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INITEK球铁处理工艺 与传统顺序有别
发布时间:
2016-01-26 00:00
来源:
NITEK工艺是一种用于球墨铸铁球化处理的工艺,由Foseco公司于数年前开发,2008年、2010年该公司的E. Berthelet就其专用处理转包获得了专利。目前,欧洲和日本都有应用的报道,以下是该工艺的大致情况。
1.1INITEK工艺的要点
这种工艺的要点有4项:采用Foseco公司的专利转包;用热分析法掌握铸铁过程中的主要参数,从而严格地控制生产过程;控制铁液的化学成分;控制铁液中氧化物、硫化物含量。前两项目前尚未见具体报道,这里只提及后两项。
(1)控制铁液的化学成分 在原铁液成分相同的条件下,采用INITEK工艺,球墨铸铁中铁素体可增加25%~50%。因此,为使球墨铸铁具有相同的力学性能,原铁液的硅含量(质量分数)可降低12%~24%,碳含量可提高4%~8%,而且可以适当提高锰含量。
(2)控制铁液中氧化物、硫化物 铁液中氧化物、硫化物的含量和特性,是石墨生核的重要条件,影响共晶团的数量及其组成,从而影响球墨铸铁的各种性能。
2.处理铁液的作业顺序和时机
INITEK工艺的特点是改变了通常先进行球化处理、后进行孕育处理的作业顺序,在球化处理前,进行前期孕育处理。
(1)前期孕育处理 在球化处理前,先进行前期孕育处理,可以降低铁液中氧和硫的活性,并在铁液中形成大量氧化物和硫化物,作为石墨生核的异质核心,而且其有效的时间保持较长。关键在于孕育剂的成分和加入量。Foseco公司提供的孕育剂INODEX的成分见表1。
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在专用转包处于水平位置时进行前期孕育处理,孕育剂置于包内的容器中,粒度为0.5~2.5㎜。处理后,铁液中形成大量氧化物和硫化物,而且有大量夹杂物上浮。处理的时间要监控。
(2)球化处理 前孕育处理后,经一定的时间,将转包旋转到垂直位置,进行球化处理。球化剂为镁硅铁合金,加入量为铁液的0.65%~1.0%,按镁硅铁合金的成分、铁液温度以及转包的容量具体确定。
Foseco公司提供的球化剂有两种,其化学成分见表2,粒度为4~10㎜。
(3)随流孕育 转包运送到浇注位置后,扒除液面的渣滓,注入转运包或直接浇注铸型。浇注时进行随流孕育。
前期孕育处理、球化处理及浇注,都用同一专用转包完成。专用转包及处理过程的概况参见附图。
附图 专用转包和及处理过程的概况
图中○1为转包处于水平位置,孕育剂在包内,接受铁液即进行前孕育处理;○2为前孕育处理后,转包转到垂直位置,球化剂在包内,进行球化处理;○3为球化处理后,将铁液注入转运包(或直接浇注铸型),进行随流孕育。
3. 采用INITEK工艺的效益
据报道,采用INITEK工艺的很多优点,主要如下:
(1)镁的收得率提高 由于进行了前期孕育处理,球化处理时铁液中氧和硫的活性大为降低,镁的收得率可比盖包法处理高35%~75%。例如:用盖包法时球化剂加入量为1.15%;用INITEK工艺时,球化剂加入量为0.75%。
(2)球化处理的衰退减缓 由于球化处理前铁液中氧和硫的活性降低,球化处理的衰退明显减缓,处理后到浇注可经30min而不影响铸件的质量。因而,可以延长浇注时间,提高生产效率。
(3)白口倾向减轻 由于铸铁中溶解的镁量减少,白口倾向减轻。对成分相同的原铁液进行球化处理,与用盖包法对比(见表3),采用INITEK工艺时,因球化剂加入量较少,球墨铸铁的硅含量较低,但铸铁中铁素体含量较高,而硬度较低,球墨铸铁的收缩倾向有所减轻。
采用INITEK工艺时,试样中铁素体含量为35%,高于用盖包法制得的试样。如果保持铁素体/珠光体的比值相同,达到相同的硬度(>220HBW),则可以调整配料,将硅含量降低到2.15%左右。
对于要求强度、硬度较高的球墨铸铁,可以减少铜的加入量。
也可以在配料中采用价格低廉的含锰废钢,以降低生产成本。
(4)降低能耗 据Foseco公司的介绍,采用INITEK工艺可以降低铁液的出炉温度和浇注温度,从而可降低能耗。
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