球化剂孕育剂培训讲义.ppt
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1、球化剂和孕育剂基础知识讲义1铁碳相图铁碳相图 w(C)w(C)2.06%2.06%铸钢铸钢w w(C)C)2.06%2.06%铸铁铸铁w(C)w(C)4.26%4.26%为亚共为亚共晶铸铁;晶铸铁;w(C)=4.26%w(C)=4.26%为共晶为共晶铸铁;铸铁;w(C)w(C)4.26%4.26%,为过共晶铸铁,为过共晶铸铁实际应用的铸铁实际应用的铸铁w(C)w(C)含量在含量在2.0%2.0%4.5%4.5%的铸铁的铸铁同样,根据同样,根据w(C)=0.76w(C)=0.76把钢分为把钢分为亚共析钢、共析钢亚共析钢、共析钢和过共析钢和过共析钢2铸铁的分类铸铁的分类铸铁是一系列主要由铁、碳和硅
2、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)(一)铸铁的分类铸铁的分类 1.1.根据碳在铸铁中的存在形式分根据碳在铸铁中的存在形式分类类(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。32.2.根据铸铁中石墨形态分类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4(3)可锻铸铁 石墨呈团絮状(4)球墨铸铁 石墨呈球状3.3.根据铸铁的
3、化学成分分类根据铸铁的化学成分分类(1)普通铸铁(2)合金铸铁5灰铁的牌号灰铁的牌号普通灰铸铁HT100HT150HT200孕育铸铁HT250HT300HT3506片状石墨形态片状石墨形态片状石墨均匀分布片状石墨均匀分布片状与点状石墨聚集成片状与点状石墨聚集成菊花状分布菊花状分布部分带尖角状、粗大片状部分带尖角状、粗大片状初生石墨及小片状石墨初生石墨及小片状石墨点、片状枝晶间石墨呈点、片状枝晶间石墨呈无方向分布无方向分布星状(或蜘蛛状)与短星状(或蜘蛛状)与短片状石墨混合均匀分布片状石墨混合均匀分布短小片状枝晶间石墨呈短小片状枝晶间石墨呈有方向分布有方向分布7石墨长度的分级石墨长度的分级级别级
4、别1234名称名称石长石长100石长石长75石长石长38石长石长18放大放大100倍时石倍时石墨长度墨长度mm1005010025501225级别级别5678名称名称石长石长9石长石长4.5石长石长2.5石长石长1.5放大放大100倍时石倍时石墨长度墨长度mm612361.531.58灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理 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
5、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9孕育处理的作用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10孕育剂的选择孕育剂的选择Si、Ba、Ca、Al合金使用范围广泛,孕育效果十分理想且用量合金使用范围广泛,孕育效果十分理想且用量少。钡是活性极强的元素,低钙钡的硅钡孕育剂,石墨化能力少。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。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,用高级脱氧孕育剂,具有强脱氧作用,并且
6、增硅,节约成本,用于防止气孔和皮下气孔。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。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
