球化剂的主要成分是球化元素,如Mg、Ce、Ca等。球墨铸铁中的球状石墨就是铸铁铁液经球化处理后而成,使其强度大大高于灰铸铁,韧性优于可锻铸铁,同时还能保持灰铸铁的一系列优点。但球墨铸铁熔铸时所使用的球化剂能增加焊缝产生“白口”和淬硬***的倾向,使焊缝及热影响区(尤其是熔合区)诱发裂纹。有不良影响,特别是当温度低于零度时影响更大,而含硫低可以选用低镁低稀土球化剂球化,并减少“黑斑”缺陷的产生,而“黑斑”主要是镁、氧化物的聚集物,此外也要用低硅球化剂以保证可以进行多次孕育。球墨铸铁的焊接性要比灰铸铁更差所以,很多地区普遍使用的球化剂是硅铁稀土镁合金,国外大都采用镁系球化剂(纯镁和镁合金),少数***则采用钙系球化剂。
值得注意的是,目前正在发展一些球化元素与干扰元素复合球化剂,以改善大断面球铁的处理效果及石墨球的圆整度。
球铁检测是保证其质量的重要措施,目前正在研究发展线分析,即产品在生产过程中进行分析,以确定其质量,已有不少单位在大批量生产条件下利用超声波对铸件质量进行分析。
在利用超声波测定铸铁***时,片状石墨的声速为4500m/s、蠕墨铸铁为5400m/s、球墨铸铁5600m/s,此外在铸铁中高频衰减率的变化也可判断铸铁类型,球铁中心频率为5MHz而片状铸铁仅为1.5MHz。球化剂的化学成分应稳定,否则将严重影响球墨铸铁生产的质量稳定。目前还有单位正在用超声波作球化级别的测定,已可测定合格的球化级别和不合格的产品(3级和4级之间),但还不能进行更细分级测定,此方法正在完善中。
为提高球化率,对原来的球化和孕育处理工艺进行了改进,主要措施是:增大球化剂和孕育剂加入量、净化铁液、脱硫处理等。球化率仍然采用25 mm的单铸楔形试块进行检测,具体方案如下:
(1)分析原工艺球化率偏低的原因,曾认为是球化剂用量较少,故将球化剂加入量由1.3%~1.4%增加到1.7%,但球化率并未达到要求。
(2)另一种猜测是认为球化率偏低可能是由于孕育不良,因而试验加大孕育剂量,由0.7%~0.9%增加到1.1%,球化率亦未达到要求。
(3)继续分析认为铁液夹杂较多、球化干扰元素偏高等可能是造成球化率偏低的原因,因而对铁液进行高温净化,高温净化温度一般控制在1 500±10℃,但其球化率仍未突破90%。
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