球墨铸铁的石墨漂浮及其防止措施

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球墨铸铁的石墨漂浮及其防止措施

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石墨漂浮及其防止
石墨漂浮是球墨铸铁特有的缺陷，通常发生在壁厚>25mm的铸件上，因此也是大型、厚壁球墨铸铁件的一种常见缺陷。石墨漂浮的特征是在铸件的上表面聚集了大量石墨，宏观断口呈均匀黑斑状。在石墨漂浮的密集区，可看见球状石墨形态已被破坏，成为“开花形”，并通常与硫化镁和氧化镁聚合在一起。经化学分析，碳、镁、稀土及硫含量有偏高的现象。通常认为，石墨漂浮的产生过程是由于碳、硅含量高，铁液冷却速度缓慢，析出多量的大径石墨，并在铸件上部偏析而集聚。石墨漂浮的存在，降低了铸件的力学性能，也影响了铸件的表面质量。
石墨漂浮的产生主要与碳当量有关。经验表明，在生产厚壁球墨铸铁件选择化学成分的时候，既要注意防止缩孔、缩松，又要防止石墨漂浮。为了防止缩孔等收缩缺陷的出现，可用设置冒口或冷铁的方法来解决。
除了碳当量过高，还与铁液中存在过多的氧化物浮渣和硫化物浮渣有关，由于它们的存在而加剧了石墨的漂浮。
防止石墨漂浮，除了控制碳当量以外，还需采取如下具体措施：
(1)Mn量限制在最低的需求量，并尽量降低原铁液的S量。
(2)控制残余稀土含量，其含量(质量分数)应<0．06％。
(3)保持在还原性气氛中熔炼。
(4)浇包应清铲干净，彻底去除残渣。
(5)用纯镁处理时要扒尽铁液表面的浮渣。
(6)孕育处理要迅速搅拌，充分除渣。
(7)在高温(1480~1510℃)下孕育。
(8)采用高温熔炼，低温浇注。
(9)尽量加快铸件的凝固速度，例如在铸件厚壁处设置冷铁。
(10)在生产特大断面铸件时，可添加适量的石墨化阻碍元素。