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如何破AG真人百家球化剂孕育剂培训讲义

时间:2020-09-16 07:59

  球化剂和孕育剂 基础知识讲义 铁碳相图 ? w(C)<2.06%铸钢 ? w(C)>2.06%铸铁 ? w(C)<4.26%为亚共 晶铸铁; w(C)=4.26%为共晶 铸铁;w(C)>4.26% ,为过共晶铸铁 ? 实际应用的铸铁 w(C)含量在2.0%~ 4.5%的铸铁 ? 同样,根据 w(C)=0.76把钢分为 亚共析钢、共析钢 和过共析钢 铸铁的分类 ? 铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。 在这些合金中,碳的质量分数超过了在共晶温度时能 保留在奥氏体固溶体中的量。 ? (一) 铸铁的分类 ? 1. 根据碳在铸铁中的存在形式分类 ? (1)白口铸铁 指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁 ,断口呈银白色。 ? (2)灰铸铁 指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁,断 口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。 ? (3)麻口铸铁 指碳部分以游离碳化铁形式出现,部分 以石墨形式出现,断口灰白相间。 2. 根据铸铁中石墨形态分类 (1)灰铸铁 石墨呈片状 (2)蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状 (3)可锻铸铁 石墨呈团絮状 (4)球墨铸铁 石墨呈球状 3. 根据铸铁的化学成分分类 (1)普通铸铁 (2) 合金铸铁 灰铁的牌号 ? ? ? ? ? ? ? ? 普通灰铸铁 HT100 HT150 HT200 孕育铸铁 HT250 HT300 HT350 片状石墨形态 片状石墨均匀分布 片状与点状石墨聚集成 菊花状分布 部分带尖角状、粗大片状 初生石墨及小片状石墨 点、片状枝晶间石墨呈 无方向分布 短小片状枝晶间石墨呈 有方向分布 星状(或蜘蛛状)与短 片状石墨混合均匀分布 石墨长度的分级 级别 名称 放大100倍时石 墨长度mm 级别 1 2 3 石长38 >25 ~50 7 4 石长18 >12 ~25 8 石长100 石长75 >100 5 >50 ~100 6 名称 放大100倍时石 墨长度mm 石长9 >6 ~12 石长4.5 >3 ~6 石长2.5 >1.5 ~3 石长1.5 ≤1.5 灰铸铁的孕育处理 孕育是以少量材料加入熔融金属 ,促进成核,以改善其组织和性 能的方法。加入的材料称为孕育 剂。常用的孕育剂是FeSi75,熔点 为1300℃,经孕育处理后的铸铁 称孕育铸铁。孕育铸铁的强度、 硬度比普通灰铸铁有显著提高。 孕育铸铁适用于对强度、硬度和 耐磨性要求较高的重要铸件,尤 其是厚大铸件,如床身、凸轮、 凸轮轴、气缸体和气缸套等。灰 铸铁的孕育处理 灰铁的孕育处理 孕育处理的作用 ? ? ? ? 促进石墨化,减小白口倾向 改善石墨形态和分布状况 增加共晶团数量,细化基体组织 改善断面均匀性 ? Si、Ba、Ca、Al合金使用范围广泛,孕育效果十分理想且用量 孕育剂的选择 少。