7、在这方面尤为突出铁液中扩散和吸收,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,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。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
8、造企业青睐。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。高品质铸件产品。11孕育剂系列及其特点、适用范围孕育剂系列及其特点、适用范围序序号号类别类别名称名称代号代号主要成分主要成分(%)性能特点性能特点适用范围适用范围1普通普通硅铁硅铁FeSi75Si7280,Al1.52.0,Ca1.0,Fe其其余余石墨化,孕育速石墨化,孕育速效效一般铸件或一般铸件或后期、瞬时后期、瞬时孕育孕育2长效长效钡硅铁钡硅铁BaSiFeSi6068,Ba46Ca0.82.2,Al12,Fe其余其余抗衰退,强石
9、墨抗衰退,强石墨化,断面均匀性化,断面均匀性好好厚大件,壁厚大件,壁厚不均,凝厚不均,凝固时间长固时间长3强石强石墨化墨化锶硅铁锶硅铁SrSiFeSi7378,Sr0.61.2,Ca0.1,Al0.5,Fe其余其余强石墨化;不明强石墨化;不明显增加共晶团,显增加共晶团,减少缩松倾向,减少缩松倾向,易熔,形渣少易熔,形渣少薄壁极冷件薄壁极冷件复杂薄壁耐复杂薄壁耐压件压件4强石强石墨化墨化碳硅钙碳硅钙TG-1Si3340,C2737,Ca58.1,Al1,Fe其余其余强石墨化,断面强石墨化,断面均匀性好,要求均匀性好,要求较高的孕育温度较高的孕育温度壁厚不均匀壁厚不均匀件,薄壁极件,薄壁极冷件冷件
10、12序序号号类别类别名称名称代号代号主要成分主要成分(%)性能特点性能特点适用范围适用范围5 5稀土稀土复合复合稀土钙稀土钙钡硅铁钡硅铁RECaBaRECaBaRE3RE35,Ca15,Ca13,3,Ba1.5Ba1.54,Al4,Al3 3,Si46,Si4654,Fe54,Fe其其余余中等石墨化,高中等石墨化,高碳当量仍有较好碳当量仍有较好孕育效果,改善孕育效果,改善强度、硬度和断强度、硬度和断面均匀性面均匀性薄壁复杂或壁薄壁复杂或壁厚不均匀中等厚不均匀中等强度的铸件强度的铸件6 6稀土稀土复合复合稀土铬稀土铬锰硅铁锰硅铁RECrMnRECrMnSi35Si3540,RE640,RE68
11、8Ba4Ba46 6,Ca5Ca56,Mn6,Cr16,Mn6,Cr15,Al35,Al34 4中等石墨化,改中等石墨化,改善强度、硬度、善强度、硬度、耐磨性耐磨性壁厚不均匀的壁厚不均匀的复杂件,耐磨复杂件,耐磨和中等强度的和中等强度的铸件铸件7 7稳稳定定化化氮系氮系复合复合孕育剂孕育剂DWFDWFSi25Si2550,Cr30,50,Cr30,N2,Zr1,Ca1N2,Zr1,Ca11010,FeFe其余其余石墨化能力弱;石墨化能力弱;稳定细化珠光体,稳定细化珠光体,显著提高强度、显著提高强度、硬度、弹性模量硬度、弹性模量高碳当量高碳当量(CE3.85%4.0%)(CE3.85%4.0%)
12、、高温铁水、高温铁水(14501450)条件下,高强条件下,高强度厚大件度厚大件8 8特殊特殊性能性能或工或工艺艺型内型内孕育块孕育块HT-1HT-1FeSi75FeSi75粉,热粉,热熔胶粘结剂熔胶粘结剂瞬时高效强烈孕瞬时高效强烈孕育剂,熔解均匀育剂,熔解均匀球铁或灰铸铁球铁或灰铸铁型内孕育型内孕育13孕育剂的粒度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铁水容量铁水容量(kg)(kg)硅铁粒度硅铁粒度(mm)(mm)5010025100100051010005000152014炉内孕育和包内孕育方法炉内孕育和包内孕育方法名称名称工艺方法要点
