球化剂孕育剂培训讲义

• 纯Ce、纯La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， 延缓球化衰退、防止块状石墨。含Sb球化剂用于珠光体型球 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
则用于高镍奥氏体球墨铸铁。
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常用球化处理方法
• 冲入法
特点：设备简单，操作方便；烟尘、闪光严重，吸收率低（ 30～40），广泛应用。 要求：处理包的深度与内径之比在1.5～1.8之间，处理包要预 热到600～800℃，铁液温度应高于1400℃。
球化剂和孕育剂 基础知识讲义
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铁碳相图
• w(C)＜2.06%铸钢
• w（C)＞2.06%铸铁
• w(C)＜4.26%为亚共 晶铸铁； w(C)=4.26%为共晶 铸铁；w(C)＞4.26% ，为过共晶铸铁
• 实际应用的铸铁 w(C)含量在2.0%～ 4.5%的铸铁
• 同样，根据 w(C)=0.76把钢分为 亚共析钢、共析钢 和过共析钢
• 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1/4~1/7；
• 铁水温度在1400~1430℃时，加入0.1%的 FeSi75可降低白口宽度1mm。
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球铁的牌号
• QT900-2/QT900-2A • QT800-2/QT800-2A • QT700-2/QT700-2A • QT600-3/QT600-3A • QT500-7/QT500-7A • QT450-12/QT450-10 • QT400-18/QT400-18A/QT400-18L/QT400-18AL • QT350-22/QT350-22A/QT350-22L/QT350-22AL
• （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。
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2. 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
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（3）可锻铸铁 石墨呈团絮状 （4）球墨铸铁 石墨呈球状
3. 根据铸铁的化学成分分类
（1）普通铸铁 （2） 合金铸铁
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灰铁的牌号
• 普通灰铸铁 • HT100 • HT150 • HT200 • 孕育铸铁 • HT250 • HT300 • HT350
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片状石墨形态
片状石墨均匀分布
片状与点状石墨聚集 成菊花状分布
部分带尖角状、粗大片状 初生石墨及小片状石墨
点、片状枝晶间石墨 呈无方向分布
短小片状枝晶间石墨 呈有方向B分布
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球化级别
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石墨大小分级
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球化和孕育处理
• 国内外常用球化剂类别及使用范围
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稀土镁硅铁合金
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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。
• 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。
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孕育剂系列及其特点、适用范围
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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 1400℃
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炉内孕育和包内孕育方法
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瞬时孕育方法
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孕育效果的炉前检验与控制
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包装：25公斤塑编袋外加1吨或0.5B吨大袋；吨装塑编袋
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代理埃肯产品
代理埃肯孕育剂
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代理埃肯球化剂
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增碳剂
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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；
星状（或蜘蛛状）与
短片状石墨混合均7匀 分布
石墨长度的分级
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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
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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） 铸铁的分类
• 1. 根据碳在铸铁中的存在形式分类
• （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。
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灰铁的孕育处理
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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
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• Si、Ba、Ca、Al合金孕使育用范剂围的广选泛，择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 力强，是灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁铸件的首选。
• （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。
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• 含镁量4%、5％、5.5％属于低镁球化剂，RE在1％－2％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 应和缓、球化元素易于充分吸收的优点。
• 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。
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转包法
反应室内装入纯镁或镁焦,转包横卧，接受铁液 ，立起，使铁液反应室与镁反应。镁的吸收 率可达到60～70%,烟尘及镁光较轻，可处理含 硫高达0.15%的铁液。缺点是需专用处理设备
，操作较复杂。大量生产，大中型铸件
型内球化法
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发 生反应进行球化处理。吸收率高70~80%，无 尘、无闪光，无孕育球化衰退，球化稳定对
• 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， 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 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。
• 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。
• 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。
• 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 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
盖包法
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，提高镁的利用率
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• 压力加镁法
特点：设备费用较高，操作较复杂；纯镁处 理，吸收率高70～80%，稳定球化；灰尘少无 镁光；适用于要求较高，较严格的铸件。
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 B
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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
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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。
• 含镁量6％、7％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 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。
• 高镁系列球化剂，适合冲天炉熔炼、含硫量0.06％－0.09％的 铁液，加入量在1.6％－2.0％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 液含铝量有要求的铸件。
• 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0.3～0.6%，若要求铸态铁素体基体时，加入量可高
些，为0.8%～1.0%
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球化效果炉前检验
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委托生产的圣泉产品
粒度：0.2-0.7mm, 1-3mm, 3-6mm 包装：25公斤塑编袋
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粒度：1－6mm、2－12mm、3－20mm、5－25mm、5－30mm、10－