球墨铸铁活塞环的球化处理

球墨化怎么一回事?是不是指球化处理?~

作为钢的替代品，1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性，而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得最佳的展延性，因此，所有美国尼伯科球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理。球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中，可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内，这些石墨球称为“裂缝终结者”，因为它们具有阻止断裂的能力。
http://ks.cn.yahoo.com/question/1306120424993.html

活塞环在发动机中起密封、传热和支承等作用，因此要求活塞环有良好的耐磨性、弹性和热稳定性，尤其是对一道环要求更高。球墨铸铁活塞环的开发和应用是活塞环制造史上质的飞跃。如何稳定地制造球墨铸铁活塞环是活塞环行业面临的难题。为了解决这一难题，本厂从德国GOETZEA引进了单体双片铸造球墨铸铁活塞环的全部技术和相关设备。


单体双片铸造的设计指导思想是利用铣刀把铸坯的中心缩松及容易产生针孔、夹渣缺陷的上下表面铣削，从而获得优良的球墨铸铁活塞环。这种铸造方式国外已经得到广泛的应用，并且具有丰富的生产经验，国内许多厂家也接受并开始了试制，但还不很成功。其主要原因是原材料问题及球墨铸铁活塞环的生产工艺过于复杂，很难确保球墨铸铁活塞环的基体组织，不能保证铸件的合格率。虽然本厂引进了全部铸造的软硬件，但是在原材料供应、生产工艺等方面还存在许多问题，试制初期也经常出现球化率不高、球数合格率达不到要求等情况。经过试制和摸索，基本上掌握了适合本厂的生产工艺，较全面地解决了球墨铸铁活塞环铸造上的技术问题，从而确保了球墨铸铁活塞环铸件的合格率。下面简要介绍本厂是如何试制球墨铸铁活塞环的。
1 工艺可行性分析


德国专家一再强调“球墨铸铁活塞环生产的关键在于原材料”，没有合格的原材料是很难生产好球墨铸铁活塞环的。他们强调采用高纯生铁或合成生铁，其成分为：3 8%～4 3%C，0 2%～0 4%SI，0 04%～0 15%Mn，P0 1%，就会在晶界产生磷共晶，使强度、韧性、塑性降低。④含硫量超高0 016%以上。较高的含硫量会直接消耗球化剂的用量，特别是凝固期间溶解态的硫对石墨球化的影响，会直接影响球化处理的效果，降低力学性能，增加铸造缺陷(夹渣、皮下气孔等)。


碳硫分析仪的使用为及时掌握原铁液的含硫量，正确控制球化剂的加入量创造了条件，同时M孕育剂的使用也为球墨铸铁活塞环的生产起到了辅助作用。经过以上工艺分析，采用国内的原材料是能够生产出合乎国外要求的球墨铸铁活塞环的。


2 工艺性试验及分析


采用40%～100%上述成分的生铁，60%以下的回炉料，在150kg中频炉中熔炼。加强操作工艺，确保球化温度达1500～1550℃，从铁液出炉至浇注完毕的时间控制在10min之内，确保球化效果。


2.1 球化处理


使用定制的球化剂，成分如下：38%～48%Si，5 0%～6 5%Mg，RE≤1 0%，Al≤1 0%。粒度：5～40mm。此种球化剂与国内常用的稀土硅铁镁合金或稀土硅铁镁钙合金球化剂比较，其含镁量低于前者，又高于后者。球化反应较平和，且在保证球化效果的前提下能较好地控制球化剂的加入量，保证球化剂的吸收率，并且较好地控制铁液温度的下降。另外，使用的球化剂稀土元素含量极低，从而使球化处理后铁液中残留稀土量不致过高，减少渗碳体的形成；而残留在铁液中的微量稀土元素既可抑制球化干扰元素的作用，又可以提高孕育时的成核率。


经过一系列的试验发现，活塞环不同的V/O比(断面面积与周长之比)所需球化剂的加入量不同；不同的原铁液含硫量所需球化剂的加入量也不同。球化剂的加入量是烧损量、去硫耗镁量与残余镁量的总和。


由于原铁液出炉温度、球化处理方式、停留时间的长短都将影响镁的损耗量，为了正确控制球化剂的加入量，对生产中变化较大的因素加以控制，球化温度应控制在1500～1550℃(最佳在1530～1550℃)，球化剂加入采用凹坑包底冲入法，球化处理后浇注时间不超过8min(最佳控制在6min内)。在操作周期和工艺基本不变的情况下，认为镁的烧损量基本一致。
由于原铁液含硫量较高，不可能达到<0 018%的要求，球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定，能及时提供原铁液的含硫量，试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%，去硫耗镁量在0 0076%上下波动，这在工艺上是可以接受的。


球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多，就会引起残余镁量过多，虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常)，但是它会增加收缩，引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高，球化剂加入量过多，较易出现碳化物，白口倾向严重，导致球数合格率的下降；如果球化剂加入量过少，就会导致残余镁量不足，影响球化的合格率，球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果，并说明如下：①球化剂加入量1 4%时，由于残余镁量不足，出现蠕虫状石墨；②加入量1 8%时，由于残余镁量过多，出现碳化物，导致球数下降，不过二者球径大小仍合乎要求；③球化合格率非球化率。

