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碳質(zhì)孕育劑主要用于鐵液孕育前的預(yù)處理,一般都是結(jié)晶態(tài)的碳質(zhì)材料。有研究報告稱:對于灰鑄鐵,以85~90%的冶金碳化硅效果較好,晶態(tài)石墨也有效。預(yù)處理時的加入量一般為0.75~1.0%,應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果求得較佳值。
孕育劑的主要作用在于促進(jìn)石墨形核,而且當(dāng)碳含量與硅碳比變化不大時,單位鐵水體積內(nèi)的形核數(shù)日也是有一定限度的。
孕育劑一般由促進(jìn)石墨化的元素或合金組成。孕育劑的種類目前較多,選用的原則是孕育劑效果好而價格低廉。目前的孕育劑仍然是以硅為基礎(chǔ),國內(nèi)大多數(shù)采用含75%硅的硅鐵,除硅外亦含有一定量的鋁和鈣。
近年來國外對孕育劑的研究頗多,有比較多的報告指出,對于片狀石墨鑄鐵來說,純硅或純硅鐵很少或沒有孕育作用;硅鋇合金:用含鋇20~30%的硅鋇合金作孕育劑,能顯著降低鑄鐵的白口傾向,并可使保持孕育效果的時間增至30min左右,特別適用于大型鑄件。真正起作用的是硅鐵中的一定數(shù)量的鋁和鈣;除鋁、鈣外還有一些元素引進(jìn)孕育劑以后,能提高孕育效果,它們是:鍶、鋇、鈣、鋁、鈦、鋯(按加強(qiáng)孕育作用的程度排列)此外,在孕育劑中加入碳都可起孕育作用。
接種物與接種衰弱的關(guān)系非常密切。硅的孵育時間相對較短,主要是通過刺激自生核的形成而起到孵育作用。在高溫下保持較長時間后,擴(kuò)散會減弱自生核的濃度漲落和能量漲落,導(dǎo)致自生核的逐漸減少。鋇是一種很好的孕育元素。2、由于碳化硅微粒子進(jìn)入鑄件中起到核心基底作用,經(jīng)它為中心形成核心,碳化硅微粒越細(xì)、越多生核能力強(qiáng)。它產(chǎn)生離子二碳酸鋇,相對穩(wěn)定。此外,它的比重大于鈣,蒸汽壓也較小。衰變時間可以延長。這是一種很有前途的孕育劑。
鋁、鈦、鋯等金屬除碳化物可用作核外,還具有較強(qiáng)的脫氧能力。進(jìn)一步還原鐵水,減少氧鈣結(jié)合,為鈣碳結(jié)合創(chuàng)造有利條件,促進(jìn)鈣二元核的形成,在較長時間內(nèi)保護(hù)鈣二元的作用。
高鋁低鈣硅鐵孕育劑對消除灰鑄鐵白度效果顯著。含鉍硅鐵孕育劑彌補(bǔ)了單獨(dú)添加鉍效果不明顯的不足。硅鋯孕育劑能細(xì)化奧氏體枝晶,提高鑄鐵強(qiáng)度。粒度亦不宜過細(xì),粉末狀的孕育劑極易氧化燒損、失去孕育作用,而且會造成鑄件夾渣。在孕育劑中加入錳可以降低多元合金的熔點(diǎn),促進(jìn)其在鐵水中的擴(kuò)散和吸收。硅、鈣、鋇、錳等孕育劑在這方面的作用尤為突出。
稀土孕育劑對降低白口鑄鐵的脆性有特殊作用。對于亞共晶灰鑄鐵,在不刻意降低碳含量的情況下,可以顯著改善石墨形態(tài),提高鑄鐵的強(qiáng)度,從而提高可加工性。
內(nèi)接種塊是節(jié)約資源、培育優(yōu)良效果的一種途徑。陶瓷泡沫過濾器被添加到澆注系統(tǒng)中,并且兩者構(gòu)成鑄件的組合。孕育塊將受到更多鑄造企業(yè)的青睞。