球铁提高球化率的工艺措施

时间:2017-02-20 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介: 国内普通球墨铸铁铸件的球化级别要求达到4级以上,(即球化率70%,)一般铸造厂达到的球化率为85%左右。近年来,随着球墨铸铁生产的发展,尤其是在风电铸件生产和铸件质量要求较高的行业,

对原铁液进行炉外加纯碱(Na2CO3)脱硫;采用福士科390预处理剂在包内进行预脱氧处理;采用福士科球化剂进行球化处理;采用碳化硅和硅铁联合孕育。

新工艺原铁液成分控制:ω(C)=(3.70%~3.90%、ω(Si)=0.80%~1.20%[铸件ω(Si)=2.60%~3.00%]、ω(Mn)≤0.30%、ω(P)≤0.05%、ω(S)≤0.02%。当原铁液ω(S)量超过0.02%时,采用工业用纯碱进行炉前脱硫处理,因脱硫反应是吸热反应,要求脱硫温度控制在1500℃左右,纯碱加入量根据炉前熔清时的ω(S)量高低控制在1.5 % ~2.5 %。同时,球化处理包采用普通的堤坝式处理包,首先把福士科NODALLOY7RE牌号球化剂1.7%加入包底堤坝一侧,扒平压实,用0.2%的粉末状碳化硅和0.3%的小块状75SiFe先后覆盖一层,捣实后用压铁盖上,在铁液包的另一侧加入0.3%的福士科390孕育剂。出铁时首先冲入总铁液量的55%~60%,待球化反应完毕后,加入1.2%的75SiFe-C孕育剂后冲入剩余铁液,扒渣浇注。

3.2试验结果

原铁液脱硫前后的的成分见表2、表3,25mm单铸楔形试块对应的力学性能和金相组织见表4,金相组织中球化率的评定方法采用金相图像分析系统自动检测。

4、结果分析

4.1主要元素对球化率的影响

C、Si: C能促进石墨化,减少白口倾向,但ω(C)量高会使CE过高而容易产生石墨漂浮,一般控制在3.7%~3.9%。Si能加强石墨化能力,消除渗碳体。Si以孕育剂的方式加入时,可大大降低铁液的过冷能力。为了提高孕育效果,原铁液的ω(Si)量从原来的1.3% ~1.5%降到0.8%~1.2% ,ω(Si)量控制在2.60%~3.00% 。

Mn:在结晶过程中,Mn增加铸铁的过冷倾向,促进形成碳化物(FeMn) 3C。在共析转变过程中,Mn降低共析转变温度,稳定并细化珠光体。Mn对球化率没有太大的影响。因受原材料的影响,一般控制ω(Mn)<0.30%。

P:当ω(P)<0.05%时固溶于Fe,难以形成磷共晶,对球铁的球化率影响不是很大。

S:S是反球化元素,S在球化反应时消耗球化剂中的Mg和RE,阻碍石墨化,降低球化率。硫化物夹渣还会在铁液凝固之前回硫,再次消耗球化元素,加快球化衰退,进一步影响球化率。为了达到高的球化率,应该使原铁液的ω(S)量降低到0.02%以下。

4.2脱硫处理

当炉料熔清后,取样分析化学成分,当ω(S)量高于0.02%时要进行脱硫处理。

纯碱脱硫的原理为:将一定量的纯碱置于浇包内,利用铁液流冲入而搅拌,纯碱在高温下分解,反应式为Na2CO3=Na2O CO2↑:

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