化剂孕育剂培训讲义课件

球化剂和孕育剂基础知识讲义1铁碳相图铁碳相图 w(C)w(C)2.06%2.06%铸钢铸钢w w（C)C)2.06%2.06%铸铁铸铁w(C)w(C)4.26%4.26%为亚为亚共晶铸铁；共晶铸铁；w(C)=4.26%w(C)=4.26%为共晶为共晶铸铁；铸铁；w(C)w(C)4.26%4.26%，为过共晶，为过共晶铸铁铸铁实际应用的铸铁实际应用的铸铁w(C)w(C)含量在含量在2.0%2.0%4.5%4.5%的铸铁的铸铁同样，根据同样，根据w(C)=0.76w(C)=0.76把钢分把钢分为亚共析钢、共析为亚共析钢、共析钢和过共析钢钢和过共析钢2铸铁的分类铸铁的分类铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，碳的质量分数超过了在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。（一）（一）铸铁的分类铸铁的分类 1.1.根据碳在铸铁中的存在形式分根据碳在铸铁中的存在形式分类类（1）白口铸铁 指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色。（2）灰铸铁 指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。（3）麻口铸铁 指碳部分以游离碳化铁形式出现，部分以石墨形式出现，断口灰白相间。32.2.根据铸铁中石墨形态分类根据铸铁中石墨形态分类（1）灰铸铁 石墨呈片状（2）蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状4（3）可锻铸铁 石墨呈团絮状（4）球墨铸铁 石墨呈球状3.3.根据铸铁的化学成分分类根据铸铁的化学成分分类（1）普通铸铁（2）合金铸铁5灰铁的牌号灰铁的牌号普通灰铸铁HT100HT150HT200孕育铸铁HT250HT300HT3506片状石墨形态片状石墨形态片状石墨均匀分布片状石墨均匀分布片状与点状石墨聚集成片状与点状石墨聚集成菊花状分布菊花状分布部分带尖角状、粗大片状部分带尖角状、粗大片状初生石墨及小片状石墨初生石墨及小片状石墨点、片状枝晶间石墨呈点、片状枝晶间石墨呈无方向分布无方向分布星状（或蜘蛛状）与短星状（或蜘蛛状）与短片状石墨混合均匀分布片状石墨混合均匀分布短小片状枝晶间石墨呈短小片状枝晶间石墨呈有方向分布有方向分布7石墨长度的分级石墨长度的分级8灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理 孕育是以少量材料加入熔融金属，促进成核，以改善其组织和性能的方法。加入的材料称为孕育剂。常用的孕育剂是FeSi75，熔点为1300，经孕育处理后的铸铁称孕育铸铁。孕育铸铁的强度、硬度比普通灰铸铁有显著提高。孕育铸铁适用于对强度、硬度和耐磨性要求较高的重要铸件，尤其是厚大铸件，如床身、凸轮、凸轮轴、气缸体和气缸套等。灰铸铁的孕育处理灰铁的孕育处理9孕育处理的作用孕育处理的作用促进石墨化，减小白口倾向改善石墨形态和分布状况增加共晶团数量，细化基体组织改善断面均匀性10孕育剂的选择孕育剂的选择Si、Ba、Ca、Al合金使用范围广泛，孕育效果十分理想且用量合金使用范围广泛，孕育效果十分理想且用量少。钡是活性极强的元素，低钙钡的硅钡孕育剂，石墨化能力少。钡是活性极强的元素，低钙钡的硅钡孕育剂，石墨化能力强，是灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁铸件的首选。强，是灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁铸件的首选。高级脱氧孕育剂，具有强脱氧作用，并且增硅，节约成本，用高级脱氧孕育剂，具有强脱氧作用，并且增硅，节约成本，用于防止气孔和皮下气孔。于防止气孔和皮下气孔。硅锶孕育剂在灰铸铁中不增加共晶团数，但石墨化效果好，防硅锶孕育剂在灰铸铁中不增加共晶团数，但石墨化效果好，防止薄壁、厚薄不均铸件白口效果显著。止薄壁、厚薄不均铸件白口效果显著。高铝低钙硅铁孕育剂，消除灰铁白口效果显著。含铋硅铁孕育高铝低钙硅铁孕育剂，消除灰铁白口效果显著。含铋硅铁孕育剂弥补单一加铋效果不明显的缺憾。硅锆孕育剂可细化奥氏体剂弥补单一加铋效果不明显的缺憾。硅锆孕育剂可细化奥氏体枝晶提高铸铁强度。