使用定制的球化剂，成分如下：38%～48%Si，5 0%～6 5%Mg，RE≤1 0%，Al≤1 0%。粒度：5～40mm。此种球化剂与国内常用的稀土硅铁镁合金或稀土硅铁镁钙合金球化剂比较，其含镁量低于前者，又高于后者。球化反应较平和，且在保证球化效果的前提下能较好地控制球化剂的加入量，保证球化剂的吸收率，并且较好地控制铁液温度的下降。另外，使用的球化剂稀土元素含量极低，从而使球化处理后铁液中残留稀土量不致过高，减少渗碳体的形成；而残留在铁液中的微量稀土元素既可抑制球化干扰元素的作用，又可以提高孕育时的成核率。
经过一系列的试验发现，活塞环不同的V/O比(断面面积与周长之比)所需球化剂的加入量不同；不同的原铁液含硫量所需球化剂的加入量也不同。球化剂的加入量是烧损量、去硫耗镁量与残余镁量的总和。
由于原铁液出炉温度、球化处理方式、停留时间的长短都将影响镁的损耗量，为了正确控制球化剂的加入量，对生产中变化较大的因素加以控制，球化温度应控制在1500～1550℃(最佳在1530～1550℃)，球化剂加入采用凹坑包底冲入法，球化处理后浇注时间不超过8min(最佳控制在6min内)。在操作周期和工艺基本不变的情况下，认为镁的烧损量基本一致。
由于原铁液含硫量较高，不可能达到<0 018%的要求，球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定，能及时提供原铁液的含硫量，试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%，去硫耗镁量在0 0076%上下波动，这在工艺上是可以接受的。
球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多，就会引起残余镁量过多，虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常)，但是它会增加收缩，引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高，球化剂加入量过多，较易出现碳化物，白口倾向严重，导致球数合格率的下降；如果球化剂加入量过少，就会导致残余镁量不足，影响球化的合格率，球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果，并说明如下：①球化剂加入量1 4%时，由于残余镁量不足，出现蠕虫状石墨；②加入量1 8%时，由于残余镁量过多，出现碳化物，导致球数下降，不过二者球径大小仍合乎要求；③球化合格率非球化率。

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兴宁市19455282853： 球墨铸铁的球化方式 - ？
子丰怡减味： 球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,降低了石墨对基体的割裂作用,有效地提高了铸铁的力学性能,获得了较高的塑性、韧性及强度.在球墨铸铁生产中可以应用多种球化处理方法,这些球化处理方法各有利弊,需要企业工程师根据...

兴宁市19455282853： 球墨铸铁是怎样球化的? - ？
子丰怡减味： 是通过球化剂进行球化反应后得到球状石墨状态组织的一种工艺.用低硫磷的球墨生铁冶炼好铁水,在球化包内预先添加好球化剂、孕育剂、覆盖剂,一般用冲入法进行球化处理.

兴宁市19455282853： 铸造中的孕育和球化分别是什么意思二者有什么区别?最常用的球化剂和孕育分别是什么啊?还有在什么时候加入啊? - ？
子丰怡减味：[答案] 铸造中的孕育和球化处理一般是针对球铁而言的,球铁是用灰铁成分的铁液经球化处理和孕育处理得到的.将球化剂加入铁水的操作过程叫球化处理.我国常用的球化剂有镁、稀土或稀土硅镁合金.纯镁的球化作用很强,球化率高,容易获得完整的石墨....

兴宁市19455282853： 球铁铸造过程中球化处理和孕育处理有什么不同? - ？
子丰怡减味： 球化处理就是让铸铁中的碳的存在形式为球状; 孕育处理:1、可以作为石墨球的核心;2、能减少反球化剂元素加入所引起的白口倾向,阻碍碳化物的形成,促进碳成长为球状;3、孕育剂的加入能创造较多的石墨结晶核心,使共晶团数目增多,细小并均匀分布,从而提高机械性能;4、此外,孕育处理对球化有保护作用,可以延缓球化衰退.

兴宁市19455282853： 什么是铁液的球化处理?? - ？
子丰怡减味： 铁液的球化处理是向符合特定条件的铁液中,即将出铁时,加入一定数量的球化剂,促使在凝固过程中石墨呈细小、均匀的圆球形析出,从而得到具有优良化学性能的铸铁,这种铸铁因石墨呈球状,故称为球墨铸铁,这种处理方法称为球化处理,你可以到“神光电炉”网站上面看下,那里又更加详细的介绍

兴宁市19455282853： 球墨化怎么一回事?是不是指球化处理? - ？
子丰怡减味： 作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁.铸钢含碳量少于0.3%,而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%.铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片.铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式.在球墨铸铁内,这种...

兴宁市19455282853： 球墨铸铁的焊接性能 - ？
子丰怡减味： 球墨铸铁的焊接性能很差,它和灰铸铁一样,其焊接工艺主要用于缺陷焊补或旧件修复. 从理论上讲,球墨铸铁比灰铸铁还难焊接,因为球墨铸铁属于高强度铸铁,它的焊接接头在焊补重熔时不仅要求碳的石墨化,还要保证石墨呈球状(即球化),这在焊接条件下是很难完成的.因此,球墨铸铁接头经焊接后,一般很难达到与母材的强度或塑性相等的要求. 由于焊接接头的力学性能不能满足使用要求,所以,重要的球墨铸铁件是很少用焊接方法来修复的.

兴宁市19455282853： 球墨铸铁出现白口怎么处理 - ？
子丰怡减味： 铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口.白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落.因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织.退火工艺为:加热到550-950℃保温2~5 h,随后炉冷到500—550℃再出炉空冷.在高温保温期间 ,游...

兴宁市19455282853： 生产球墨铸铁需要注意哪些问题? ？
子丰怡减味： (1)原铁液的硫含量及其他微量元素不要太高.如果原铁液硫含量和其他微量元素含量太高,则需要较多的球化剂加入量或者稀土含量较高的球化剂,这样球化剂的成本就会...

兴宁市19455282853： 球墨铸件的球化退化的原因 - ？
子丰怡减味： 含量在某一适当范围内,可促使石墨球化,如果低於某个临界值,则会造成球墨退化.