厚大断面铸件专用球化剂

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1、厚大断面铸件专用球化剂、孕育剂的开发与应用王万超（宏德铸造材料有限公司广州510000）随着我国进入WTO和工业飞速的发展，厚大断面球墨铸铁件如风力发电铸件、大功率柴油机曲轴、冶金轧辊铸件等的需求量不断增加，厚大断面球铁件在生产时，由于断面过厚，冷却速度缓慢，因而凝固时间过长，在铸件厚壁中心或热节处容易造成石墨畸变、球数减少、组织粗大、石墨飘浮、化学成分偏析和晶间碳化物等问题。因而导致铸件的机械性能下降，尤其是韧性更为明显，给大断面铸件的生产带来困难。因此我司依据中国特有的实际状况开发了厚大断面铸件专用球化剂、孕育剂。1球化

2、剂Mg使球墨圆整，对大断面球铁能减缓球化衰退，Mg阻碍石墨析出，残Mg量高，增加收缩和脆性，Mg易氧化，在铁水表面形成氧化膜，进入砂型易使铸件产生夹渣和皮下气孔。残Mg量应控制在保证球化的前提下越低越好，但我们考虑大件凝固时间长，应提高抗衰退能力，Mg量应高些，使最终铁液控制在0.05-0.06%。RE是通过抵消干扰元素的有害作用，而间接地起球化作用，但在厚大铸件中，RE留量高容易造成碎块状石墨增多，我们一般控制在0.03%以下。为了提高抗衰退能力，我司特别设计专用球化剂，既可以保证起球化作用的Mg的含量，同时也可以保持较高

3、的抗衰退能力，高碳孕育良好时，亦不会出现渗碳体。另外，这专用球化剂可使磷共晶减少并弥散，从而进一步提高球铁的延伸率。在球化处理时，为了提高镁的吸收率，控制反应速度及提高球化效果，采用特有的球化工艺。对球化处理的控制，主要是在反应速度上进行控制，控制球化反应时间在2-3分钟左右，综合范围1.5-2.5%，原则是低稀土，依据炉料的组成及纯净度调整其含量。厚大断面铸件的特点是低温处理、低温浇注，Ca元素可以比常规产品较低，在冲天炉和电弧炉熔炼的条件下，可控制在2.0%以下，以适当地脱氧、脱硫，而在感应电炉条件下，Ca元素可以更低，

4、因为我司的专用球化剂反应时比较平稳，同时Ca的溶解性差，很容易形成夹渣等铸造缺陷；因此，必须有针对性的成份考虑，一方面延缓球化衰退，另一方面促进异质形核。厚大断面铸件专用球化剂的特色是：高镁、低稀土、低钙、低硅、适度的钡。2孕育剂孕育剂要求具有强烈的促进石墨化作用，并能维持时间较长，吸收率高而稳定，所以孕育分为炉前孕育和瞬时孕育，两者缺一不可。炉前使用含Ba37的防衰退，长效孕育剂，浇注随流使用特殊成分的孕育剂，主要是表面活性元素的应用，其中应用于风力发电铸件时配入适量Bi元素，即改善断面中心部位的球化状况，使得球径小，球数

5、多，并能提高铁素体含量，提高铸态性能。当应用于大功率柴油机曲轴、冶金轧辊等珠光体型铸件时，配入适量Sb元素，即改善断面中心部位的球化状况，使得球径小，球数多，提高铸态性能。粒度根据铁水量而定，炉前使用一般有3-8mm和5-12mm的两种粒度，而随流使用一般有0.5-1.2mm和1-3mm的两种粒度。3专用球化剂、孕育剂在实际生产中的应用3.1在风力发电球铁件生产中的实际应用风力发电球铁件的材质为欧洲标准EN-GJS-400-18LT，抗拉强度≥400Mpa，屈服强度≥240Mpa，延伸率≥18%，低温冲击值-20℃，三个试样

6、平均值12J/cm2，个别值允许9J/cm2，铸件重量一般在10吨以上，壁厚大约在100-180mm渐变,金相基体组织要求：球化率应在90%以上；球状石墨数应大于100个/mm2；100%的铁素体，生产中选择高纯的原材料是非常必要的，原材料中的Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%,Mn<0.2%S<0.02%,P<0.025%），对Cu、Cr、Mo、Ti、Sn、V、W等一些合金元素要严格控制含量。钛对球化影响很大应加以控制在0.01%以下，钛高是我国生铁的特点,解决的方法是在炉料中配入一定比例的QIT生铁，来稀释铁水的

7、钛含量，同时也稀释所有促进碳化物的正偏析元素，为增加铁素体的含量，添加适量的镍元素，同时消除低硅的副作用。化学成分方面，必须是低CE量，大致成分为：C3.2-3.4%，Si1.6-2.3%，Mn≤0.2%，S≤0.02%，P≤0.03%，Mg0.04-0.06%，RE≤0.03%，，以及适量Bi。①炉料组成：国内生铁、20-30%的QIT生铁、废钢；②原铁水成分：C3.2-3.4%、Si0.6-1.5%、Mn≤0.2%、S≤0.02%、P≤0.03%、Ni0.7%；③球化剂与孕育剂的成分：成分MgRECaBaSiBi球化剂6

8、.0/7.02.0/3.01.0/2.0适量40/42炉前孕育剂适量65/70瞬时孕育剂微量适量65/70微量备注：瞬时孕育剂中的微量RE是与Bi元素复合，起增加形核，细化石墨的作用；④熔炼铁液共计12.5吨，15吨的铁水处理包；⑤球化孕育处理过程：球化处理前，用清渣剂进行扒渣处理，并进行