钡是活性极强的元素,低钙钡的硅钡孕育剂,石墨化能力 强,是灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁铸件的首选。 ? 高级脱氧孕育剂,具有强脱氧作用,并且增硅,节约成本,用 于防止气孔和皮下气孔。 ? 硅锶孕育剂在灰铸铁中不增加共晶团数,但石墨化效果好,防 止薄壁、厚薄不均铸件白口效果显著。 ? 高铝低钙硅铁孕育剂,消除灰铁白口效果显著。含铋硅铁孕育 剂弥补单一加铋效果不明显的缺憾。硅锆孕育剂可细化奥氏体 枝晶提高铸铁强度。孕育剂加锰,可降低多元合金熔点便于在 铁液中扩散和吸收,硅钙钡锰孕育剂的功效在这方面尤为突出 ? 稀土孕育剂对降低白口铸铁的脆性有特殊功效。对于高牌号亚 共晶灰铸铁,能够明显改善石墨形态,无需刻意降低含碳量, 也能提高铸铁强度,从而提高机械加工性能。 ? 型内孕育块是最节约资源、孕育效果最好的处理方式,浇注系 统加装泡沫陶瓷过滤器,二者构成生产高质量铸件的组合。孕 育块将得到更多铸造企业青睐。 ? 专门生产的覆盖剂,成分纯净、粒度均匀,更利于获得稳定的 高品质铸件产品。 孕育剂系列及其特点、适用范围 序 号 类别 名称 代号 主要成分(%) 性能特点 适用范围 一般铸件或 后期、瞬时 孕育 1 普通 硅铁 Si72~80,Al1.5~ 石墨化,孕育速 FeSi75 2.0,Ca1.0,Fe其 效 余 2 长效 钡硅铁 Si60~68,Ba4~6 抗衰退,强石墨 BaSiF Ca0.8~2.2,Al1~ 化,断面均匀性 好 2,Fe其余 e Si73~78,Sr0.6~ 强石墨化;不明 SrSiFe 1.2,Ca≤0.1,Al≤ 显增加共晶团, 减少缩松倾向, 0.5,Fe其余 易熔,形渣少 TG-1 厚大件,壁 厚不均,凝 固时间长 薄壁极冷件 复杂薄壁耐 压件 壁厚不均匀 件,薄壁极 冷件 3 强石 墨化 锶硅铁 4 强石 墨化 碳硅钙 Si33~40,C27~3 强石墨化,断面 7,Ca5~8.1,Al≤1 均匀性好,要求 ,Fe其余 较高的孕育温度 序 号 5 类别 名称 代号 主要成分 (% ) 性能特点 适用范围 稀土 复合 RE3~5,Ca1~3, 稀土钙 RECaBa Ba1.5~4,Al≤3 钡硅铁 ,Si46~54,Fe 其余 中等石墨化,高 薄壁复杂或壁 碳当量仍有较好 厚不均匀中等 孕育效果,改善 强度的铸件 强度、硬度和断 面均匀性 6 稀土 复合 稳 定 化 7 Si35~40,RE6~ 中等石墨化,改 壁厚不均匀的 善强度、硬度、 复杂件,耐磨 稀土铬 RECrMn 8Ba4~6, 和中等强度的 Ca5~6,Mn6,Cr 耐磨性 锰硅铁 铸件 15,Al3~4 氮系 Si25~50,Cr30 石墨化能力弱; 高碳当量 ,N2,Zr1,Ca1~ 稳定细化珠光体 (CE3.85%~4.0%) 复合 DWF ,显著提高强度 、高温铁水( 10, 孕育剂 、硬度、弹性模 ≥1450℃)条 Fe其余 件下,高强度 量 厚大件 8 特殊 性能 或工 艺 型内 孕育块 HT-1 FeSi75粉,热 熔胶粘结剂 瞬时高效强烈孕 球铁或灰铸铁 育剂,熔解均匀 型内孕育 孕育剂的粒度 ? 孕育剂的粒度根据铁液量、铁液温度及孕育 处理方法确定;铁液温度一般不应低于 1400℃ 铁水容量(kg) 50~100 100~1000 1000~5000 硅铁粒度(mm) 2~5 5~10 15~20 炉内孕育和包内孕育方法 名称 炉内孕育 出铁槽 冲入 工艺方法要点 优缺点及使用范围 扒清熔渣,孕育剂加入炉 孕育剂熔解均匀,可是铁水随后继 内,搅拌均匀后出炉浇注 续孕育取得更好效果。