树脂砂造型浇注球铁件，如何防止渗硫导致的球化衰退

2025-03-11 02:25:46

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回答1：

壁厚会使球化衰退，给个论文给你：
厚大断面铸件专用球化剂、孕育剂的开发与应用
王万超
（宏德铸造材料有限公司广州 510000）

随着我国进入WTO和工业飞速的发展，厚大断面球墨铸铁件如风力发电铸件、大功率柴油机曲轴、冶金轧辊铸件等的需求量不断增加，厚大断面球铁件在生产时，由于断面过厚，冷却速度缓慢，因而凝固时间过长，在铸件厚壁中心或热节处容易造成石墨畸变、球数减少、组织粗大、石墨飘浮、化学成分偏析和晶间碳化物等问题。因而导致铸件的机械性能下降，尤其是韧性更为明显，给大断面铸件的生产带来困难。因此我司依据中国特有的实际状况开发了厚大断面铸件专用球化剂、孕育剂。
1 球化剂
Mg使球墨圆整，对大断面球铁能减缓球化衰退，Mg阻碍石墨析出，残Mg量高，增加收缩和脆性，Mg易氧化，在铁水表面形成氧化膜，进入砂型易使铸件产生夹渣和皮下气孔。残Mg量应控制在保证球化的前提下越低越好，但我们考虑大件凝固时间长，应提高抗衰退能力，Mg量应高些，使最终铁液控制在0.05-0.06%。
RE是通过抵消干扰元素的有害作用，而间接地起球化作用，但在厚大铸件中，RE留量高容易造成碎块状石墨增多，我们一般控制在0.03%以下。为了提高抗衰退能力，我司特别设计专用球化剂，既可以保证起球化作用的Mg的含量，同时也可以保持较高的抗衰退能力，高碳孕育良好时，亦不会出现渗碳体。另外，这专用球化剂可使磷共晶减少并弥散，从而进一步提高球铁的延伸率。在球化处理时，为了提高镁的吸收率，控制反应速度及提高球化效果，采用特有的球化工艺。对球化处理的控制，主要是在反应速度上进行控制，控制球化反应时间在2-3分钟左右，综合范围1.5-2.5%，原则是低稀土，依据炉料的组成及纯净度调整其含量。
厚大断面铸件的特点是低温处理、低温浇注， Ca元素可以比常规产品较低，在冲天炉和电弧炉熔炼的条件下，可控制在2.0%以下，以适当地脱氧、脱硫，而在感应电炉条件下，Ca元素可以更低，因为我司的专用球化剂反应时比较平稳，同时Ca的溶解性差，很容易形成夹渣等铸造缺陷；因此，必须有针对性的成份考虑，一方面延缓球化衰退，另一方面促进异质形核。
厚大断面铸件专用球化剂的特色是：高镁、低稀土、低钙、低硅、适度的钡。
2 孕育剂
孕育剂要求具有强烈的促进石墨化作用，并能维持时间较长，吸收率高而稳定，所以孕育分为炉前孕育和瞬时孕育，两者缺一不可。炉前使用含Ba的防衰退，长效孕育剂，浇注随流使用特殊成分的孕育剂，主要是表面活性元素的应用，其中应用于风力发电铸件时配入适量Bi元素，即改善断面中心部位的球化状况，使得球径小，球数多，并能提高铁素体含量，提高铸态性能。当应用于大功率柴油机曲轴、冶金轧辊等珠光体型铸件时，配入适量Sb元素，即改善断面中心部位的球化状况，使得球径小，球数多，提高铸态性能。粒度根据铁水量而定，炉前使用一般有3-8mm和5-12mm的两种粒度，而随流使用一般有0.5-1.2mm和1-3mm的两种粒度。
3 专用球化剂、孕育剂在实际生产中的应用
3.1 在风力发电球铁件生产中的实际应用
风力发电球铁件的材质为欧洲标准EN-GJS-400-18LT，抗拉强度≥400Mpa，屈服强度≥240Mpa，延伸率≥18%，低温冲击值-20℃，三个试样平均值12 J/cm2，个别值允许9 J/cm2，铸件重量一般在10吨以上，壁厚大约在100-180mm渐变, 金相基体组织要求：球化率应在90%以上；球状石墨数应大于100个/mm2；100%的铁素体，生产中选择高纯的原材料是非常必要的，原材料中的Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%, Mn<0.2% S<0.02%, P<0.025%），对Cu、Cr、Mo、Ti、Sn、V、W等一些合金元素要严格控制含量。钛对球化影响很大应加以控制在0.01%以下，钛高是我国生铁的特点,解决的方法是在炉料中配入一定比例的QIT生铁，来稀释铁水的钛含量，同时也稀释所有促进碳化物的正偏析元素，为增加铁素体的含量，添加适量的镍元素，同时消除低硅的副作用。化学成分方面，必须是低CE量，大致成分为：C3.2-3.4%，Si1.6-2.3%，Mn≤0.2%，S≤0.02%，P≤0.03%， Mg0.04-0.06%，RE≤0.03%，，以及适量Bi。
①炉料组成：国内生铁、20-30%的QIT生铁、废钢；
②原铁水成分：C3.2-3.4%、Si0.6-1.5%、Mn≤0.2%、S≤0.02%、P≤0.03%、Ni0.7%；
③球化剂与孕育剂的成分：
成分 Mg RE Ca Ba Si Bi
球化剂 6.0/7.0 2.0/3.0 1.0/2.0 适量 40/42
炉前孕育剂适量 65/70
瞬时孕育剂微量适量 65/70 微量
备注：瞬时孕育剂中的微量RE是与Bi元素复合，起增加形核，细化石墨的作用；
④熔炼铁液共计12.5吨，15吨的铁水处理包；
