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球化剂那么多种类该怎么选?一文教你铸造球化剂选购技巧

2023-11-27

豫铖鑫冶金,金钢供应链,铸造工业网


球化剂是为获得球状石墨铸铁而加入铁液内的某些金属或合金。 球化剂的主要作用是促进石墨结晶成球状化,增加球状石墨。这样可以使得铸铁中的石墨分布更加均匀,同时减少或消除游离态的石墨。这样的石墨分布可以提高铸铁的强度、韧性和其他性能。在金属高温冶炼过程中,球化剂还可以防止晶粒长大的现象,促进晶粒的细化,提高金属的性能。

球化剂是为获得球状石墨铸铁而加入铁液内的某些金属或合金。

球化剂的主要作用是促进石墨结晶成球状化,增加球状石墨。这样可以使得铸铁中的石墨分布更加均匀,同时减少或消除游离态的石墨。这样的石墨分布可以提高铸铁的强度、韧性和其他性能。在金属高温冶炼过程中,球化剂还可以防止晶粒长大的现象,促进晶粒的细化,提高金属的性能。

以球墨铸铁为例,经过球化的球墨铸铁强度会大幅高于灰铸铁,韧性也会优于可锻铸铁,同时还能保持灰铸铁的一系列其他优点。

 

 

球化剂的类型

包括镁硅系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金(日本用的较多),镍镁系合金、纯镁合金、稀土合金。

上述合金中目前世界上用的最为广泛的是稀土镁硅铁合金,但中国合金中RE/Mg的比值范围大(0.5~2.2),国外的合金RE/Mg的比值范围小(0.1~0.3)。中国合金中稀土大于等于镁含量的占多数,小于镁含量的占少数,而国外(除前苏联一些合金外)球化剂合金中的稀土含量几乎都小于镁含量,因此稀土三剂系列化课题组建议除保留FeSlMg8E18外(此合金是效果优良的蠕化剂),其它全部球化剂中RE/Mg≤1,随后修订的国家标准中采纳了这个建议。

钙镁球化剂主要是日本生产和应用,如日本信越(SHIN—ETSU)生产的钙系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中镁含量从4~28%变动,但钙含量变化较小,其变化范围为20~31%;此类合金白口倾向小,但要求处理温度高,处理后渣量大。

镍镁合金在美洲、欧洲均有应用,美国国际镍公司生产的镍镁合金最高达82~85%,其中Mg、Ca分别为13~16,及20,镍最低的57~61%(其中Mg4.0~4.5%,Ca<2.5,Fe32~36)。德国金属化学公司生产的镍镁合金中Ni47~51%,Mgl5~17%,C1.0%Si28~32%,RE1.0%余Fe。这些合金的优点是比重大,反映平稳,镍可起合金化作用,其特点是价格贵,这种合金在中国基本没有应用。

镍硅系合金目前在中国基本上已不用。纯镁合金处理时要用专用的压力加镁包,镁的吸收率高,但处理安全措施要极为严格,生产中应用比例较小。稀土是发明球铁时使用的球化剂,它的发现推进了球铁工业应用的进程。但价格高,白口倾向大,过量会使石墨变态,现在己不作为球化剂单独使用,仅作为辅助球化元素。

球化剂的应用

目前国内外在球铁生产中主要应用火法冶炼的合金,压块球化剂、包芯线球化剂、粉状球化剂应用的很少,火法冶炼的球化剂在生产中应用占90%以上,目前这类合金中增加Ba、Ca、Cu、Ni等以达到控制基体目的,对合金中的氧化镁含量已有限量指标。现对中国33个典型工厂和美国77个工厂生产球铁工厂进行对比分析。

中国33个工厂的基本情况是:33个工厂总计有36个熔炉,其中电炉(中频、工频、电弧炉)9个占25%,冲天炉22个占61%,冲天炉一电炉双联熔炼厂4个占11%,高炉1个占3%,球铁处理温度大于1500℃,4个占11%,1450~1500℃,20个占56%,1350~1400℃,6个占16.7%,1300~1350℃,2个占5.6%;大于1270℃1个占2.7%;铁水含硫量小于等于0.03%占20%;处理方法中冲入法占94%,喷吹法占3%,压力加镁法3%,用量最大的6#合金Mg8RE8占46%,其次为Mg8RE5占37%,Mg9RE5占11%。

美国77个工厂的基本情况是:

熔化设备冲天炉占30%,感应电炉占63%,球化处理温度1482~1538℃占75%;原铁水在球化处理前有50%工厂采用预脱硫工艺,有90%的工厂S小于0.025%,球化处理方法中在美国大工厂中冲入法占36%,而小厂(小于200吨/周)冲入法仅占22%,压入法、多孔塞法、型内处理法、Tundish盖包法、压力加镁法则占绝大部分比重,使用的球化剂中含镁大于%的占8.2%Mg4~6%占63.3,含镁小于4%占16.4%纯镁占5%,其它的镁合金占8.2%。

资料表明中国生产球铁方面还有不小的差距,美国生产的电炉可保证球化处理所需要的高温,一般经预脱硫,含硫量低,质量要优于我国处理球铁的质量,因此处理球铁可用低镁、低稀土球化剂,而且质量控制也严格,包括使用衰退时间控制器。

 

 

铸造球化剂选购技巧:

1.中频炉熔炼珠光体型铸态球墨铸铁铸件,可选用含镁量6%~7%的镁系球化剂,可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;

2.中频炉熔炼、低硫铁液的球化处理应选购含镁量分别是4%、5%、5.5%的低镁球化剂,可以让球化反应和缓、球化元素易于充分吸收;

3.如果生产的逐渐容易产生皮下气孔或对铁液含铝量有要求应购买低铝球化剂来使用;

4.使用冲天炉熔炼尽量选购高镁量的球化剂,一般要求含硫量0.06%-0.09%的铁液,球化剂加入量在1.6%-2.0%之间;

5.如果您需要大量回炉料,则应选用低硅球化剂。

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