适用于小容 量电炉一次出炉 孕育剂加到出铁槽的铁水 操作简单,孕育剂消耗量较大,易 流中,随铁水冲入包内 出现孕育衰退。广泛应用 包 内 孕 育 包内 冲入 孕育剂加入包内,然后冲 操作简单,但孕育剂氧化烧损大, 且浮起后易和渣混在一起,降低孕 入铁水 育效果,孕育剂消耗量大,如何破AG真人百家。易衰退 ,广泛应用 孕育剂在铁水转包或分包 操作较简单,孕育剂消耗量小,不 时加在承接包内,或随铁 易衰退,适用于出铁量大分包浇注 水冲入承接包 或二次以上孕育场合 将大块孕育剂放在包底后 铁水表面富硅,不易出现孕育衰退 冲入铁水或出铁扒渣后将 ,但孕育剂消耗量大,且铁水量、 大块孕育剂放在铁水表面 铁水温度、孕育剂块度等必须匹配 ,较难控制,适用于大型灰铸铁件 倒包 孕育 浮硅 孕育 瞬时孕育方法 名称 包外 孕育 孕育 棒法 操作方法 细颗粒状孕育剂在 包嘴处加入铁水中 孕育棒插在包嘴处 ,深30~50mm 说明 1.孕育剂粒度1~3 2.加入量0.1%~0.15% 1.孕育剂粒度0.1~1; 2.填入Φ20~50薄铁皮管中, 3.孕育剂量为铁水的0.05%~0.08% 孕育 丝法 浇口杯 孕育 型内 孕育 Φ3~5孕育丝插在浇 1.外皮为铁皮或铜皮,填粉状孕育剂 包嘴处 ,2.可用电脑控制孕育丝进给 孕育剂加入在定量 浇口杯内 1.孕育剂粒度约1mm 2.加入量0.06%~0.12% 在铸型内孕育,孕 育剂放在反应室内 粉状孕育剂涂在或撒在型腔内或某 局部位,改善铸件组织和共晶团数 孕育效果的炉前检验与控制 ? 三角试样法 ? 根据孕育前后白口宽度的差值来决定孕育 剂的加入量; ? 只有孕育前白口宽度达到一定值,孕育后 才能达到足够的强度; ? 通常白口宽度控制在铸件壁厚的1/4~1/7; ? 铁水温度在1400~1430℃时,加入0.1%的 FeSi75可降低白口宽度1mm。 球铁的牌号 ? ? ? ? ? ? ? ? QT900-2/QT900-2A QT800-2/QT800-2A QT700-2/QT700-2A QT600-3/QT600-3A QT500-7/QT500-7A QT450-12/QT450-10 QT400-18/QT400-18A/QT400-18L/QT400-18AL QT350-22/QT350-22A/QT350-22L/QT350-22AL 球化级别 石墨大小分级 4 5 6 7 8 石墨直径 > >12~ > > > < 100× 25~50 25 6~12 3~6 1.5~3 1.5 级别 3 ? 国内外常用球化剂类别及使用范围 序 名称 号 主要成分 (%) 密度 g/cm3 熔点 (℃) 沸点 球化处 (℃) 理工艺 压力加 1105 镁法 转包法 钟罩法 适用范围 球化和孕育处理 1 纯镁 Mg≥99.85 1.74 651 适用于干扰元素少的炉 料生产大型厚壁铸件, 离心铸管、高韧性铁素 体集体的铸件 2 稀土 镁硅 铁合 金 3 镁焦 RE0.5~20,Mg5~12 Si35~45, Ca<5, Al<0.5, Ti<0.5, Mn<4, 其余Fe Mg浸入焦炭 4.5~ 4.6 1100 冲入法 型内球 化法 密封流 动法 1105 转包法 钟罩法 用于含干扰元素多的炉 料,生产各种铸件,有 良好的抗干扰脱硫,减 少黑渣、缩松的作用 651 大量生产,大中型铸件 、高韧性铁素体铸件 4 钇基 稀土 镁硅 铁合 RE16~28, Si40~45, Ca5~8 4.4~ 5.1 冲入法 厚大断面重型铸件,抗 球化衰退能力强 序 名称 号 5 6 铜镁 合金 镍镁 合金 CU80 Mg20 主要成分 (%) 密度 熔点 g/cm3 ℃ 7.5 800 沸点 ℃ 球化处 理工艺 适用范围 冲入法 大型珠光体基体铸件 冲入法 珠光体基体铸件,奥 氏体基体铸件、贝氏 体基体铸件 冲入法 干扰元素含量少的炉 料或净化后的铁液 可大量使用回炉料, 冲入法 可减少增硅。