原铁液含硫量不高,应该采用以吨为主的球化剂,但亦需要含有RE,因为它不仅去氧脱硫,还有良好的溶解性能,可以提高基体强度,还能中和干扰元素。选用含有铜、锑或镍的球化剂或在铁水中加入铜、锑、镍、锡等元素,都可以稳定珠光体***。RE含量少能在过冷度不大的条件下促进石墨成核长大,同时也能使用吨量大幅度降低,基体中的夹杂物含量就低,夹杂物常常是疲劳断裂的策源地。大量生产的经验证明,RE残量不能太高,因为客观存在易受冷却速度、浇注温度以及化学成分、孕育量的影响,容易引起波动。
选用稀土低的球化剂Mg与RE都有去氧脱硫的作用,都是强有力的球化元素,又都是反石墨元素。RE在去氧脱硫上起主导作用,这时吨在铁液中发生沸腾,为去氧脱硫创造了条件。
稀土在球铁中的作用稀土能促进镁合金的球化效果(球化率和球的圆整度),它对壁厚球铁件中防止球状石墨畸变的效果受到了重视,这也是国内外球化剂中都包含稀土的主要原因之一。
在铸件中有些元素能***和阻碍石墨球化,这些元素即所谓的球化干扰元素,干扰元素分为两类,一是消耗球化元素型干扰元素,它们与镁、稀土生成MgS、MgO、MgSe、RE2O3、RE2S3、RE2Te3等,使球化元素降低从而***了球状石墨形成;另一类是晶间偏析型干扰元素,包括锡、锑、铜、钛、铝等在共晶结晶时,这些元素富集在晶界,促进使碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨,球化干扰元素原子量越大,其干扰作用越强,现在许多研究都已找到了干扰元素在铸铁中的临界含量,当这些元素含量小于临界含量时,并不能形成畸变石墨。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。
熔化过程控制:
首先,进料顺序应正确。应注意镁和废料之间不要直接接触。低熔点镁应首先与硅反应形成镁硅相,以减少镁的燃烧损失。
第二,熔体成分应均匀。除了在中频炉中进行自感应搅拌外,还需要及时有力地手动搅拌合金,使合金成分在熔炼过程中均匀化。在冶炼过程中,必须防止“跑镁”、“棚料”、“撞炉”现象的发生。
第三,合金锭的厚度应适当。如果钢锭厚度过薄,且表面积过大,合金在冷却过程中容易引起更多的镁燃烧和氧化。当钢锭厚度过厚时,由于合金元素比例的不同,容易引起凝固过程中的成分偏析。合适的厚度通常为10-15毫米。
四是筛分粒度分级。在破碎和筛选之前,凝固的钢锭应清除氧化物和杂质。根据钢包的尺寸,钢包的尺寸可以分等级包装,但不能有合金粉。
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