铸态球墨铸铁之工艺上的控制

本文主要介绍铸态球墨铸铁之工艺上的控制

一、对化学成分量的控制

众所周知，球铁的组织和性能与化学成分组成有着密切的关系。铸造厂可按铸件质量要求、实际工艺和机械设备条件在一个相应范围内变动。

其包含下面几种化学成分：

碳和硅

碳、硅元素对球铁性能有较大影响，通常以碳当量来综合考虑。碳和硅都能促进石墨化，细化石墨，提高石墨球的圆整度，有利于形成铁素体，减少白口倾向，防止产生渗碳体。但碳当量太高时，易出现石墨漂浮。一般情况下碳: 3.4~3.9%，硅:1.8~3.0%。珠光体球铁硅取低一些，铁素体球铁高一些。但硅量不宜过高，因为硅强化铁素体基体，多之变脆，降低塑性韧性。

锰

锰是促进珠光体生成的元素，它固溶于铁素体中提高强度降低韧性，对生产铸态铁素体球铁是不利的。因此，铁素体球铁要求锰量要尽可能的低，控制含锰

量低于0.4%，薄壁小件要低于0.2%。珠光体球铁含锰量0.3~0.5%。

磷、硫

磷、硫都是有害元素，磷高易在基体晶界上形成磷共晶，使材质的延伸率下降，脆性增加。硫高还会造成稀土镁残留量不足而导致球化不良及球化衰退。应控制磷含量在0.05%以下。球化处理前原铁水含硫量为0.06%以下，否则，应在球化处理前进行脱硫处理，球化处理后含硫量要小于0.03%。

镁、稀土残留量

铸铁中应有一定的镁和稀土元素的残留量才能保证球化。镁在铁液中主要起球化作用。稀土主要是除气、脱硫和中和干扰元素，起到净化铁水的作用。镁和稀土又是强烈形成碳化物的元素。如果残留量过高，会恶化石墨形态，增大铸件白口倾向和夹渣、缩孔、皮下气孔等铸造缺陷。因此，在生产铸态球铁件时，在保证球化良好的情况下，应尽可能降低镁和稀土的残留量，这一点对于薄壁小件尤为重要。通常残留镁量控制在0.035~0.06%，残留稀土量控制在0.02~0.04%。

二、球化处理

最常用的工艺是稀土硅铁镁合金作球化剂的冲入法，在铁水包底部不正对着铁水流一侧放入球化剂，并舂紧，然后覆盖好（先用硅铁粒覆盖，然后再用无锈铁屑或薄铁板，或膨胀珍珠岩砂等覆盖）。根据原铁水含流量确定球化剂加入量，在保证球化前提下加入量越低越好。现已有适用于铸态珠光体球铁、大断面球铁等专用球化剂系列供应。 一些球铁厂选用盖包法、型内球化法等处理工艺，达到减少镁烧损、反应时无镁光烟气的环保目的。而喂丝球化法由于残余镁量波动小，球化质量稳定，改善劳动环境，清洁生产，操作简单，易于控制等特点正在被推广应用。

三、 孕育处理

孕育处理的作用主要是消除球化元素造成的白口倾向，促进石墨析出，提高球化率，细化石墨球，使之分布均匀。目前国内企业采用孕育剂和孕育方法不尽相同，但都强调要采用多次孕育、瞬时孕育工艺，以强化孕育效果，保证铁水在较长时间直至浇注完毕均处在良好的孕育状态，有效地消除渗碳体组织。对于铸态球铁，孕育剂大多采用75硅铁合金，除了包底放孕育剂或出铁随流一次孕育外，还采取浮硅孕育、浇注随流孕育、浇口杯硅块型上孕育、型内孕育等方法，效果都很好。铁素体球铁的孕育量要比珠光体球铁大一些。目前已有多种专用含钙、钡、锶、等元素的长效复合孕育剂出售，更有利于铸态球铁的生产。

四、 浇注

浇注温度一般1310~1370℃。轻小件或薄件取上限，厚大件取下限。球化处理后力求15分钟内浇完浇包内铁水，以免球化或孕育衰退。