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如何防止球墨铸铁石墨漂浮缺陷【转帖】

友仨下子 | 来自:山东 东营 | 浏览513次 | 提问时间:06-23 09:42 | 回答数量:12
球墨铸铁生产技术虽经历了60多年的不断发展、创新和完善,依据生产部件性能的要求,由比较单一的材料品种,发展到今天近几十种不同牌号的球墨铸铁,如铁素体球墨铸铁、珠光体球墨铸铁、奥氏体球墨铸铁、贝氏体球墨铸铁及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等,球墨铸铁缺陷一直是铸造工作者和铸造厂家关心及研究的热门课题。   球墨铸铁除具有一般铸造缺陷外,生产中经常出现铸造缺陷有:缩松、夹渣、石墨漂浮、皮下气孔、球化衰退及球化不良等球墨铸铁特有的铸造缺陷;根据不同的生产工艺,球墨铸铁容易产生的铸造缺陷往往又有所区别,但对铸件性能影响最直接、影响最大的是石墨漂浮、球化衰退和球化不良,如果检测结果中,出现上述三种铸造缺陷,目前还没有可以挽救的有效措施,只能报废,并且可能是整炉次产品报废。   随着科技的不断发展,熔炼设备的完善,球化剂孕育剂性能的提高,以及稀有元素在球墨铸铁生产中的广泛应用,提高了球墨铸铁生产的质量,降低了球墨铸铁缺陷的产生率,但同时也提高了生产成本;如何采取有效措施,在不大幅度增加生产成本前提下,将球墨铸铁的缺陷降到最低,是每一个生产厂家所追求的。其中,又是容易出现,难以判定的一种铸造缺陷。   一.球墨铸铁石墨漂浮缺陷分析   1.石墨漂浮定义   在铸件断口位置上,有一层黑色黑斑,颜色与正常的银白色断口组织有清晰可见的分界线(黑白分明有时石墨漂浮和夹渣混在一起),这层乌黑发亮的石墨组织像是上浮到铸件表面上的,所以称为石墨漂浮;石墨漂浮也是一种密度偏析现象,因此也有技术文献称为石墨偏析。   2.形成石墨漂浮缺陷原因分析   针对石墨漂浮的原因,传统观念认为有以下几个方面:   (1)由于铁液的碳当量过高,以致铁液在高温时就析出大量石墨,由于石墨密度小,铸件在凝固时,石墨漂浮到铸件表面(温度高)或遗留在铸件内部(温度低),随着碳当量的增高,铸件壁厚的加大,石墨漂浮倾向会加剧。   (2)硅是促进石墨化元素,铁液中过高的含硅量,也会使铸件在凝固过程中,过量的石墨析出,从而造成石墨漂浮。   (3)稀土含量过少,造成碳在铁液中的溶解度降低,由于球墨铸铁含碳量较高,造成大量石墨析出,形成石墨漂浮。   (4)浇注温度过高,铸件凝固过程中,长时间处于液态,有利于石墨的析出,将使石墨漂浮倾向增大。   (5)铁液球化处理到浇注完毕,时间过长,造成球化及孕育衰退,致使球状石墨大量开裂,同时又由于液态时间长,析出大量石墨,从而造成石墨漂浮。   (6)铸件壁厚设计不合理,由于铸件壁厚不均匀,局部壁厚过大,浇注完毕后,过大壁厚处铁液凝固时间过长,同样的铁液在壁厚过大处容易出现石墨漂浮。   二.球墨铸铁石墨漂浮的预防措施   (1)严格控制铁液的碳当量 根据生产铸件的不同,在保证铁液流动性和良好的充型能力前提下,选择合适的碳当量,并不是如资料上所述,球铁应在共晶或亚共晶范围内选择碳当量;铁液中的碳和硅含量应合适,一种元素含量过高,虽然碳当量合适,同样可以造成铸件产生石墨漂浮缺陷。   (2)严格铁液熔炼和处理工艺 同样配比的料,如果没有严格的熔炼、球化和孕育处理,同样可使铸件产生石墨漂浮缺陷。如浇包不烘烤到位,只有通过提高铁水温度来保证球化处理后的浇注温度,球化剂(稀土镁合金)和孕育剂(硅合金)的都是极易氧化的元素,铁液温度过高,在铁液与球化剂、孕育剂反应时,造成剧烈的沸腾效应,加大球化剂、孕育剂与空气的接触面,加剧它们的氧化反应,大大缩短反应时间,无法保证铁液对球化剂和孕育剂的吸收率,从而达不到良好的球化、孕育效果,从而使含碳量较高的铁液加大石墨漂浮倾向。   (3)球化剂、孕育剂粒度的控制 粒度过小,造成氧化反应快,达不到最佳的吸收率;粒度过大,造成溶解时间过长,部分未充分反应的合金将随除渣剂被扒出,同样无法保证球化和孕育质量。   (4)合适的浇注温度和最短的浇注时间 在保证得到健全铸件的前提下,尽可能降低浇注温度,从而保证铸件凝固过程中液态停留时间最短,降低凝固过程中石墨析出倾向;尽可能缩短浇注时间,以保证在最佳的球化和孕育时间内浇注完毕,避免球化和孕育衰退,石墨球开裂,降低石墨漂浮倾向。 (5)生产过程控制 应控制模样密度,保证负压气体流量,以及合适的真空负压时间。模样密度的加大,将会增加浇注过程中模样的发气量,造成铁液凝固时表面含碳量的增加。真空负压时间过短,将使凝固过程中液态停留过长,加到石墨漂浮倾向,真空负压时间过长,将使凝固过程中过冷度加到,将使铁素体球墨铸铁中的珠光体含量增加。
回答人:castengineer06-23 13:53
碳化硅孕育剂好像很少看到,希望董工方便的话单独开帖介绍下,谢谢。 借用周继扬老师的两句话: 一:用SiC做孕育剂所得到的石墨核心数要比FeSi的多,一方面,“碳”直接做了核心;另一方面,富Si微区使它附近的“碳”过饱和。以石墨析出。核心数量多与受SiO2膜保护,以及富Si、富C的液体“围墙”挡住这三条件,足以使它变成长效孕育剂及预处理剂. 二:SiC作为合金添加剂(而不作为孕育剂)对铁液进行预处理使用,这是由于SiC的溶解特性造成的。 这两句话,恰是硅铁孕育原理的中间过程.熔蚀碳化硅时造成富Si微区,使它附近的“碳”过饱和.其造成的碳的浓度梯度和碳活度梯度.均小于硅铁孕育过程造成的碳的浓度梯度和碳活度梯度.所以其孕育能力还是有限的. 所以,常把碳化硅做为对铁液进行预处理用.
