孕育剂培训教材课件.ppt

送给有需求的客户和朋友,铸铁孕育专题-----技术交流资料,蒋本林 2015.5.25,广东宏德铸造材料有限公司 华东区,开场白,孕育处理，可以说对于现在生产高强度铸铁来说是不可或缺的，而孕育剂的选用品种，加入方法，加入量是否恰当，直接影响产品质量为了让大家能系统的了解并掌握这部分内容，宏德通过多年实践汇总，有了本专题目录,一、孕育方法介绍二、常用孕育剂介绍三、孕育剂的选用四、孕育剂的质量判别五、孕育剂使用时应注意的问题,孕育方法介绍,对于生产铸铁件，选用合适的孕育处理方法非常重要，往往是决定产品质量的关键因素 每一种孕育处理方法都有其优点，同时也有一定的局限，迄今还没有一种能适应各种生产条件的处理方法 铸造企业都应该根据自己的具体条件，通过试验，选定最适合企业特点的方法 处理方法一经确定，就应严格控制工艺过程，以保证铸件质量稳定出铁时孕育,出铁时孕育也称为浇包孕育（Ladle Inoculation），是在铁液自熔炉或保温炉流向浇包时进行的孕育处理 这种处理方法既简单又方便，目前是应用最广的工艺，但采用时必须注意遵从作业要点不可在浇注前将孕育剂加在空浇包的底部 这样操作，会有部分孕育剂在与铁液作用前被氧化，而且孕育剂易于裹入炉渣，导致其利用率降低。

最好在出铁后、自浇包中铁液量约为出铁量的1/4时起开始孕育处理，通过定量漏斗将粒状 孕育剂均匀而分散地撒向液流，到浇包中铁液量约为出铁量的4/5时处理结束 这种作业方法，可利用液流的搅拌作用使孕育剂完全溶于高温铁液，提高其利用率 采用喂线法进行孕育处理效果更为稳定，但目前用于出铁时孕育的还比较少粒度选择,孕育剂的粒度因处理的铁液量而略有不同： 铁液量不到500kg时，粒度宜为13mm； 铁液量在500kg时，粒度宜为38mm 加入量一般为处理铁液量的0.20.4， 可视孕育剂的品种和铸件壁厚调整，并通过试验确定加入量过多，不仅无益，还会因不能完全溶于铁液而产生一些负面作用，如浇 包积渣、铸件产生夹渣缺陷、堵塞浇注系统中的过滤器件以 及因铁液过孕育而造成铸件缺陷等孕育剂粒度太大，也会因不能完 全溶于铁液而影响孕育效果，并造成铸造缺陷 出铁时用75硅铁进行孕育处理，孕育效果会很快地随时间的推移而衰退，孕育后57min，作用的衰退可在50以上，大约经15min后，孕育作用将大部或全部消失 为确保铸件质量，通常都要在孕育后10min内浇注完毕，最好在铁液自浇包注入铸型时进行再次孕育。

孕育方法,浇注时孕育,浇注时孕育也称为后孕育（Post Inoculation）或瞬时孕育，是在铁液自浇包注入铸型时进行的孕育处理 可将细粒孕育剂加入液流细粒孕育剂孕育,浇注时孕育不存在孕育衰退的问题，一般都用75硅铁作孕育剂，有特殊要求时也可用含其他合金元素的孕育剂 为使孕育剂能迅速溶于铁液并能均匀地分布于铁液中，应采用细粒，一般为0.20.7mm加入量大致为铁液的0.10.2 采用倾转式浇包人工浇注时，比较简便办法是采用吊挂在包嘴上的定量漏斗，浇注时开启下料口，孕育剂由重力作用落入液流 对于生产线上位置固定的倾转包，则以采用带料斗的微型螺旋给料器为好如普捷达随流孕育机，生产线上由保温炉经虹吸式浇嘴浇注的条件下，国外多采用干燥空气吹送方式 开始浇注时，由传感器控制开启气阀，将孕育剂加入液流中，采用这种加料方式的缺点是：难免有些粉状孕育剂被空气吹散，不能进入液流采用机械给料方式，也有容易堵塞而影响准确定量的问题喂线孕育,喂线孕育也是一种常用的方法，所用的包芯线直径一般在510mm之间，线芯材料为75硅铁 孕育剂加入量约在0.050.1之间 用保温炉经虹吸式浇嘴浇注的条件下，在浇嘴的塞杆附近喂入包芯线，喂线装置由计算机控制，在提起塞杆进行浇注的同时喂入包芯线，浇注完毕放下塞杆时停止喂线。