孕育剂加锰，可降低多元合金熔点便于在枝晶提高铸铁强度。孕育剂加锰，可降低多元合金熔点便于在铁液中扩散和吸收，硅钙钡锰孕育剂的功效在这方面尤为突出铁液中扩散和吸收，硅钙钡锰孕育剂的功效在这方面尤为突出 稀土孕育剂对降低白口铸铁的脆性有特殊功效。对于高牌号亚稀土孕育剂对降低白口铸铁的脆性有特殊功效。对于高牌号亚共晶灰铸铁，能够明显改善石墨形态，无需刻意降低含碳量，共晶灰铸铁，能够明显改善石墨形态，无需刻意降低含碳量，也能提高铸铁强度，从而提高机械加工性能。也能提高铸铁强度，从而提高机械加工性能。型内孕育块是最节约资源、孕育效果最好的处理方式，浇注系型内孕育块是最节约资源、孕育效果最好的处理方式，浇注系统加装泡沫陶瓷过滤器，二者构成生产高质量铸件的组合。孕统加装泡沫陶瓷过滤器，二者构成生产高质量铸件的组合。孕育块将得到更多铸造企业青睐。育块将得到更多铸造企业青睐。专门生产的覆盖剂，成分纯净、粒度均匀，更利于获得稳定的专门生产的覆盖剂，成分纯净、粒度均匀，更利于获得稳定的高品质铸件产品。高品质铸件产品。11孕育剂系列及其特点、适用范围孕育剂系列及其特点、适用范围1213孕育剂的粒度孕育剂的粒度孕育剂的粒度根据铁液量、铁液温度及孕育处理方法确定；铁液温度一般不应低于140014炉内孕育和包内孕育方法炉内孕育和包内孕育方法15瞬时孕育方法瞬时孕育方法16孕育效果的炉前检验与控制孕育效果的炉前检验与控制三角试样法根据孕育前后白口宽度的差值来决定孕育剂的加入量；只有孕育前白口宽度达到一定值，孕育后才能达到足够的强度；通常白口宽度控制在铸件壁厚的1/41/7；铁水温度在14001430时，加入0.1%的FeSi75可降低白口宽度1mm。17球铁的牌号球铁的牌号QT900-2/QT900-2AQT800-2/QT800-2AQT700-2/QT700-2AQT600-3/QT600-3AQT500-7/QT500-7AQT450-12/QT450-10QT400-18/QT400-18A/QT400-18L/QT400-18ALQT350-22/QT350-22A/QT350-22L/QT350-22AL18球化级别球化级别19石墨大小分级石墨大小分级20球化和孕育处理球化和孕育处理国内外常用球化剂类别及使用范围国内外常用球化剂类别及使用范围2122稀土镁硅铁合金稀土镁硅铁合金23球化剂的选择球化剂的选择（1）对铸件铸态组织的要求。铸态铁素体球墨铸铁选用低稀土球化剂，铸态珠光体球墨铸铁选用含铜或镍的球化剂。（2）铁液中干扰元素的含量。如果干扰元素，诸如钛、钒、铬、锡、锑、铅、锌等含量较高，须选用稀土含量较高的球化剂。如果干扰元素含量较低（总量小于0.1%），可选用纯镁或镁合金球化剂。（3）铁液含硫量。硫含量较高时，一般采用稀土和镁含量较高的球化剂，如有条件，可进行脱硫处理。硫含量较低时，可选用低稀土低镁的稀土硅铁镁球化剂。（4）铸件冷却条件。冷却速度较快的金属型铸造条件下,可选用低稀土球化剂。冷却速度较慢的大型厚断面铸件可选用钇基重稀土球化剂。24含镁量含镁量4%4%、5 5、5.55.5属于低镁球化剂，属于低镁球化剂，RERE在在1 12 2之间，之间，多用于中频炉熔炼、低硫铁液的球化处理。它具有球化反应多用于中频炉熔炼、低硫铁液的球化处理。它具有球化反应和缓、球化元素易于充分吸收的优点。和缓、球化元素易于充分吸收的优点。含镁量含镁量6 6、7 7属中镁系列球化剂，多用于冲天炉、电炉双属中镁系列球化剂，多用于冲天炉、电炉双联熔炼，或中频炉熔炼珠光体型铸态球墨铸铁铸件。根据铸联熔炼，或中频炉熔炼珠光体型铸态球墨铸铁铸件。根据铸件壁厚和原铁水含硫量，确定合适的球化剂加入量，适用范件壁厚和原铁水含硫量，确定合适的球化剂加入量，适用范围广，球化处理工艺宽泛。围广，球化处理工艺宽泛。高镁系列球化剂，适合冲天炉熔炼、含硫量高镁系列球化剂，适合冲天炉熔炼、含硫量0.060.060.090.09的铁液，加入量在的铁液，加入量在1.61.62.02.0之间。之间。低铝球化剂使用于容易产生皮下气孔缺陷的铸件，以及对铁低铝球化剂使用于容易产生皮下气孔缺陷的铸件，以及对铁液含铝量有要求的铸件。液含铝量有要求的铸件。纯纯CeCe、纯、纯LaLa生产的球化剂，球化处理后铁液纯净夹杂物少、生产的球化剂，球化处理后铁液纯净夹杂物少、石墨球圆整。钇基重稀土生产的球化剂适合于大断面铸件，石墨球圆整。钇基重稀土生产的球化剂适合于大断面铸件，延缓球化衰退、防止块状石墨。