鑄造的孕育劑種類及使用效果

鑄造的孕育劑種類及使用效果

     目前，用于處理灰鑄鐵的孕育劑品種繁多，但廣泛應(yīng)用的還是75硅鐵。近年來，對(duì)薄壁鑄件的需求日益增多，對(duì)孕育處理的要求也更為嚴(yán)格，在鑄鐵碳當(dāng)量較低的情況下，采用含鍶、鋇、鉍、鋯或某種稀土元素的孕育劑，能較好地控制薄壁處的白口傾向。還有報(bào)道說，采用含鋇、鉍和稀土元素的孕育劑，可減緩孕育的衰退。此外，碳質(zhì)孕育劑的應(yīng)用近來也日漸增多。

關(guān)于孕育劑的選用，雖然已進(jìn)行了大量的研究工作，但還不足以形成普遍適用的準(zhǔn)則，鑄造廠需考慮自己產(chǎn)品的特點(diǎn)、參考其他單位的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)，并考核供應(yīng)廠商產(chǎn)品的質(zhì)量，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果作出 適合本企業(yè)條件的選擇。

     1．75硅鐵 

    75硅鐵是 常采用的孕育劑，其中的鋁、鈣含量對(duì)孕育效果有重要的作用，有報(bào)道說，不含鋁、鈣的硅鐵對(duì)灰鑄鐵的孕育作用很小，甚至沒有作用。一般認(rèn)為：在鐵液中，鋁和鈣會(huì)與氧、氮反應(yīng)，形成高熔點(diǎn)的化合物，成為石墨結(jié)晶的核心。而且，加入孕育劑后，鐵液中可形成局部的富硅微區(qū)，有利于石墨析出。采購(gòu)孕育用硅鐵時(shí)，不能不考慮其中鋁和鈣的含量。 

對(duì)于作孕育劑的75硅鐵，美國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含鋁量為0.75～1.75%，含鈣量為0.5～1.5% 。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2272－1987中有不同鋁含量的75硅鐵牌號(hào)，鋁含量的上限值分別為0.5％、1.0％、1.5%和2.0％，含鈣量的上限值則為1.0％。但是，鐵液中的鋁含量不能太高，加入0.01％的鋁，就可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生皮下氣孔。選擇孕育劑品種和確定孕育劑用量時(shí)，對(duì)此也應(yīng)有所考慮。

     2．含鍶硅鐵 

     含鍶硅鐵消除白口的能力很強(qiáng)，特別有利于改善薄壁鑄件中石墨的形態(tài)和分布狀況，使不同厚度處組織的差別更小，過冷組織只見于鑄件的表層。 

     目前，我國(guó)已有含鍶硅鐵供應(yīng)，其中鍶含量有0.6～1.0%和1.0～2.0%兩種。一般可選用含鍶0.6～1.0%的品種，鍶含量過高則不能充分發(fā)揮其作用。 

     含鍶硅鐵的加入量約為75硅鐵的一半。

     3．含鋇硅鐵 

     含鋇硅鐵也具有很強(qiáng)的促進(jìn)石墨化的能力，可改善薄壁鑄件中石墨的形態(tài)和分布狀況，而且還有減緩孕育衰退的作用，處理時(shí)的用量也少于75硅鐵。有報(bào)道說，加入過多的鋇會(huì)使基體組織中鐵素體含量增多，導(dǎo)致鑄鐵的強(qiáng)度降低。 

目前，我國(guó)也有含鋇硅鐵供應(yīng)，其中鋇含量一般為4～6%。國(guó)外有研究報(bào)告稱，含鉍的硅鐵也具有與含鋇硅鐵類似的效果。

     4．含鋯硅鐵 

     鋯有脫氧作用，有利于提高鐵液的流動(dòng)性，能減輕鑄鐵的白口傾向，促成均勻、細(xì)小的A型石墨。而且還有減緩孕育衰退的作用。我國(guó)也有含鋯硅鐵供應(yīng)，但目前采用者還很少。

     5．硅鋇合金 

     用含鋇20～30％的硅鋇合金作孕育劑，能顯著降低鑄鐵的白口傾向，并可使保持孕育效果的時(shí)間增至30min左右，特別適用于大型鑄件。處理時(shí)，合金加入量約為0.1％。

     6．硅鈣合金 

    硅鈣合金雖有很強(qiáng)的孕育作用，但是，除制成包芯線應(yīng)用外，用粒狀合金作鑄鐵的孕育劑并不太合適，其主要缺點(diǎn)是： 

     ◆ 密度遠(yuǎn)低于鐵液，易于飄浮而影響其與鐵液的作用； 

     ◆ 成渣傾向大； 

     ◆ 孕育作用衰退快； 

     ◆處理需用的加入量大，約為0.3～0.5％。 

     7．稀土孕育劑 

    稀土混合金屬和稀土硅鐵等含稀土金屬的孕育劑，加入量適當(dāng)時(shí)，孕育作用很強(qiáng)，其效果可以是75硅鐵的若干倍，能有效地消除白口，并減緩孕育作用的衰退。如加入量過高，則可能使鑄鐵結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生過冷，出現(xiàn)滲碳體組織。使用時(shí)必須嚴(yán)格控制用量。

     8．碳質(zhì)孕育劑 

     碳質(zhì)孕育劑主要用于鐵液孕育前的預(yù)處理，一般都是結(jié)晶態(tài)的碳質(zhì)材料。有研究報(bào)告稱：對(duì)于灰鑄鐵，以85～90％的冶金碳化硅效果較好，晶態(tài)石墨也有效。預(yù)處理時(shí)的加入量一般為0.75～1.0％，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果求得較佳值。