回答人:castengineer06-23 12:43
具体细节做了保密,只是强调了在球铁的生产过程中,孕育的作用由于球化的作用,并且提出了“石墨漂浮的根 ... 他的合金熔点在1400度以上,与其相对应的碳的过饱和温度会更高.偏离了我们经常讨论的球墨铸铁石墨漂浮缺陷的合金成份范围. 大量的细小石墨球均匀分布----.看相图.推测结晶过程----很难. 如是.那他真的是高手.
回答人:castengineer06-23 12:13
通过严格推敲.其组织呈全部铁素体,大量的细小石墨球均匀分布.的特点.应是的工艺.并不是常规工艺的基础上.CE值在5.6-5.8时的球铁生产过程中球化,孕育之生产过程.---- 国内外.早有先例 我这里也有1983年日本的悬浮铸造的研究成果的文章.但,能用此项工艺制件.乃是高手.
回答人:castengineer06-23 11:43
好像此文已过景了,现在已研制出专门适用于厚大球铁件的球化剂,对成份及浇温的要求已不是那么严了。本人曾用V法制做过近五吨的厚大球铁件就是用的特制球化剂效果不错,沒漂浮也沒衰退。
回答人:castengineer06-23 11:22
好像此文已过景了,现在已研制出专门适用于厚大球铁件的球化剂,对成份及浇温的要求已不是那么严了。本人曾 ... 两周前,会晤了一位做了一辈子球铁的老高工,他的球铁件(单重200kg左右、壁厚50~60mm),含碳量居然做到了5.6~5.8%!不但没有什么石墨漂浮,组织呈全部铁素体,大量的细小石墨球均匀分布。为此申请了他的技术发明专利! 这对传统的球铁理论,又做了一次颠覆! 记得我的前辈曾经跟我讲的这么一句话:实践不但是检验真理,还能发现真理!
回答人:castengineer06-23 11:03
因为他是使用碳化硅做孕育剂,并且得出碳化硅孕育抗衰退的能力超强----这完全可能.避免了石墨液态自形核 ... 碳化硅孕育的话,应该考虑到颗粒碳的作用,这与分子碳应该有所不同,个人意见,欢迎继续探讨~
回答人:castengineer06-23 10:43
因为他是使用碳化硅做孕育剂,并且得出碳化硅孕育抗衰退的能力超强----这完全可能.避免了石墨液态自形核 ... 碳化硅孕育剂好像很少看到,希望董工方便的话单独开帖介绍下,谢谢。
回答人:castengineer06-23 10:31
他的合金熔点在1400度以上,与其相对应的碳的过饱和温度会更高.偏离了我们经常讨论的球墨铸铁石墨漂浮缺陷 ... 从最后一个曲线来看,含碳量在5.5%以上的,其液相线的温度将大于1650度,估计按常规是不太现实的。 但是,从非常规的角度考虑,我认为,应该是在孕育的过程中不断地达到终碳的结果,因为他是使用碳化硅做孕育剂,并且得出碳化硅孕育抗衰退的能力超强! 总之,同意陆工真是高手!
回答人:castengineer06-23 10:12
两周前,会晤了一位做了一辈子球铁的老高工,他的球铁件(单重200kg左右、壁厚50~60mm),含碳量居然做 ... 不知其CE值是多少?残稀土和残镁多少?球化温度是多少?
回答人:靖江山水06-23 09:58
不知其CE值是多少?残稀土和残镁多少?球化温度是多少? 具体细节做了保密,只是强调了在球铁的生产过程中,孕育的作用由于球化的作用,并且提出了“石墨漂浮的根本原因在于衰退”的观点,而最好的防止和抑制衰退的孕育剂是碳化硅! 他的这种球铁用于减摩产品,无疑是很优秀的,比如:手机屏幕的研磨盘材料。同类产品对比下来,他的产品得到了认可! 想起了一句话:高手在民间!
回答人:guoke06-23 09:43
具体细节做了保密,只是强调了在球铁的生产过程中,孕育的作用由于球化的作用,并且提出了“石墨漂浮的根 ... 手机屏幕的研磨盘材料--- 如果其制件成功.要说明的是这种合金的流动性是很差的.而且强度不会高.
回答人:castengineer06-23 09:42
如果成份在图中这一区域.并仅通过碳化硅孕育,其组织呈全部铁素体,大量的细小石墨球均匀分布-----应当受到置疑: 1:从球铁金属学解释有著多原理上的误导 2:此成份内的合金.熔.铸工艺性很差. 悬浮铸造可以达到以上铸件组织的特征.国内已有成功先例.

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