与稀土 镁硅铁合金混用 Ni80,Mg20 Ni85,Mg15 7 镁硅铁 Mg5~20, Si45~50 合金 Cao0.5, RE0~0.6 镁铁屑 Mg6~10, RE0~7 压块 Si≤10 稀土 硅铁 RE17~37,Mn5~8, 4.57 ~4.8 Si35~46,Ti≤6 Ca5~8,Fe其余 1082 ~108 9 8 9 与纯镁联合使用,以 抵消干扰元素的作用 冲入法 铸态铁素体球墨铸铁 ,电炉用:Mg、RE较 低,Ba较高,冲天炉 用:Mg、RE较高,Ba 较低 Ba1~3,Mg6~9, 含钡稀 RE1~3,Si40~45 10 土镁硅 Ca2.5~4,Ti<0.5 铁合金 ,Al<1,其余Fe 稀土镁硅铁合金 化学成分(%) 牌号 FeSiMg8RE5 FeSiMg8RE7 FeSiMg10RE7 FeSiMg8RE9 FeSiMg10RE9 FeSiMg8RE11 FeSiMg13RE14 FeSiMg8RE16 FeSiMg8RE18 FeSiMg10RE21 RE Mg Si Mn Ca Ti Fe 4.0~6.0 7.0~9.0 6.0~8.0 7.0~9.0 6.0~8.0 9.0~11.0 ≤44.0 ≤4.0 ≤4.0 8.0~10.0 7.0~9.0 8.0~10.0 9.0~11.0 其 10.0~13.0 7.0~9.0 ≤2.0 余 13.0~15.0 12.0~15.0 15.0~17.0 7.0~10.0 ≤42.0 ≤4.0 ≤5.0 17.0~20.0 7.0~10.0 20.0~23.0 9.0~11.0 球化剂的选择 ? (1)对铸件铸态组织的要求。? 铸态铁素体球墨铸铁选 用低稀土球化剂 ,铸态珠光体球墨铸铁选用含铜或镍 的球化剂。 ? (2)铁液中干扰元素的含量。如果干扰元素,诸如钛 、钒、铬、锡、锑、铅、锌等含量较高,须选用稀土含 量较高的球化剂。如果干扰元素含量较低(总量小于 0.1%),可选用纯镁或镁合金球化剂。 ? (3)铁液含硫量。硫含量较高时,一般采用稀土和镁 含量较高的球化剂,如有条件,可进行脱硫处理。硫含 量较低时,可选用低稀土低镁的稀土硅铁镁球化剂。 ? (4)铸件冷却条件。冷却速度较快的金属型铸造条件 下,可选用低稀土球化剂。冷却速度较慢的大型厚断面 铸件可选用钇基重稀土球化剂。 ? 含镁量4%、5%、5.5%属于低镁球化剂,RE在1%-2%之间, 多用于中频炉熔炼、低硫铁液的球化处理。它具有球化反应 和缓、球化元素易于充分吸收的优点。 ? 含镁量6%、7%属中镁系列球化剂,多用于冲天炉、电炉双 联熔炼,或中频炉熔炼珠光体型铸态球墨铸铁铸件。根据铸 件壁厚和原铁水含硫量,确定合适的球化剂加入量,适用范 围广,球化处理工艺宽泛。 ? 高镁系列球化剂,适合冲天炉熔炼、含硫量0.06%-0.09%的 铁液,加入量在1.6%-2.0%之间。 ? 低铝球化剂使用于容易产生皮下气孔缺陷的铸件,以及对铁 液含铝量有要求的铸件。 ? 纯Ce、纯La生产的球化剂,球化处理后铁液纯净夹杂物少、 石墨球圆整。钇基重稀土生产的球化剂适合于大断面铸件, 延缓球化衰退、防止块状石墨。含Sb球化剂用于珠光体型球 墨铸铁。 ? 低硅球化剂适用于使用大量回炉料的铸造工厂;镍镁球化剂 则用于高镍奥氏体球墨铸铁。 常用球化处理方法 ? 冲入法 特点:设备简单,操作方便;烟尘、闪光严重,吸收率低(30 ~40),广泛应用。 要求:处理包的深度与内径之比在1.5~1.8之间,处理包要预 热到600~800℃,铁液温度应高于1400℃。 盖包法 在冲入法的处理包上部安装一个中间包将 其密封,处理包与中间包之间仅通过浇口 连接。预先将球化剂放在处理包内,然后 用中间包承接铁液,靠由中间包流入处理 包的铁液使处理包处于密闭状态,从而减 少反应烟尘和镁光外逸,提高镁的利用率 ? 压力加镁法 特点:设备费用较高,操作较复杂;纯镁处 理,吸收率高70~80%,稳定球化;灰尘少无 镁光;适用于要求较高,较严格的铸件。 转包法 反应室内装入纯镁或镁焦,转包横卧,接受铁液 ,立起,使铁液反应室与镁反应。镁的吸收 率可达到60~70%,烟尘及镁光较轻,可处理含 硫高达0.15%的铁液。缺点是需专用处理设备 ,操作较复杂。大量生产,大中型铸件 型内球化法 把球化剂放置在浇注系统中专门设计的反应室 内,浇注时,铁液流经反应室时与球化剂发 生反应进行球化处理。吸收率高70~80%,无 尘、无闪光,无孕育球化衰退,球化稳定对 铁液要求严格,浇注系统复杂,易夹渣,适 于大量流水线生产,低硫铁液 稀土镁硅铁合金加入量与原铁水含硫量的关系 原铁水含S量(%) 球化剂加入量(%) <0.03 0.03~0.05 0.05~0.07 0.07~0.10 0.6~0.8 0.8~1.1 1.1~1.3 1.3~1.6 压力加镁处理加镁量与原铁水含硫量的关系 原铁水含S量(%) 加镁量(%) <0.04 ~0.12 0.04~0.06 0.06~0.08 0.08~0.12 0.12~0.15 0.15~0.18 0.18~0.22 孕育处理 ? 作用 ? 1. 提高球化率,细化石墨,改善 石墨圆整性。 ? 2. 减少渗碳体,改变珠光体的相对含量 ? 孕育剂 ? 除前面介绍的外,还有硅钙(Si60%~65%,Ca25%~30%)、 硅铁-铋等,目前用得最多的仍是FeSi75。 ? 孕育剂的加入量 ? 根据铸件壁厚、力学性能要求等决定,一般为铁水量 的0.3~0.6%,若要求铸态铁素体基体时,加入量可高 些,为0.8%~1.0% 球化效果炉前检验 名称 试样 球化效果鉴别 火苗 球化处理后不加铁液搅拌或 火苗长而多,球化良好;火苗短而无力 判断法 倒包时,观察铁液表面火苗 ,球化较差,无火苗,,球化很差 三角 浇注三角试样,冷至暗红, 断口银白色,尖端白口,中心有缩松, 两侧凹陷,同时砸断时有电石气味,敲 试样法 砸断后看断口 击声和钢相似,则球化良好 快速 浇注金相试样,磨平抛光, 按球化分级标准评定,由于试样尺寸小 金相法 用金相显微镜观察石墨形态 ,球化级别高于铸件,不作为验收依据 热分 析法 与球化级别标准曲线对照评定或与灰铸 金属液浇入专用样杯,用电 铁冷却曲线比较,球化良好时: 子电位计测取冷却曲线 ①初晶、共晶温度低; ②共晶回升温度低; ③曲线 尾部下降平缓 金属液浇入专用样杯,测取 分析、比较电流值,评定球化级别,如何破AG真人百家电 可反映比电阻的电流变化曲 流高,如何破AG真人百家球化良好;电流低,球化不良 