球化剂生产的质量控制要点

球化剂生产的质量控制要点
离问题结束还有

球铁小件在浇注时，铁液与铸型接触后散热较快，凝固速度快，高温浇注球铁小件意义就在于补偿温度损失，让铁液在凝固时能够打开补缩通道充分补缩，我们都知道低温浇注球铁小件容易出现冷隔、浇不足就用这方面的原因。

本行业一般要求球化剂必须保证氧化镁含量不大于0.1%。一般球化剂应该可以保证0.8甚至0.6.可以使用荧光法或化学分析的方法测得、化学分析可以借鉴德国人提出的区别溶解镁、氧化镁。
防范、减少氧化是整个熔炼到铸锭的全过程必须严格遵循的。有条件同时分别融化、必须保证硅铁质量和硅铁与镁的优先结合成MgSi2.
破碎残留的合金碎末不能混入球化剂液中，这样会降低球化剂的球化质量。

目前，国内使用的稀土球化剂按照加工制造方法主要有火法冶炼、包芯线法、压块法、机械混合法等，而火法冶炼是后面几种方法的基础，也是目前生产稀土球化剂的主要方法。利用该方法生产球化剂，质量控制要点主要有以下几方面：
1 原材料准备

——稀土硅铁合金：这是球化剂中稀土元素的唯一来源，要求不潮湿、不粉化、成份均匀、无夹杂物。以含稀土23-30%的稀土硅铁最为常用。有资料介绍高硅稀土硅铁（俗称一步法生产的稀土硅铁，含硅55%）和常用的低硅稀土硅铁（俗称两步法生产的稀土硅铁，含硅36-44%）用来生产球化剂，实验室条件下，所制取的球铁组织、性能基本相当，都能满足生产要求。只是前者抗拉强度稍高，后者铁素体量较多，在使用时要加以注意。当然，这还需要工业化批量生产的进一步验证。

——金属镁：镁在合金中主要以Mg-Si合金相状态存在，这有利于减少镁的氧化烧损。合金中的镁还可以分为有效镁和无效镁，无效镁主要就是指氧化镁，因此，要求原材料金属镁必须纯度高（一级镁，含镁99.7%以上），杂质少，不能氧化。

——硅铁：要求低铝，组织致密，无粉化、无夹杂物，国标75以下牌号的硅铁难熔且杂质多，不宜使用。

——硅钙、硅钡：主要是要确定控制住合金中Ca、Ba的精确含量，其加入量少了会增加氧化镁的含量，造成球化剂使用时燃烧剧烈、白口倾向加大、衰退也快。

——废钢：一般使用碳素钢，硅钢也可以，禁止使用其他合金钢，因为其中的合金元素可能是反球化元素，生产时不好控制。另外，要求废钢无油无锈无污，尤其是铁锈容易被镁还原为氧化镁。
2 熔炼过程控制

一是加料顺序要正确。要注意不让镁和废钢铁料直接接触。要让熔点低的镁熔化后首先与硅作用生成Mg-Si相，以减少镁的烧损。

二是熔制的成分要均匀。除利用中频炉的自身感应搅拌外，还要人工适时适力的搅拌，以使合金成分在冶炼过程中均匀化。冶炼过程中要防止“跑镁”、“棚料”和“碰炉”现象发生。

三是合金锭厚要适当。合金液体浇注冷却后的锭厚如果太薄，其表面积大，合金冷却过程中容易造成更多的镁燃烧氧化，如果太厚，则因为合金元素的比重不一样，容易造成凝固过程中成分偏析。适宜的厚度一般在10—15MM。

四是筛分粒度要分级。凝固后的合金锭在破碎筛分前要进行表面清理氧化物、以及挑出夹杂物。并根据用户的铁水包大小，把粒度分级包装，但不能有合金粉子存在。
3 化学成分检验

一个合格的球化剂，除了外观致密、没有夹杂物等之外，更重要的还是其化学成分的含量及均匀性。

球化剂中，除了常规的Re,Mg,Si,Ca等元素的分析之外，生产厂和使用厂常常忽略了对合金中MgO的分析。这也与没有统一的MgO国家分析标准有关，同一种合金在不同的厂家用不同的分析方法，得出的成分结论不一样。这就要求合金生产厂和铸造厂用户要达成一个统一的验收分析标准来共同遵守。

4 球化剂质量的判定

什么样的球化剂是最好的？这往往会成为诸多铸造厂的常年话题。其实，可以说，球化剂没有最好的，只有适合的，适合自己的就是最好的。

那么，到底该如何判定球化剂的质量哪？

有资料从球化元素在铁液中的反应热力学、反应动力学和球化剂生产过程质量影响因素、铸造厂使用过程工艺影响因素，提出了判定球化剂质量的标准如下：

（1）球化元素与铁水中硫、氧等元素的亲和力。亲和力强，并与之形成化合物，作为铁液凝固过程中的外来核心，如稀土、镁、钙等球化元素。

（2）球化元素改变石墨形态由片状变为球状的能力。

（3）球化剂的密度、沸点均低于铁液。密度小能够在铁液中自动上浮，沸点低于铁液处理温度，镁能在该处理温度下转化为气态，有自搅拌作用，从而改善球化效果。

（4）球化剂中氧化镁含量等于镁含量的10%左右。

（5）球化剂致密、无偏析、无缩孔缩松、不粉化。

（6）球化剂粒度分布均匀，无粉状合金，钝角多变形颗粒为好。

（7）球化剂不同批次的成分波动要小。

上述条件基本涵盖了球化剂生产和使用过程中的质量要求，因此可以作为供需双方判定或者验收质量的统一标准。

5 球化剂的选用

以上球化剂的质量判定标准，也可以说就是我们选用球化剂的依据，但那是按照普遍原理、普遍现象来说明，具体到球化剂的选用问题，现按照我们铸造厂的习惯来进行分析。

铸造厂在球化剂使用中遇到最多的普遍问题主要有：
(1)球化剂成分不准，并且波动。
(2)球化剂粉化合金粒度不合要求。
(3)球化剂不致密、上浮快，烧损严重。
(4)球化反应过于激烈，球化处理不良，球化剂加入量过大。
(5)球化处理后衰退快。
(6)球化后白口倾向大，有些部位出现硬点。

最重要的是防止生产全过程的氧化，使其减少到最小。特别是镁，直接影响球化质量。同时注意稀土的氧化，否则用户感觉难用。

(1)球化元素与铁水中硫、氧等元素的亲和力。亲和力强，并与之形成化合物，作为铁液凝固过程中的外来核心，如稀土、镁、钙等球化元素。

　　(2)球化元素改变石墨形态由片状变为球状的能力。

　　(3)球化剂的密度、沸点均低于铁液。密度小能够在铁液中自动上浮，沸点低于铁液处理温度，镁能在该处理温度下转化为气态，有自搅拌作用，从而改善球化效果。

　　(4)球化剂中氧化镁含量等于镁含量的10%左右。

　　(5)球化剂致密、无偏析、无缩孔缩松、不粉化。

　　(6)球化剂粒度分布均匀，无粉状合金，钝角多变形颗粒为好。

　　(7)球化剂不同批次的成分波动要小。

　　上述条件基本涵盖了球化剂生产和使用过程中的质量要求，因此可以作为供需双方判定或者验收质量的统一标准。