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    如何防止球墨鑄鐵石墨漂浮缺陷?


    球墨鑄鐵生產技術雖經歷了60多年的不斷發展、創新和完善,依據生產部件性能的要求,由比較單一的材料品種,發展到今天近幾十種不同牌號的球墨鑄鐵,如鐵素體球墨鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵、奧氏體球墨鑄鐵、貝氏體球墨鑄鐵及奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵等,球墨鑄鐵缺陷一直是鑄造工作者和鑄造廠家關心及研究的熱門課題。
      球墨鑄鐵除具有一般鑄造缺陷外,生產中經常出現鑄造缺陷有:縮松、夾渣、石墨漂浮、皮下氣孔、球化衰退及球化不良等球墨鑄鐵特有的鑄造缺陷;根據不同的生產工藝,球墨鑄鐵容易產生的鑄造缺陷往往又有所區別,但對鑄件性能影響最直接、影響最大的是石墨漂浮、球化衰退和球化不良,如果檢測結果中,出現上述三種鑄造缺陷,目前還沒有可以挽救的有效措施,只能報廢,并且可能是整爐次產品報廢。
      隨著科技的不斷發展,熔煉設備的完善,球化劑、孕育劑性能的提高,以及稀有元素在球墨鑄鐵生產中的廣泛應用,提高了球墨鑄鐵生產的質量,降低了球墨鑄鐵缺陷的產生率,但同時也提高了生產成本;如何采取有效措施,在不大幅度增加生產成本前提下,將球墨鑄鐵的缺陷降到最低,是每一個生產廠家所追求的。其中,又是容易出現,難以判定的一種鑄造缺陷。
      一.球墨鑄鐵石墨漂浮缺陷分析
      1.石墨漂浮定義
      在鑄件斷口位置上,有一層黑色黑斑,顏色與正常的銀白色斷口組織有清晰可見的分界線(黑白分明有時石墨漂浮和夾渣混在一起),這層烏黑發亮的石墨組織像是上浮到鑄件表面上的,所以稱為石墨漂;石墨漂浮也是一種密度偏析現象,因此也有技術文獻稱為石墨偏析。
      2.形成石墨漂浮缺陷原因分析
      針對石墨漂浮的原因,傳統觀念認為有以下幾個方面:
     。1)由于鐵液的碳當量過高,以致鐵液在高溫時就析出大量石墨,由于石墨密度小,鑄件在凝固時,石墨漂浮到鑄件表面(溫度高)或遺留在鑄件內部(溫度低),隨著碳當量的增高,鑄件壁厚的加大,石墨漂浮傾向會加劇。
     。2)硅是促進石墨化元素,鐵液中過高的含硅量,也會使鑄件在凝固過程中,過量的石墨析出,從而造成石墨漂浮。
     。3)稀土含量過少,造成碳在鐵液中的溶解度降低,由于球墨鑄鐵含碳量較高,造成大量石墨析出,形成石墨漂浮。
     。4)澆注溫度過高,鑄件凝固過程中,長時間處于液態,有利于石墨的析出,將使石墨漂浮傾向增大。
     。5)鐵液球化處理到澆注完畢,時間過長,造成球化及孕育衰退,致使球狀石墨大量開裂,同時又由于液態時間長,析出大量石墨,從而造成石墨漂浮。
     。6)鑄件壁厚設計不合理,由于鑄件壁厚不均勻,局部壁厚過大,澆注完畢后,過大壁厚處鐵液凝固時間過長,同樣的鐵液在壁厚過大處容易出現石墨漂浮。
      二.球墨鑄鐵石墨漂浮的預防措施
     。1)嚴格控制鐵液的碳當量 根據生產鑄件的不同,在保證鐵液流動性和良好的充型能力前提下,選擇合適的碳當量,并不是如資料上所述,球鐵應在共晶或亞共晶范圍內選擇碳當量;鐵液中的碳和硅含量應合適,一種元素含量過高,雖然碳當量合適,同樣可以造成鑄件產生石墨漂浮缺陷。
     。2)嚴格鐵液熔煉和處理工藝 同樣配比的料,如果沒有嚴格的熔煉、球化和孕育處理,同樣可使鑄件產生石墨漂浮缺陷。如澆包不烘烤到位,只有通過提高鐵水溫度來保證球化處理后的澆注溫度,球化劑(稀土鎂合金)和孕育劑(硅合金)的都是極易氧化的元素,鐵液溫度過高,在鐵液與球化劑、孕育劑反應時,造成劇烈的沸騰效應,加大球化劑、孕育劑與空氣的接觸面,加劇它們的氧化反應,大大縮短反應時間,無法保證鐵液對球化劑和孕育劑的吸收率,從而達不到良好的球化、孕育效果,從而使含碳量較高的鐵液加大石墨漂浮傾向。
     。3)球化劑、孕育劑粒度的控制 粒度過小,造成氧化反應快,達不到最佳的吸收率;粒度過大,造成溶解時間過長,部分未充分反應的合金將隨除渣劑被扒出,同樣無法保證球化和孕育質量。
     。4)合適的澆注溫度和最短的澆注時間 在保證得到健全鑄件的前提下,盡可能降低澆注溫度,從而保證鑄件凝固過程中液態停留時間最短,降低凝固過程中石墨析出傾向;盡可能縮短澆注時間,以保證在最佳的球化和孕育時間內澆注完畢,避免球化和孕育衰退,石墨球開裂,降低石墨漂浮傾向。
    (5)生產過程控制 應控制模樣密度,保證負壓氣體流量,以及合適的真空負壓時間。模樣密度的加大,將會增加澆注過程中模樣的發氣量,造成鐵液凝固時表面含碳量的增加。真空負壓時間過短,將使凝固過程中液態停留過長,加到石墨漂浮傾向,真空負壓時間過長,將使凝固過程中過冷度加到,將使鐵素體球墨鑄鐵中的珠光體含量增加。 



    【上一個】 鑄鋼件生產中如何正確使用涂料? 【下一個】 灰鑄鐵應用與發展的一些動向你了解嗎?

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