⑤球化孕育处理过程：
球化处理前，用清渣剂进行扒渣处理，并进行原铁水成分化验。将15-35mm粒度的球化剂放入用15吨的处理包底的一侧的凹槽内，加入量1.1%，略加紧实，上面覆盖铁屑覆盖剂。铁水冲入另一侧，处理温度在1400℃-1450℃，冲入约2/3的铁水，进行球化处理，反应时间应在3分钟以上，待反应结束后将再冲入剩余1/3的铁水，同时将粒度为5-12mm炉前孕育剂随铁水流入冲入铁水包，加入量0.4%，进行铁水孕育，然后扒渣2-3次，用保温覆盖剂覆盖。
在铸件设置设置浇口杯，开设了2个浇口进行浇注，浇注温度：1320℃-1360℃，一边浇注，一边将粒度为1-3mm瞬时孕育剂通过特制的漏斗随流加入，加入量0.2%，依据浇注时间控制瞬时孕育剂的加入速度，浇注结束后在48小时，即铸件温度约500℃以下开箱。
⑥铸件成分结果：
C3.4%，Si2.2%，Mn0.15%，S0.012%，P0.03%，残余Mg0.051%，残余RE0.025%；
⑦金相检测结果：球化等级2级，石墨大小6-7级，铁素体99%；
⑧机械性能检测结果：
抗拉强度432 Mpa、423 Mpa、428Mpa，平均427.7 Mpa；屈服强度248 Mpa、245.7 Mpa、253Mpa，平均248.9 Mpa；延伸率19.2%、20.6%、19.6%，平均19.8%；低温冲击值-20℃，三个试样12.8、13.7、14.1 J/cm2,平均值13.5J/cm2；
3.2 在冶金轧辊铸件中应用
冶金轧辊铸件一般QT600-3，抗拉强度≥600Mpa，屈服强度≥370Mpa，延伸率≥3%，铸件壁厚大约在100mm以上, 金相基体组织要求：球化级别应在2-3，石墨大小6-7级，75%以上的珠光体，20%左右的铁素体，允许极少数的碳化物，但应呈弥散状、棒状，颗粒状分布，生产的重点是强化孕育，多次孕育。
①国内生铁、回炉料以及废钢；
②熔炼铁液共计4.4吨，6吨的铁水处理包，铸件最大直径300mm，重量4吨；
③原铁水成分：
C3.2-3.4%、Si0.6-1.5%、Mn0.4-0.6%、S≤0.03%、P≤0.03%、Cu0.4%、Mo0.3%
④球化剂与孕育剂的成分：
成分 Mg RE Ca Ba Si Sb
球化剂 6.0/7.0 2.0/3.0 1.0/2.0 适量 40/42
炉前孕育剂适量 65/70
瞬时孕育剂微量 ≤2.0 适量 65/70 微量
瞬时孕育剂中的微量RE是与Sb元素复合，起增加形核，细化石墨的作用；
⑤球化孕育处理过程：
球化处理前，用清渣剂进行扒渣处理，并进行原铁水成分化验。将15-35mm粒度的球化剂放入用15吨的处理包底的一侧的凹槽内，加入量1.4%，略加紧实，上面覆盖铁屑覆盖剂，铁水冲入另一侧，处理温度在1400℃-1450℃，冲入7.5吨的铁水，进行球化处理，反应时间应在3分钟以上，待反应结束后将铁水包吊至5吨的电炉前，冲入5吨的铁水，同时将粒度为5-12mm炉前孕育剂随铁水流入冲入铁水包，加入量0.5%，进行铁水孕育，然后扒渣2-3次，用保温覆盖剂覆盖。
浇注温度：1350℃-1400℃，一边浇注，一边将粒度为1-3mm瞬时孕育剂通过特制的漏斗随流加入，加入量0.2%，依据浇注时间控制瞬时孕育剂的加入速度，浇注结束后在600℃左右开箱风冷。
⑥铸件成分结果：
C3.4%，Si1.6%，Mn0.46%，S0.012%，P≤0.03%，残余Mg0.051%，残余RE0.026%；Cu0.4%、Mo0.3%
⑦金相检测结果：
球化等级2-3级、石墨大小6级、珠光体76%、铁素体22%、碳化物约2%，而且呈细条状、棒状，极少数呈颗粒状；
⑧机械性能检测结果：
抗拉强度653 Mpa、707 Mpa、698Mpa，平均686 Mpa；屈服强度443 Mpa、395 Mpa、403Mpa，平均413.7 Mpa；延伸率3.2%、3.6%、3.7%，平均3.5%；
4 应用过程中的分析与总结
(1) 应选用纯净度高的炉料，铁液中杂质越少越好；
(2) 铁水成分方面：生产风力发电铸件时，控制要点是低CE、低Mn、S、P以及尽可能低的Cu、Cr、Mo、Ti、Sn、V等，残余Mg要高、残余RE要低；生产厚大断面珠光体铸件时，控制要点是低CE、低S、P、Cr、Ti、Sn、V等，残余Mg要高、残余RE比风力发电铸件略高，适量的的Mn 、Cu、Mo等元素；
(3) 球化处理方面：低温处理、低温浇注、多次孕育、瞬时孕育是关键；
(4) 厚大断面铸件专用球化剂、孕育剂比使用单一的轻稀土球化剂以及常规孕育如硅铁，球化率、石墨数量提高，尤其是中心部位的石墨畸变几率大大减少，组织相对致密，铸件综合机械性能相应提高；
(5) 厚大断面铸件专用球化剂、孕育剂是技术组合型配套使用，不得单一使用，否则将严重影响使用效果。

回答2：

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4.上下汽车要避让过往车辆。YZ稻螟殜xyz槟嗳帗

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