含延缓球化衰退、防止块状石墨。含SbSb球化剂用于珠光体型球球化剂用于珠光体型球墨铸铁。墨铸铁。低硅球化剂适用于使用大量回炉料的铸造工厂；镍镁球化剂低硅球化剂适用于使用大量回炉料的铸造工厂；镍镁球化剂则用于高镍奥氏体球墨铸铁。则用于高镍奥氏体球墨铸铁。25常用球化处理方法常用球化处理方法冲入法冲入法 特点：设备简单，操作方便；烟尘、闪光严重，吸收率低特点：设备简单，操作方便；烟尘、闪光严重，吸收率低（30304040），广泛应用。），广泛应用。要求：处理包的深度与内径之比在要求：处理包的深度与内径之比在1.51.51.81.8之间，处理包之间，处理包要预热到要预热到600600800800，铁液温度应高于，铁液温度应高于14001400。盖包法盖包法 在冲入法的处理包上部安装一个中间包在冲入法的处理包上部安装一个中间包将其密封，处理包与中间包之间仅通过浇将其密封，处理包与中间包之间仅通过浇口连接。预先将球化剂放在处理包内，然口连接。预先将球化剂放在处理包内，然后用中间包承接铁液，靠由中间包流入处后用中间包承接铁液，靠由中间包流入处理包的铁液使处理包处于密闭状态，从而理包的铁液使处理包处于密闭状态，从而减少反应烟尘和镁光外逸，提高镁的利用减少反应烟尘和镁光外逸，提高镁的利用率率26压力加镁法压力加镁法 特点：设备费用较高，操作较复杂；纯镁处特点：设备费用较高，操作较复杂；纯镁处理，吸收率高理，吸收率高707080%80%，稳定球化；灰尘少无，稳定球化；灰尘少无镁光；适用于要求较高，较严格的铸件。镁光；适用于要求较高，较严格的铸件。转包法转包法 反应室内装入纯镁或镁焦反应室内装入纯镁或镁焦,转包横卧，接受铁转包横卧，接受铁液，立起，使铁液反应室与镁反应。镁的吸液，立起，使铁液反应室与镁反应。镁的吸收率可达到收率可达到606070%,70%,烟尘及镁光较轻，可处烟尘及镁光较轻，可处理含硫高达理含硫高达0.15%0.15%的铁液。缺点是需的铁液。缺点是需专用专用处理处理设备，操作较复杂设备，操作较复杂。大量生产，大中型铸件大量生产，大中型铸件 型内球化法型内球化法 把球化剂放置在浇注系统中专门设计的反应把球化剂放置在浇注系统中专门设计的反应室内，浇注时，铁液流经反应室时与球化剂室内，浇注时，铁液流经反应室时与球化剂发生反应进行球化处理。吸收率高发生反应进行球化处理。吸收率高7080%7080%，无尘、无闪光，无孕育球化衰退，球化稳定无尘、无闪光，无孕育球化衰退，球化稳定对铁液要求严格，浇注系统复杂，易夹渣，对铁液要求严格，浇注系统复杂，易夹渣，适于大量流水线生产，低硫铁液适于大量流水线生产，低硫铁液27稀土镁硅铁合金加入量与原铁水含硫量的关系稀土镁硅铁合金加入量与原铁水含硫量的关系压力加镁处理加镁量与原铁水含硫量的关系压力加镁处理加镁量与原铁水含硫量的关系28孕育处理作用1.提高球化率，细化石墨，改善 石墨圆整性。2.减少渗碳体，改变珠光体的相对含量孕育剂除前面介绍的外，还有硅钙(Si60%65%，Ca25%30%)、硅铁-铋等，目前用得最多的仍是FeSi75。孕育剂的加入量根据铸件壁厚、力学性能要求等决定，一般为铁水量的0.30.6%，若要求铸态铁素体基体时，加入量可高些，为0.8%1.0%29球化效果炉前检验球化效果炉前检验30委托生产的圣泉产品委托生产的圣泉产品粒度：粒度：0.2-0.7mm,1-3mm,3-0.2-0.7mm,1-3mm,3-6mm6mm包装：包装：2525公斤塑编袋公斤塑编袋31粒度：粒度：1 16mm6mm、2 212mm12mm、3 320mm20mm、5 525mm25mm、5 530mm30mm、1010 35mm35mm包装：包装：2525公斤塑编袋外加公斤塑编袋外加1 1吨或吨或0.50.5吨大袋；吨装塑编袋吨大袋；吨装塑编袋32代理埃肯产品代理埃肯产品代理埃肯孕育剂代理埃肯孕育剂33代理埃肯球化剂代理埃肯球化剂34增碳剂增碳剂35增碳剂使用方法增碳剂使用方法1.使用5吨以上的电炉,原料单一稳定，我们推荐分散加入法。根据含碳量的要求按配料比，将增碳剂与金属炉料随各批料一同加入电炉中下部位。增碳剂在熔化时不要打渣，否则易裹在废渣里，影响碳的吸收；2.使用3吨左右中频感应电炉，原料单一稳定，我们推荐集中加入法。在炉内先熔化或剩余少量铁水时，将需配加的增碳剂一次性加在铁水表面，并立即加金属炉料，将增碳剂全部压入铁水中，使增碳剂与铁水充分接触。36