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铸件球化不良的原因及改善方法

2011-10-14 14:29阅读:
石墨漂浮的产生原因,传统的看法是铁水的碳当量超过共晶点。当过共晶的铁液冷却到
液相线以下时, 开始在液相中析出小石墨球。随着温度的下降石墨球逐渐长大, 在共晶转变时已经有相当大的尺寸了。这时石墨球周围尚无奥氏体圈产生。由于石墨的比重小, 加上镁蒸汽泡上浮时的带动, 使部分石墨球上浮至铸件上表面聚集, 随后在共晶转变时迅速长大, 结果形成石墨漂浮。
球化不良因数.
碳当量: 碳当量过高, 初生石墨愈多。以致铁液在高温时就析出大量石墨。由于石墨的密度比铁液小, 在镁蒸汽的带动下, 使石墨漂浮到铸件上部。碳当量越高, 石墨漂浮现象越严重。应当指出, 碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因, 但不是唯一原因, 铸件大小、壁厚也是影响石墨漂浮的重要因素。因此严格控制碳当量, 不得大于4.16 %。
尽量降低浇注温度, 生产中控制在1 290 ℃~ 1 320 ℃之间。一般情况下, 浇注温度越高, 出现石墨漂浮的倾向越大, 这是因为铸件长时间处于液态有利于石墨的析出。
严格控制Si 量,硅一方面具有促进石墨化、提高铁素体含量的作用,另一方面又有促进球化衰退、导致低温脆性、促进碎块状石墨形成的作用。 特别是原铁水的Si 量,同样的硅量以孕育形式加入则少产生石墨漂浮。
冷却速度:冷却速度直接影响到石墨球的大小、形状及铁球的组织。生产中在不出现白口的情况下,增加过冷度, 以得到细小圆整的石墨球。铸铁石墨生长动力学研究认为, 随着凝固速度的降低,石墨形态按下列顺序演变, 球状石墨—球状石墨+ 蠕状石墨—蠕状石墨—枝晶状石墨—片状石墨。在石墨漂浮区有变态石墨, 是由于冷却速度缓慢, 球化衰退引起的。冷却速度快, 一方面细化石墨; 另一方面, 使石墨周围的金属液很快贫碳, 形成奥氏体外壳,石墨来不及上浮。反之, 缓慢冷却时, 每个球状石墨外缘熔体的贫碳现象不易得到发展, 奥氏体外壳形成较晚, 球状石墨可能在和熔体直接接触下长大到更大的尺寸, 很容易得到粗大、不圆整的石墨球。因此, 缓慢冷却,产生石墨漂浮, 且会使石墨发生变态。影响冷却速度的因素主要有: 浇注温度、铸件壁厚、涂料层厚度、铸型的预热温度和导热系数等。
严格控制稀土元素的残留量, 使Re 残< 0102~ 0105。
孕育以及其它的影响;孕育衰退, 会使石墨球变得粗大, 易产生石墨漂浮, 良好的孕育可以增加石墨核心数和细化球径, 能有效地防止石墨漂浮。不断上长的镁蒸气加速了石墨的漂浮; 夹杂物对石墨的“捕捉聚集作用”, 也促进了石墨漂浮。 
滞留时间: 孕育处理后至浇注完毕之间的停
留时间太长, 为石墨的析出提供了条件, 一般这段时间应控制在10min 以内为最好。
硫: 当铁液中的含硫量太高时, 硫与镁和稀土生成硫化物, 因其密度小而上浮到铁液表面, 而这些硫化物与空气中的氧发生反应生成硫, 硫又回到铁液, 又重复上述过程, 从而降低了镁与稀土含量。当铁液中的硫大于011 %时, 即使加入多量的球化剂,也不能使石墨完全球化。
建议; 如果改进后还是依然球化不良的话可以添加微量合金元素
在大断面球铁中,与稀土元素按一定比率加入铋、锑,可有效地改善石墨形态,增加石墨球数,减少或消除大断面球铁铸件心部的变异石墨,改善球铁性能。
Sb球铁中,锑对球化率和石墨球数的影响与铋相同。有研究证明,向铁液中加入质量分数为(20 ×10 - 6 ~50 ×60 - 6 ) 的Sb ,即使w ( Si) 高达2. 5 % ,也不会出现碎块状石墨。与铋不同的是,锑强烈促使基体中形成珠光体。加入微量锑后,基体中珠光体量大幅增多,强度、硬度明显增加。

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