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稀土元素球化能力次于镁,国内球化剂中的稀土含量一般分为高量(7%~9%) 、中量(4%~6%)和低量(1%~3%)三档。
稀土有轻稀土和重稀土之分,国内生产普通球墨铸铁主要以镧(La)为主的轻稀土球化剂,但是随着对重稀土的不断研究,其在厚大断面球铁中已经开始使用,而且使用效果良好,可以有效地克服厚断面大型球墨铸铁件易出现断面敏感性强、断面中心部位力学性能低等问题。一些铸造企业只对球化剂中的Mg元素进行检测,并作为其中有效Mg的含量。
球化剂的化学成分主要包括镁、稀土、硅、钙、钡、铁等元素。缩松,宏观的出现在热节处,细微的收缩孔洞,大多是孔洞内部互相连通。其中,镁是常用的球化元素,具有强烈的石墨化作用,可促进石墨球的形成。稀土元素可以提高球化剂的活性和稳定性,改善铸铁的组织结构和性能。硅、钙、钡等元素则作为辅助添加剂,进一步提高球化效果。此外,根据球化剂的不同类型和制造工艺,还可能包含其他元素,如铝、镍等。这些元素的选择和配比对球化剂的性能和使用效果具有重要影响。
需要注意的是,不同类型的球化剂其化学成分也会有所不同。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。例如,镁基球化剂主要以镁为主,同时添加适量的稀土元素和辅助元素;稀土镁基球化剂则是以稀土元素和镁为主要成分,同时加入适量的硅、钙等元素;钙基球化剂则主要以钙为主要成分,同时加入适量的镁、硅等元素。
因此,在选择和使用球化剂时,需要根据具体的生产需求和工艺条件来确定合适的类型和化学成分。同时,也需要注意球化剂中各种元素的含量和比例,以确保其能够改善铸铁的组织结构和性能。
球化剂对铸件质量的影响是多方面的,这些影响主要体现在以下几个方面:
石墨形态的改变:球化剂的主要作用是将铸件中的石墨从片状或团状转变为球状。球状石墨对铸铁的力学性能有着积极的影响。它有助于减少铸铁中的应力集中,从而提高铸铁的强度和韧性。
减少缩孔和裂纹:由于球状石墨具有较小的表面积与体积比,可以减少石墨析出时的体积变化,进而减少铸件中的缩孔和裂纹。这有助于提高铸件的致密性和完整性。
球化剂的主要作用
促进球状组织形成:球化剂能够加速和促进孕育体的形成和转化,使其形成球状结构,从而改进金属材料的力学性能、韧性和塑性。
改进铸造性能:球化剂可以改进铸造材料的流动性和渗透性等性能,使得铸造的铁件或铜件性能更加均匀,毛坯更加紧密,表面更加光滑。
增强耐磨性:球化剂可以使材料中的孕育体变成球状,从而有助于提高材料的耐磨性和耐腐蚀性等,提高材料的使用寿命。
提高机械性能:球化剂可以提高金属材料的机械性能,包括强度、硬度、延展性和韧性等,使得铸件具有好的机械强度和稳定性。
改进加工性能:球化剂可以改进金属材料的切削性能和铣削性能,使得材料的精度更高,可加工性好,在制造业中得到广泛应用。
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