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        球化喂线处理 包芯线如何定
        时间:2021-12-15

        一、 概述

          冲入法工艺由于其简便易行的特点,在国内得到最为广泛的应用。但是随着社会的发展和行业竞争的加剧,铸造行业生产成本压力和环境污染问题越来越突出,铸造行业必须向“绿色铸造”方向转型发展。此时冲入法球化处理工艺的不足也引起了人们的重视。喂线法作为一种自动化程度高、成本低、环境友好的球墨铸铁变质处理方法,得到了国内外许多铸造厂家和学者的青睐。

          球化剂种类对球墨铸铁球化效果影响很大,本文使用相同的孕育包芯线,在保持其他控制参数基本一致的前提下,采用三种不同的球化包芯线对铁液进行喂线处理,主要研究了球化包芯线对球墨铸铁组织和性能的影响。


          二、原材料及试验方法

          试验采用3t中频电炉进行铁液熔化,用到的主要原材料有生铁、废钢、球墨铸铁回炉料,其主要化学成分见表1。

          变质处理采用喂线法,孕育包芯线和球化包芯线的主要参数见表2。喂线时保证包芯线从铁液包中心部位进入铁液,喂线速度为25m/min,孕育线加入长度为吨铁液18m,球化线加入长度按照表3进行控制,当wS>0.035%时进行脱硫处理。喂线处理后铁液的化学成分见表4。浇注前对铁液进行瞬时孕育,增加孕育效果,改善石墨形态。瞬时孕育剂为粒度为0.3~0.7mm的硅钡孕育剂,化学成分与孕育包芯线中的芯粉相同。

          试验时浇注的试块为最厚断面上附铸两个U70试块的阶梯试块(见图1)。按规范要求从U70试块上取样进行性能和金相的检测,性能检测采用标准的Φ14mm抗拉试棒。

          试验结果与分析:

          (1)石墨形态  图2为分别采用方案1~方案4进行喂线变质处理后U70试块的石墨形态照片。图2a为采用方案1进行喂线处理后的石墨组织,球化线的芯粉成分为钇基重稀土球化剂,从图中可以看出石墨球圆整度很好,石墨数量多,绝大部分石墨球尺寸比较一致,但是存在少量石墨球聚集的现象,并且石墨球分布不均匀,有些区域石墨球数量较少。图2b为采用方案2的石墨形态照片,石墨数量比较少,形态比较差,出现大量异形,并且分布不均匀。图2c为采用方案3后的石墨形态,采用此方案处理的铁液石墨球圆整好,球径小、石墨球数量很多,并且分布很均匀。图2d为采用方案4后的石墨形态照片。此方案采用与方案3相同的包芯线,但是没进行二次孕育,从照片上可以看出,石墨球数量较多,分布不太均匀,大部分石墨球的球形很好,但是存在少量异形石墨。

          通过对比可以发现,采用Q3球化包芯线处理铁液后石墨形态最好,不仅石墨球的圆整度最好,并且石墨球数量也最多,达到了200个/mm2以上。通过图2c与图2d对比可以发现,二次孕育可以明显改善石墨球圆整度和分布状况,增加石墨球数量。图2b石墨形态很差,则是由于Q2包芯线中轻稀土含量太高造成的,同时也说明试验中熔化的铁液纯净度较高,只需要很少的稀土元素就能中和铁液中干扰元素的不利影响,而Q3球化包芯线的稀土含量只有0.8%,球化效果最佳。

        不同球化包芯线球化处理后U70试块的石墨形态

        (注:图a、b、c分别为为采用Q1、Q2、Q3球化包芯线处理铁液,图c、d采用相同的包芯线,图d没有进行二次孕育)


          (2)力学性能  表5为采用不同的试验方案喂线处理后的性能结果。从表中可以看出方案2的抗拉强度、屈服强度和试块硬度明显高于其他三种方案,延伸率比其他方案差很多,主要是由于方案2采用的Q2球化包芯线稀土含量太高,处理后的球墨铸铁石墨形态最差,白口倾向大,基体组织中珠光体含量偏高造成的,经过腐蚀后组织的观察,方案2的珠光体含量达到15%,而其他方案的珠光体含量只有5%。方案1和方案3抗拉强度、屈服强度以及试块硬度基本一致,但是方案3的伸长率比方案1高24.0%,主要是由于方案3的石墨分布优于方案1。方案4的抗拉强度和伸长率比方案3略低,主要是石墨形态差造成的。

        结语

          (1) 采用喂线变质处理工艺必须根据铁液的质量合理选择球化包芯线,才能保证良好的球化效果。

          (2) 原铁液较纯净时,采用低稀土的球化包芯线能够生产出石墨球数量多,圆整度非常好的球墨铸铁。

          (3) 喂线变质处理工艺和二次孕育有机结合使用能产生良好的效果,得到石墨形态和性能优良的球墨铸铁。

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        点击次数:142  更新时间:2021-12-15  【打印此页】  【关闭
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