型内孕育,型内孕育是将孕育剂直接安放在浇注系统内，使其在浇注过程中与铁液作用，孕育剂溶入铁液的速率是工艺方案设计时应予以考虑的重点所用的孕育剂可以是细粒状料、由粉料加粘结剂制成的块料或预制块 按照铸件的工艺特点，孕育剂可安放在浇口盆内、浇注系统内或特制的过滤器件中浇口盆内孕育可以有两种方式， 一种是将块状孕育剂固定于浇口盆底部，浇注时逐渐溶入铁液浇注的铁液量较大时，可采用塞杆，这就更有利于孕育剂溶入铁液并均匀分布于铁液中 另一种是将块状孕育剂放在浇口盆内，浇注时浮在铁液上，也可说是浮硅孕育，只不过不在浇包中孕育采用此种方式时，应保证孕育块部分溶入铁液后尺寸仍大于直浇口的直径无论采用何种方式，浇口盆内都应有挡渣板浇口盆内孕育,浇注系统内孕育,浇注系统内孕育液也有两种方式，（a）孕育块固定于浇口窝内；（b）横浇道中设孕育槽可将块状孕育剂固定在直浇口下的浇口窝内，采用此种方式时，一定要用预制成块状的孕育剂，浇注过程中逐渐溶入铁液，实现有效的孕育 也可将孕育剂安放在横浇道中专设的孕育槽内，采用此种方式时，可用粒度为0.20.7mm的孕育剂，用量一般为铸型中铁液量的0.050.1浇注时，铁液从孕育剂的上方流过。

为避免孕育剂颗粒进入铸件，铁液流经孕育槽后必须通过有效的过滤片通过过滤片时孕育,这是一种比较新的型内孕育方法，将孕育剂安放在特制的滤片内，浇注时铁液流经滤片得到孕育处理，同时又可以防止残渣进入铸件型腔 采用发泡陶瓷滤片时，在两滤片间的空腔内装细粒孕育剂如采用通孔陶瓷滤片，则将预制成片状的孕育块置于两滤片间的空腔内孕育前的预处理,重要的薄壁铸铁件，如内燃机的缸体、缸盖等，需求量不断增长，冶金要求也日益提高，因而，灰铸铁孕育前的预处理逐渐受到了广泛的关注 生产薄壁灰铸铁件时，在孕育处理前进行预处理，不仅可避免组织中出现碳化物，而且可使过冷石墨（B型、D型和E型）减至最少研究结果表明，效果最好的预处理剂是结晶态的碳质材料，灰铸铁宜用8590的冶金碳化硅，也可用晶态石墨加入量一般为0.751.0，应用时需通过试验求得最佳用量 预处理剂加入铁液后，需要一定的时间使其溶于铁液，而且需要搅拌，所以，最好是在出铁前加入感应电炉进行处理 加入浇包中处理，只要操作得当，也可得到很好的效果如球铁用于覆盖常用孕育剂介绍,孕育剂品种繁多，但广泛应用的还是硅铁系近年来，对薄壁铸件的需求日益增多，对孕育处理的要求也更为严格， 在铸铁碳当量较低的情况下，采用含锶、钡、铋、锆或某种稀土元素的孕育剂，能较好地控制薄壁处的白口倾向。

采用含钡、铋和稀土元素的孕育剂，可减缓孕育的衰退 碳质孕育剂的应用近来也日渐增多 关于孕育剂的选用，虽然已进行了大量的研究工作，但还不足以形成普遍适用的准则，铸造厂需考虑自己产品的特点、参考其他单位的经验进行试验，并考核供应厂商产品的质量，再根据试验结果作出最适合本企业条件的选择75硅铁,75硅铁是最常采用的孕育剂，其中的铝、钙含量对孕育效果有重要的作用，有报道说，不含铝、钙的硅铁对灰铸铁的孕育作用很小，甚至没有作用 一般认为：在铁液中，铝和钙会与氧、氮反应，形成高熔点的化合物，成为石墨结晶的核心而且，加入孕育剂后，铁液中可形成局部的富硅微区，有利于石墨析出采购孕育用硅铁时，不能不考虑其中铝和钙的含量 对于作孕育剂的75硅铁，美国相关标准规定含铝量为0.751.75%，含钙量为0.51.5% 我国标准GB/T 22721987中有不同铝含量的75硅铁牌号，铝含量的上限值分别为0.5、1.0、1.5%和2.0，含钙量的上限值则为1.0但是，铁液中的铝含量不能太高，加入0.01的铝，就可能导致铸件产生皮下气孔选择孕育剂品种和确定孕育剂用量时，对此也应有所考虑硅锶孕育剂,硅锶硅铁消除白口的能力很强，特别有利于改善薄壁铸件中石墨的形态和分布状况，使不同厚度处组织的差别更小，过冷组织只见于铸件的表层。