线 比电 阻法 委托生产的圣泉产品 圣泉孕育 剂牌号 SQY0 SQY1 SQY2 化学成分% Si 72~75 70~72 Sr Ca 1 1~2 1~2 Ba Al 1.5 1~2 0.5 普通件 大断面铸件 薄壁件 应用范围 72~78 0.6~1.2 0.3 粒度:0.2-0.7mm, 1-3mm, 3-6mm 包装:25公斤塑编袋 圣泉球化 剂牌号 SQQ05 SQQ06 SQQ07 对应铸 峰牌号 ZFCR4.5D ZFCR-6 ZFCR-7 化学成分% Si 40-45 40-45 40-45 40-45 40-45 Mg 5.0-5.5 6.2-6.8 6.7-7.3 8.0-8.6 7.7-8.3 Ca 1.8-2.2 2.4-2.8 2.0-2.5 1.8-2.2 2.5-3.0 Re 1.8-2.2 2.3-2.7 0.8-1.2 2.8-3.2 4.3-4.7 Ba Al 1.0 0.7 1.0 1.0 1.0 应用范围 电炉 低硫 铁水 冲天炉 高硫 铁水 SQQ08A ZFCR-8A SQQ08B ZFCR-8B SQQ08C ZFCR-8C SQQ06D ZFBA-6 SQQ09D ZFBA-9 40-45 38-43 38-43 7.7-8.3 适量 5.7-6.3 9.0-10. 2.3-2.7 0.8-1.2 6.3-6.7 1.8-2.2 3.5-4.5 2.3-2.7 3.5-4.5 1.0 1.0 大断面低 硫铁水 1.0 大断面高 硫铁水 粒度:1-6mm、2-12mm、3-20mm、5-25mm、5-30mm、10- 35mm 包装:25公斤塑编袋外加1吨或0.5吨大袋;吨装塑编袋 代理埃肯产品 代理埃肯孕育剂 化学成分% 埃肯牌号 Si Ce Ca S+O Ba Al Barinoc 72-78 Inoculant 1-2 1 2-3 1.5 0.751.25 Ultraseed 70-76 1.5-2.0 0.75-1.25 Inoculant 孕育剂 类型 长效 孕育剂 高效随流 孕育剂 代理埃肯球化剂 球化 剂牌 号 化学成分% Si Mg 5.56.2 Ca 0.51.2 Re 0.81.2 La Al 0.41.0 电炉 铁水 Elmag 44-48 5800 Lamet 44-48 5504 5.06.0 0.40.6 2.32.7 0.250.4 0.81.2 增碳剂 型号 固定碳 硫份 灰分 挥发份 水分 颗粒度 代码 (最低) (最高) (最高) (最高) (最高) (90%) SQ-ZT 98.50% 0.50% -02 SQ-ZT 98.50% 0.50% -09 SQ-ZT 95.00% 0.50% -10 0.80% 0.50% 3.50% 0.80% 0.50% 1.50% 0.50% 0.50% 0.50% 0.3-5 mm 0.3-5 mm 0.3-5 mm 煅烧 石油焦炭 石墨化 石油焦炭 煅烧 无烟煤 增碳剂使用方法 ? 1. 使用5吨以上的电炉,原料单一稳定,我们推 荐分散加入法。根据含碳量的要求按配料比, 将增碳剂与金属炉料随各批料一同加入电炉中 下部位。增碳剂在熔化时不要打渣,否则易裹 在废渣里,影响碳的吸收; ? 2. 使用3吨左右中频感应电炉,原料单一稳定 ,我们推荐集中加入法。在炉内先熔化或剩余 少量铁水时,将需配加的增碳剂一次性加在铁 水表面,并立即加金属炉料,将增碳剂全部压 入铁水中,使增碳剂与铁水充分接触。