球墨铸铁的熔炼工艺优化策略

1.球墨铸铁化学成分（见第1章1.2.3节）

2.球化剂与孕育剂

（1）球化剂 为使铸铁中的石墨结晶成为球状而加入铁液中的添加剂称为球化剂。最常用的球化剂是稀土硅铁镁合金，稀土硅铁镁合金的密度为4.5～4.6g/cm³，熔点约为1100℃。球化剂加入量（质量分数）一般为1.1%～1.7%，铁液中含硫量越高，则加入量越多。

1）稀土硅铁镁合金的牌号及化学成分见表2-100和表2-101。

表2-100 稀土硅铁镁合金的牌号及化学成分（质量分数）（GB/T 4138—2004） （%）

（续）

表2-101 机械行业标准球化剂的牌号及化学成分（质量分数）（JB/T 9228—1999） （%）

注：1.Q、R、L分别为球化剂、热熔炼法、冷压制法的汉语拼音字母。HRE为重稀土的代号。

2.稀土镁硅铁合金球化剂的供货粒度分三个档次：5～15mm、10～25mm、20～40mm。标外粒度不得超过总重量5%。

根据供需双方协商也可大块供货。低硅压块球化剂供货粒度由供需双方协商确定。

3.球化剂中的氧化镁的质量分数不得大于1.0%。球化剂不得粉化。

4.稀土镁硅铁合金球化剂断面呈蓝灰色。新压制成的低硅压块球化剂呈均匀银白色块状物，存放后呈银灰色。

2）球化剂的推荐使用条件见表2-102。

表2-102 球化剂的推荐使用条件（JB/T 9228—1999）

3）球化剂粒度根据浇包容量选定，见表2-103。

表2-103 球化剂粒度的选用

（2）孕育剂 球墨铸铁的孕育剂种类较多，大多数采用FeSi75合金。

1）适用于各种不同用途的孕育剂，见表2-104。

表2-104 适用于各种不同用途的孕育剂

2）孕育剂加入量。一般在0.8%～1.2%范围内，铁素体球墨铸铁取上限，珠光体球墨铸铁可略少，其量应根据炉前三角试块白口宽度及铸件要求进行调整。采用复合孕育剂时其加入量可减少。(www.xing528.com)

3）孕育剂加入前应预热。

4）球墨铸铁孕育剂粒度。根据浇包容量选定，见表2-105。

表2-105 球墨铸铁孕育剂粒度选用

（3）球化处理工艺 球化处理方法较多（如冲入法、压力加镁法、型内球化处理、镁团块球化剂、GF转包处理法、镁焦炭法、密封流动法、喂丝法等），各具特点，分别用于不同的生产条件。其中，冲入法的设备简单、操作简便、适应性广，是迄今为止国内外应用最广泛的球化处理工艺。

1）冲入法球化处理铁液包见表2-106。

表2-106 冲入法球化处理浇包

2）冲入法球化处理的工艺要点见表2-107。

表2-107 冲入法球化处理的工艺要点

（续）

注：冲入法球化处理中的孕育处理，是把孕育剂全部覆盖在包内的球化剂上，冲入铁液进行球化同时发生孕育作用。或把孕育剂的一部分覆盖在包内的球化剂上，其余部分放在出铁槽上，靠铁液冲入包内，称一次孕育（包内孕育）。

（4）球墨铸铁的炉前检验 在球化和孕育以后，必须对铁液的球化质量进行迅速而准确的判断，确认球化良好时方可进行浇注，以免造成浪费。

1）球化质量的炉前检验方法见表2-108。

表2-108 炉前球化质量检验方法

（续）

注：炉前三角试块是控制球化工艺质量的手段，不作为检验产品质量的依据。

2）炉前的现代检验方法

①炉前快速金相检验。目的是判断球化等级。将抛光试样放在金相显微镜下观察球化等级。由于试样冷却快，石墨细小，可放大200倍进行观察。此时，炉前试样的球化级别应高于铸件的球化级别，此项检验在3～5min内完成。这种炉前快速金相检验，只作为控制球化工艺质量的手段，不作为检验产品质量的依据。

②超声波声速法。目的是判断球化率。用炉前试样（或铸件）检测。采用超声波声速测量仪，工作频率1～5MHz，测时分辨率大于0.01μs，或测厚分辨率大于0.01mm，不稳定度小于0.2%，测量非线性小于0.2%。

③共振频率振动法检测。目的通过测定铸件的共振频率，来评定球墨铸铁件的球化率。应用范围：检测六缸曲轴；检测重量≤900kg的小型铸件。