稀土鎂球化劑

宋娟CONTENTS一稀土鎂球化劑的特點(diǎn)二稀土與鎂的含量三影響稀土和鎂殘留量的因素四釔基重稀土鎂球化劑目錄稀土鎂復(fù)合球化劑保留了稀土和鎂兩種球化元素的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的弱點(diǎn)，是性能很好的球化劑，在生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。1.球化能力強(qiáng)，可以處理亞共晶和過共晶成分、含硫較高、含有反球化元素及溫度稍低的鐵液，適應(yīng)目前國內(nèi)的熔煉條件。一、稀土鎂球化劑的特點(diǎn)2.球化反應(yīng)動力學(xué)條件好，比較平穩(wěn)，反應(yīng)產(chǎn)物易排除，可用沖入法或型內(nèi)法處理，處理工藝性良好。3.可減少縮松、夾渣、皮下氣孔、冷隔等鑄造缺陷。4.由于稀土的凈化鐵液、彌散合金化作用，減少了鑄造缺陷，提高了球墨鑄鐵機(jī)械性能和耐磨性。5.含釔的稀土鎂球化劑還具有一定的抗球化衰退能力。二、稀土與鎂的含量稀土鎂球鐵中稀土和鎂的含量有一個合適的范圍和比例。稀土和鎂在球墨鑄鐵中起了相輔相成的作用，由于稀土的凈化和球化作用，較低的殘留鎂量就可獲得球狀石墨，在保證石墨圓整度上，鎂起了主要作用。小件（30mm以下），殘留鎂0.03%~0.05%，稀土0.025%~0.035%即可保證球化良好，稀土的各種良好作用即可充分發(fā)揮，含量過高，易產(chǎn)生白口。對于高韌性球墨鑄鐵，尤其是鑄態(tài)高韌性球墨鑄鐵小件，希望稀土含量0.01%~0.02%甚至更低，這時應(yīng)適當(dāng)提高殘留鎂量到0.04%~0.06%。中件（30~100mm），考慮到冷卻較慢，適當(dāng)提高稀土和鎂含量。厚大件（大于100mm）應(yīng)適當(dāng)提高殘鎂量，嚴(yán)格限制稀土含量。各種類型鑄件鎂和輕稀土的合適含量范圍見表1。使用鈦釩生鐵制造球墨鑄鐵時，為了抑制鈦的反球化作用，應(yīng)該使鑄鐵中稀土含量高于鎂的含量。鑄件類型斷面尺寸（mm）含鎂量（%）含稀土量（%）小件<300.03~0.050.025~0.035中件30~1000.04~0.060.03~0.05大件100~2000.05~0.080.015~0.03特大件>2000.05~0.09<0.02表1輕稀土鎂球鐵中鎂和稀土的適宜含量范圍稀土鎂球化劑中鎂的含量超過10%，反應(yīng)劇烈，沖入法時吸收率顯著下降。鎂含量過低則需要增大球化劑加入量，鐵液溫度不高的條件下，吸收率也不明顯提高。目前鐵液含硫量較高，球化劑含鎂量不應(yīng)低于6%，酸性沖天爐熔化鐵液用沖入法處理，兼顧吸收率和處理工藝性，含鎂7%~10%的球化劑較好。各種用途的球化劑成分見表2。表2常用稀土鎂球化劑成份（%）序號應(yīng)用范圍MgRxOySiCuMnFe1中小件9~118~1035~40其余2高韌性球墨鑄鐵7~91~1.540~45其余3大型曲軸7~95~735~4010~13其余4小型曲軸7~95~735~386~8其余5含銅球墨鑄鐵大馬力曲軸7~94~635~4020~23其余6大斷面球墨鑄鐵件7~94~635~4014~16其余7型內(nèi)球化7~94~638~42其余8鈦釩球墨鑄鐵7~99~1145~53其余三、影響稀土和鎂殘留量的因素1.球化處理溫度和原鐵液含硫量的影響：稀土的脫硫能力比鎂強(qiáng)，稀土與硫的親合力較大，原鐵液含硫量降低，消耗于脫硫的稀土量相應(yīng)減少，殘留稀土量增加，可能使石墨形狀惡化。處理溫度提高時鎂的燒損增加較多，稀土燒損增加較少，殘留稀土量也會相對提高。因此，處理高溫低硫鐵液時，球化劑中的稀土含量要相應(yīng)降低。2.硅含量的影響：硅可與鎂、稀土形成低熔點(diǎn)共晶，硅量提高，稀土鎂合金易于熔制，熔點(diǎn)也較低，比重較小。型內(nèi)球化的球化劑中，硅起孕育作用。沖入法球化時，球化劑帶入的硅在澆注時孕育作用已消失，而且限制了以后孕育的增硅量，因此不希望含硅太高，含硅35%~40%為好。3.鐵含量的影響：鐵會增加球化劑比重和熔點(diǎn)，對沖入法球化有利。但含鐵量太高，易偏析，熔點(diǎn)高，熔制困難。球化劑中含鐵量應(yīng)低于30%。

4.其他元素的影響：有些球化劑中含有銅、鎳、錳、鈣、鋯等元素，可以起復(fù)合孕育或合金化作用，并增加球化劑比重。加銅可使球化劑熔制方便，可與鎂形成Mg2Cu和MgCu2等化合物，加入量20%左右。在熔制球化劑時錳以錳鐵形式加入，難熔，易偏析，加入量不超過20%。四、釔基重稀土鎂球化劑大斷面球墨鑄鐵件用稀土鎂球化劑，可采用釔基重稀土合金配制，對于改善中心部位石墨形狀，提高韌性指標(biāo)有一定作用。釔基重稀土鎂球化劑是一種新型復(fù)合球化劑，它含有鎂、釔基重稀土和輕稀土。除具有輕稀土鎂球化劑性能外，還具備以下特點(diǎn)：1.球化能力強(qiáng)釔的球化能力僅次于鎂，優(yōu)于鈰和鈣。在含硫0.02%的原鐵液中加入0.2%的純釔（>99%）獲得球狀石墨。同樣條件下加0.4%純鈰（>99%），只獲得部分球狀石墨。單純加釔基重稀土球化劑時，殘留稀土量0.08%可以保證球化良好。用純鎂做球化劑時，殘留鎂0.04%可保證球化良好。如果原子百分?jǐn)?shù)相同時，釔基重稀土比鎂的球化能力更強(qiáng)。2.抗球化衰退能力強(qiáng)在成分合適、孕育良好的條件下，釔基重稀土殘留量達(dá)到球化最低含量的3.5倍，仍可以不出現(xiàn)白口。釔基重稀土的衰退速度又比鎂慢。故可以增大其加入量，來進(jìn)一步延長球化衰退時間。加釔后鐵液含硫極低，不易回硫，也增加了抗球化衰退能力。3.脫硫能力強(qiáng)

釔基重稀土鎂球化劑有很強(qiáng)的脫硫能力，處理后鐵液含硫量一般為0.002~0.005%。為發(fā)揮釔基重稀土的特性，減少它在脫硫上的消耗，應(yīng)盡量采用低硫原鐵液。4.過冷度和白口傾向

釔的過冷度比鎂大，比鈰小?；叵⊥伶V球墨鑄鐵的白口傾向受碳、硅含量及冷卻速度的影響，而且十分敏感。在低碳情況下很容易形成全白口，而高碳孕育良好時即使稀土含量很高（0.284%），也不出現(xiàn)滲碳