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球化剂有哪些类型?

更新时间:2021-12-06

使铸铁中的石墨结晶成球状的添加剂,谓之“球化剂”。


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“球化剂”的主要成分是球化元素,如Mg、Ce、Ca等。球墨铸铁中的球状石墨就是铸铁铁液经球化处理后而成,使其强度大大高于灰铸铁,韧性优于可锻铸铁,同时还能保持灰铸铁的一系列优点。但球墨铸铁熔铸时所使用的“球化剂”能增加焊缝产生“白口”和淬硬组织的倾向,使焊缝及热影响区(尤其是熔合区)诱发裂纹。故球墨铸铁的焊接性要比灰铸铁更差。 


我国普遍使用的球化剂是硅铁稀土镁合金,国外大都采用镁系球化剂(纯镁和镁合金),少数国家则采用钙系球化剂。 


球化剂的发展对促进球铁生产起着重要的作用。铈是很早被确认的球化剂,当时铈的来源稀少,对铁水成分要求苛刻,使铈球铁无法用于工业生产。镁球化剂才使球铁获得工业规模的生产应用,由纯镁到镁镍、镁铜、镁硅铁合金球化剂的发展,促进了球铁生产的扩大。稀土镁硅铁球化剂的发展使我国球铁生产基本上立足于国内资源,建立了我国的稀土镁球铁系列,扩大了生铁的使用范围,提高了球铁铸件性能和质量,使球铁生产更加蓬勃发展。钇重稀土的应用为发展新型复合球化剂创造了条件。各种球化元素的综合利用,将为球铁生产的进一步发展和提高创造良好条件。


对球化剂的基本要求:

(1)球化能力强;

(2)资源丰富、价格低廉、易于熔制;

(3)对各种成分(如共晶度、含硫量、含反球化元素及合金元素)和温度的铁水适应能力强;

(4)球化反应动力学条件好,反应又比较平稳,反应产物易于排除,用量少,降温少,球化处理工艺性好。



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。其中***为广泛的是稀土镁硅铁合金,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%(质量分数)变动,但钙含量变化较小,其变化范围为20%~31%(质量分数);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,这些合金的优点是相对密度大,反应平稳,镍可起合金化作用,价格贵,这种合金在中国较少应用。纯镁合金处理时要用专用的压力加镁包,镁的吸收率高,但处理安全措施极为严格,生产中应用比较少。


稀土是发明球墨铸铁时使用的球化剂,它的发现推进了球墨铸铁应用的进程。价格高,白口倾向大,过量会使石墨变态,现在已不作为球化剂单独使用,仅作为辅助球化元素。


镁粉和铁粉及所设计的硅含量直接加压成型,这种球化剂中含硅很低,通常称为低硅压块状球化剂,因而为后续的孕育提供了大的余地,有利于生产铸态球墨铸铁,但这种合金易漂浮,处理效果波动大,处理时尽量跟块状球化剂混合使用。将镁粉、铁粉包覆在薄钢板或钢板中,将其快速送入铁液中达到球化目的。这种球化剂较贵,且设备投资大,但处理时合金吸收率高,因此处理球墨铸铁的总成本几乎没有提高。粉状球化剂使用时将镁粉与抑制剂混合放人包内,并使铁液从合金表面流过,逐层与合金反映达到球化效果,这种专门工艺称之为MC。


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