目前，我国已有含锶硅铁供应，其中锶含量有0.61.0%和1.02.0%两种一般可选用含锶0.61.0%的品种，锶含量过高则不能充分发挥其作用 含锶硅铁的加入量约为75硅铁的一半 该孕育剂成分(Si)75；W(Ca)0.1； (Sr)0.6 1.8 ； (A1) 0.5 优点是防止铸件薄壁部位出现气孔，针孔，夹渣和缩松等缺陷有效防止薄壁铸件的渗漏硅锶孕育剂在欧美、日本应用广泛，在国内活塞环铸件几乎全部使用，缸体、缸盖等复杂结构的薄壁铸件及要求铁素体含量高的铸件，多数也采用该孕育剂硅锶孕育剂,锶改善铸铁石墨形态，提高断面均匀性，延长孕育衰退时间锶钡同属碱土金属，有长效孕育作用 生产实践表明：铸件的共晶团数量增多，则则疏松倾向增大；共晶团数量减少，则白口倾向增大 硅锶孕育剂不明显增加共晶团数，线收缩敏感性小，而消除白口倾向却很强，有利于减少铸件疏松 对于球墨铸铁：浇注5 mm试片，硅锶孕育剂加入02 ，石墨球数达到450个mm2，铁素体量达到90孕育量超过02，5 mm试片石墨球数、铁素体革不增反减，原因是薄壁冷却太快，超量孕育剂获得熔化潜热不足，难以溶解扩散，孕育作用受到抑制 浇注l030 mm试样，硅锶孕育剂加入025，石墨球数和铁素体量比5 mm试片略有增加，孕育量达到06，石墨球数达到500个m m ，铁素体量达到100。

该孕育剂特别强调 (Ca)01 ，有利于减少锶的渣化，确保孕育作用到目前为止尚未探明硅锶孕育剂特殊孕育效果的原理，只是生产实践中证实了上述功效应该说明的是硅锶孕育剂含铝量越低越好，但盲目追求过低的含铝量，只会增加生产成本硅钡孕育剂,硅钡孕育剂消除白口和石墨化能力强、抗孕育衰退效果好，目前是国内外铸造工厂使用最为广泛的孕育剂 该孕育剂的成分为 (Si)72；W(Sa)10 20 ； (Ca)10 20 ； (A1)1020 钙与钡同属碱土金属，钙能生成氧化物、硫化物、氮化物，造渣净化铁液和构成晶核内物质钡则是碱土金属中活性最大的元素，与氧生成稳定的化合物，具有良好的脱氧作用铸铁凝固后并不含钡，其长效抗衰退能力，被认为是因为钡的氧化物在铁液表面形成“气套”，阻止氮与氧的溶入 由于该孕育剂的加入量为0.3-0.4%，因此孕育剂中含有的AL（2%），对铸铁含气量影响不大AL作为脱氧剂，有弱孕育作用，能生成稳定的氮化物，减少氮的负面作用，延长孕育作用时间 人们对孕育剂中的AL的看法不一致，但经过实践证实，此种孕育剂的孕育效果非常理想硅钡孕育剂,硅钡孕育剂比硅铁孕育效果显著，用于灰铸铁孕育作用如下： 石墨化能力强，有效消除硬质点和边缘白口 改善断面均匀性，不同断面可以控制在10HBS内 降低铁液过冷倾向，增加共晶团数，提高铸铁强度 使D、E型石墨转变为A型石墨 用于球墨铸铁孕育作用如下： 增加石墨球数量，石墨圆整度好，球化等级高 消除球化带来的白口倾向，确保铸态无渗碳体 抗衰退能力强 对于铁素体球铁，采用二次孕育，促进形成铁素体，提高延伸率 对于珠光体球铁，改善石墨等级，提高球化等级，提高力学性能。

硅锆孕育剂中w(Zr)36 锆与氮反应生成氮化物降低铁液中的溶解氮，抑制孕育衰退减少氮气孔 废钢中有较多的氮，炉料中如果废钢比例大，使用硅锆孕育剂，可以减少铁液因此产生的缺陷 镁、锆、稀土可以降低铁液的含氢量，溶解氢会增大铸铁过冷度增加白口倾向，降低铸铁的抗拉强度和韧性因此减少溶解氢量，有助于提高铸铁的内在质量锆在铁液中生成ZrC可以作为石墨形核的核心，增加共晶团数， 少量zr溶于基体起到微合金化的作用微量Zr是有效的石墨化元素，超过一定量则是很强的碳化物形成元素，锆的碳化物可以增加析出和细化奥氏体枝晶，提高铸铁强度锆、锶、钡的碳化物和氧化物，晶格常数与石墨接近，它们与氧的亲和力较弱，滞后发生氧化反应，因此抗衰退能力强 总之，硅锆孕育剂抗衰退能力强，改善石墨组织，有效消除白口倾向，能使灰铸铁获得均匀细小的A型石墨铸造生产中采用硅锆孕育剂的有机床类铸件，汽车配件安保类铸件等等硅锆孕育剂,硅钙孕育。