13、工艺方法要点优缺点及使用范围优缺点及使用范围炉内孕育炉内孕育扒清熔渣,孕育剂加入炉扒清熔渣,孕育剂加入炉内,搅拌均匀后出炉浇注内,搅拌均匀后出炉浇注孕育剂熔解均匀,可是铁水随后继孕育剂熔解均匀,可是铁水随后继续孕育取得更好效果。适用于小容续孕育取得更好效果。适用于小容量电炉一次出炉量电炉一次出炉包包内内孕孕育育出铁槽出铁槽冲入冲入孕育剂加到出铁槽的铁水孕育剂加到出铁槽的铁水流中,随铁水冲入包内流中,随铁水冲入包内操作简单,孕育剂消耗量较大,易操作简单,孕育剂消耗量较大,易出现孕育衰退。广泛应用出现孕育衰退。广泛应用包内包内冲入冲入孕育剂加入包内,然后冲孕育剂加入包内,然后冲入铁水入铁水操作简单
14、,但孕育剂氧化烧损大,操作简单,但孕育剂氧化烧损大,且浮起后易和渣混在一起,降低孕且浮起后易和渣混在一起,降低孕育效果,孕育剂消耗量大,易衰退,育效果,孕育剂消耗量大,易衰退,广泛应用广泛应用倒包倒包孕育孕育孕育剂在铁水转包或分包孕育剂在铁水转包或分包时加在承接包内,或随铁时加在承接包内,或随铁水冲入承接包水冲入承接包操作较简单,孕育剂消耗量小,不操作较简单,孕育剂消耗量小,不易衰退,适用于出铁量大分包浇注易衰退,适用于出铁量大分包浇注或二次以上孕育场合或二次以上孕育场合浮硅浮硅孕育孕育将大块孕育剂放在包底后将大块孕育剂放在包底后冲入铁水或出铁扒渣后将冲入铁水或出铁扒渣后将大块孕育剂放在铁水表
15、面大块孕育剂放在铁水表面铁水表面富硅,不易出现孕育衰退,铁水表面富硅,不易出现孕育衰退,但孕育剂消耗量大,且铁水量、铁但孕育剂消耗量大,且铁水量、铁水温度、孕育剂块度等必须匹配,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较难控制,适用于大型灰铸铁件15瞬时孕育方法瞬时孕育方法名称名称操作方法操作方法说明说明包外包外孕育孕育细颗粒状孕育剂在细颗粒状孕育剂在包嘴处加入铁水中包嘴处加入铁水中1.1.孕育剂粒度孕育剂粒度132.2.加入量加入量0.1%0.15%孕育孕育棒法棒法孕育棒插在包嘴处,孕育棒插在包嘴处,深深3050mm3050mm1.1.孕育剂粒度孕育剂粒度0.11;2.2.
16、填入填入2050薄铁皮管中,薄铁皮管中,3.3.孕育剂量为铁水的孕育剂量为铁水的0.05%0.08%孕育孕育丝法丝法3535孕育丝插在浇孕育丝插在浇包嘴处包嘴处1.1.外皮为铁皮或铜皮,填粉状孕育剂,外皮为铁皮或铜皮,填粉状孕育剂,2.2.可用电脑控制孕育丝进给可用电脑控制孕育丝进给浇口杯浇口杯孕育孕育孕育剂加入在定量孕育剂加入在定量浇口杯内浇口杯内1.1.孕育剂粒度约孕育剂粒度约1mm2.2.加入量加入量0.06%0.12%型内型内孕育孕育在铸型内孕育,孕在铸型内孕育,孕育剂放在反应室内育剂放在反应室内粉状孕育剂涂在或撒在型腔内或某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
17、局部位,改善铸件组织和共晶团数16孕育效果的炉前检验与控制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1/41/7;铁水温度在14001430时,加入0.1%的FeSi75可降低白口宽度1mm。17球铁的牌号球铁的牌号QT900-2/QT900-2AQT800-2/QT800-2AQT700-2/QT700-2AQT600-3/QT600-3AQT500-7/QT500-7AQT450-12/QT450-10QT400-18/QT400-18A/QT400-18L/QT40
18、0-18ALQT350-22/QT350-22A/QT350-22L/QT350-22AL18球化级别球化级别19石墨大小分级石墨大小分级级别345678石墨直径10025501225612361.531.520球化和孕育处理球化和孕育处理国内外常用球化剂类别及使用范围国内外常用球化剂类别及使用范围序序号号名称名称主要成分主要成分(%)密度密度g/cmg/cm3 3熔点熔点()沸点沸点()球化处球化处理工艺理工艺适用范围适用范围1 1纯镁纯镁MgMg99.8599.851.741.7465165111051105压力加压力加镁法镁法转包法转包法钟罩法钟罩法适用于干扰元素少的炉适用于干扰元素少的
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