稀土镁球化剂

稀土镁球化剂

宋娟CONTENTS一稀土镁球化剂的特点二稀土与镁的含量三影响稀土和镁残留量的因素四钇基重稀土镁球化剂目录稀土镁复合球化剂保留了稀土和镁两种球化元素的优点，弥补了各自的弱点，是性能很好的球化剂，在生产中获得广泛应用。1.球化能力强，可以处理亚共晶和过共晶成分、含硫较高、含有反球化元素及温度稍低的铁液，适应目前国内的熔炼条件。一、稀土镁球化剂的特点2.球化反应动力学条件好，比较平稳，反应产物易排除，可用冲入法或型内法处理，处理工艺性良好。3.可减少缩松、夹渣、皮下气孔、冷隔等铸造缺陷。4.由于稀土的净化铁液、弥散合金化作用，减少了铸造缺陷，提高了球墨铸铁机械性能和耐磨性。5.含钇的稀土镁球化剂还具有一定的抗球化衰退能力。二、稀土与镁的含量稀土镁球铁中稀土和镁的含量有一个合适的范围和比例。稀土和镁在球墨铸铁中起了相辅相成的作用，由于稀土的净化和球化作用，较低的残留镁量就可获得球状石墨，在保证石墨圆整度上，镁起了主要作用。小件（30mm以下），残留镁0.03%~0.05%，稀土0.025%~0.035%即可保证球化良好，稀土的各种良好作用即可充分发挥，含量过高，易产生白口。对于高韧性球墨铸铁，尤其是铸态高韧性球墨铸铁小件，希望稀土含量0.01%~0.02%甚至更低，这时应适当提高残留镁量到0.04%~0.06%。中件（30~100mm），考虑到冷却较慢，适当提高稀土和镁含量。厚大件（大于100mm）应适当提高残镁量，严格限制稀土含量。各种类型铸件镁和轻稀土的合适含量范围见表1。使用钛钒生铁制造球墨铸铁时，为了抑制钛的反球化作用，应该使铸铁中稀土含量高于镁的含量。铸件类型断面尺寸（mm）含镁量（%）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轻稀土镁球铁中镁和稀土的适宜含量范围稀土镁球化剂中镁的含量超过10%，反应剧烈，冲入法时吸收率显著下降。镁含量过低则需要增大球化剂加入量，铁液温度不高的条件下，吸收率也不明显提高。目前铁液含硫量较高，球化剂含镁量不应低于6%，酸性冲天炉熔化铁液用冲入法处理，兼顾吸收率和处理工艺性，含镁7%~10%的球化剂较好。各种用途的球化剂成分见表2。表2常用稀土镁球化剂成份（%）序号应用范围MgRxOySiCuMnFe1中小件9~118~1035~40其余2高韧性球墨铸铁7~91~1.540~45其余3大型曲轴7~95~735~4010~13其余4小型曲轴7~95~735~386~8其余5含铜球墨铸铁大马力曲轴7~94~635~4020~23其余6大断面球墨铸铁件7~94~635~4014~16其余7型内球化7~94~638~42其余8钛钒球墨铸铁7~99~1145~53其余三、影响稀土和镁残留量的因素1.球化处理温度和原铁液含硫量的影响：稀土的脱硫能力比镁强，稀土与硫的亲合力较大，原铁液含硫量降低，消耗于脱硫的稀土量相应减少，残留稀土量增加，可能使石墨形状恶化。处理温度提高时镁的烧损增加较多，稀土烧损增加较少，残留稀土量也会相对提高。因此，处理高温低硫铁液时，球化剂中的稀土含量要相应降低。2.硅含量的影响：硅可与镁、稀土形成低熔点共晶，硅量提高，稀土镁合金易于熔制，熔点也较低，比重较小。型内球化的球化剂中，硅起孕育作用。冲入法球化时，球化剂带入的硅在浇注时孕育作用已消失，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%为好。3.铁含量的影响：铁会增加球化剂比重和熔点，对冲入法球化有利。但含铁量太高，易偏析，熔点高，熔制困难。球化剂中含铁量应低于30%。

4.其他元素的影响：有些球化剂中含有铜、镍、锰、钙、锆等元素，可以起复合孕育或合金化作用，并增加球化剂比重。加铜可使球化剂熔制方便，可与镁形成Mg2Cu和MgCu2等化合物，加入量20%左右。在熔制球化剂时锰以锰铁形式加入，难熔，易偏析，加入量不超过20%。四、钇基重稀土镁球化剂大断面球墨铸铁件用稀土镁球化剂，可采用钇基重稀土合金配制，对于改善中心部位石墨形状，提高韧性指标有一定作用。钇基重稀土镁球化剂是一种新型复合球化剂，它含有镁、钇基重稀土和轻稀土。除具有轻稀土镁球化剂性能外，还具备以下特点：1.球化能力强钇的球化能力仅次于镁，优于铈和钙。在含硫0.02%的原铁液中加入0.2%的纯钇（>99%）获得球状石墨。同样条件下加0.4%纯铈（>99%），只获得部分球状石墨。单纯加钇基重稀土球化剂时，残留稀土量0.08%可以保证球化良好。用纯镁做球化剂时，残留镁0.04%可保证球化良好。如果原子百分数相同时，钇基重稀土比镁的球化能力更强。2.抗球化衰退能力强在成分合适、孕育良好的条件下，钇基重稀土残留量达到球化最低含量的3.5倍，仍可以不出现白口。钇基重稀土的衰退速度又比镁慢。故可以增大其加入量，来进一步延长球化衰退时间。加钇后铁液含硫极低，不易回硫，也增加了抗球化衰退能力。3.脱硫能力强

钇基重稀土镁球化剂有很强的脱硫能力，处理后铁液含硫量一般为0.002~0.005%。为发挥钇基重稀土的特性，减少它在脱硫上的消耗，应尽量采用低硫原铁液。4.过冷度和白口倾向

钇的过冷度比镁大，比铈小。基重稀土镁球墨铸铁的白口倾向受碳、硅含量及冷却速度的影响，而且十分敏感。在低碳情况下很容易形成全白口，而高碳孕育良好时即使稀土含量很高（0.284%），也不出现渗碳