄鐵的孕育劑並不太合適,其主要缺點是: 

  ◆ 密度遠低於鐵液,易於飄浮而影響其與鐵液的作用; 

  ◆ 成渣傾向大; 

  ◆ 孕育作用衰退快; 

  ◆處理需用的加入量大,約為0.3~0.5%。 

  7.稀土孕育劑 

  稀土混合金屬和稀土矽鐵等含稀土金屬的孕育劑,加入量適當時,孕育作用很強,其效果可以是75矽鐵的若幹倍,能有效地消除白口,並減緩孕育作用的衰退。如加入量過高,則可能使鑄鐵結晶時產生過冷,出現滲碳體組織。使用時必須嚴格控製用量。

  8.碳質孕育劑 

  碳質孕育劑主要用於鐵液孕育前的預處理,一般都是結晶態的碳質材料。有研究報告稱:對於灰鑄鐵,以85~90%的冶金碳化矽效果最好,晶態石墨也有效。預處理時的加入量一般為0.75~1.0%,應根據試驗結果求得最佳值。