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。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。影响球铁组织中珠光体含量的主要因素有凝固组织特点、通过共析区冷却速率、碳硅含量、合金元素种类和含量等。
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。
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组织时,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。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。其制作方法为:先将方形钢管内所需的镁硅合金粉、硅铁粉及铁粉按比例机械混合均匀,采用压力机将其压实在方形钢管内。
球化剂的粒度是影响反应速度的一个重要因数,需要经过用户允许。球化剂粒度大小主要与一次处理的铁液量有关。此外还与铁液包形状、球化剂覆盖程度,以及铁液温度等诸多因素有关。一般而言,粒度过大易引起早爆和漂浮;粒度过小, 在铁液温度不足时,极易结死包底。以上两种情况,都影响球化剂收得率,影响球化的稳定性。注意尺寸太小特别是粉状球化剂在生产中是不能应用的。一般情况下,超标的球化剂量应小于10%。球化剂的种类:1、纯镁:这是国外常用的球化剂,国内应用比较少,压力加镁制取球铁,优点和缺点同样明显。
原材料制备:
硅钙和硅钡:主要用于测定和控制合金中钙和钡的准确含量。少量的Ca和Ba会增加失效氧化镁的含量,导致球化剂的强烈燃烧、白口增加和快速衰变。
废钢:一般采用碳钢,硅钢也可,禁止使用其他合金钢,因为合金元素可能是抗球化元素,生产控制不好。另外,废钢要求无油、无锈、无污染,特别是镁容易使锈变成氧化镁。