球化处理作业指导书

1/球化处理工艺
对球墨铸铁曲轴其球化处理工艺非常重要，曲轴的力学性能主要依靠球化质量来保证，我们选用低镁球化剂，球化反应比较平缓，铁水一次出完，球化效果比较好。

具体球化、覆盖等工艺改进如下。

球化剂（5%-7%Mg）→铁屑覆盖（1.5-2kg）→加铁水（400 g）一球化反应（50-70s）。

2/孕育处理工艺
加硅铁（一次孕育）→浇包加硅铁粉（二次孕育）→浇注随铁水流孕育（三次孕育）。

3 曲轴的清理
曲轴浇注后，大约在50～60min，可以翻箱倒铁丸取件，铸件冷却到50℃以下，可以去除冒口和浇注系统，曲轴用悬挂式抛丸机进行表面抛丸，每组20件，大约抛丸15min左右，曲轴表面要达到无粘砂，光亮为好。

采用电动角磨机和风动工具清理飞边毛刺。

4.1铁水的检验
要铸造优质的曲轴，必须保证铁水质量，特别是铁水的化学成分，其次是铁水的出炉温度（球化处理时铁水温度）和浇注温度。

铁水化学成分检验元素及检验频次见表4。

在重要铸件生产中，对材质要求高，如球墨铸铁要求P≯0.04%、S≯0.02%，铸钢要求P、S均≯0.025%，采用热分析技术及时准确控制C、Si含量，。

冲入法球化处理流程一、准备工作。

咱要做这个冲入法球化处理呀，那前期准备可不能马虎。

得先把要用的东西都找齐喽。

比如说球化剂，这可是关键的东西呢，就像做菜的盐一样重要，没它可不行。

还有孕育剂，这俩就像是好搭档，互相配合着才能把活儿干好。

在找这些材料的时候呀，咱得挑质量好的。

可不能随便抓一把就用，就像挑水果一样，得挑新鲜又饱满的。

然后就是处理的容器啦，得保证它干净整洁，没有杂质，要是里面脏脏的，那肯定会影响最后的效果呀。

二、球化剂的放置。

把球化剂放进处理容器的时候也有讲究。

咱不能一股脑儿全倒进去，得按照一定的量来放。

就像做饭放调料，放多了太咸，放少了没味。

一般呢，是根据要处理的东西的量来确定球化剂的量。

要是这个没把握好，那最后的成品可能就不是我们想要的球化效果了。

而且放球化剂的时候，也要注意它在容器里的分布。

不能让它都堆在一个地方，要尽量均匀一点。

可以想象一下，要是你在花盆里种花，种子都堆在一个角落，那肯定长不好呀。

这里也是一样的道理，均匀分布才能让球化反应更好地进行。

三、孕育剂的加入。

等球化剂放好了，就轮到孕育剂登场啦。

孕育剂的加入也不是随随便便的哦。

它加入的时间点很关键呢。

如果加得太早，可能会被球化反应给影响了；要是加得太晚呢，又起不到它应有的作用了。

我们得在合适的时机把孕育剂加进去。

这个时机呀，就需要一点经验和感觉了。

就像烤蛋糕，什么时候加那点柠檬汁，得掌握好火候一样。

孕育剂加进去之后，也要让它和里面的东西充分混合，这样才能让它发挥最大的功效。

四、反应过程。

当球化剂和孕育剂都在容器里准备好之后，就开始反应啦。

这个反应的过程就像是一场小魔术呢。

你会看到里面的物质开始发生变化，慢慢地朝着我们想要的球化状态发展。

在这个过程中，我们要密切观察。

就像照顾生病的小伙伴一样，要时刻盯着，看看有没有什么异常情况。

如果发现有什么不对劲的地方，比如反应太剧烈或者太缓慢，那我们就得想想办法了。

是不是球化剂或者孕育剂的量不对呀，还是有其他的干扰因素呢？五、后续处理。

铸铁的球化处理球化处理是在浇注前向铁液中加入少量的某种添加物，以改变石墨的结晶特性，使其以球状析出，最终获得球墨铸铁的一种工艺。

本章着重介绍铸铁球化处理的理论基础及工艺方法。

第一节球化处理的理论基础在第二章第三节我们介绍了球墨铸铁的凝固过程及石墨球化的机理。

虽然对石墨球化机理的认识至今还很不一致，但是如果把这些理论归纳起来可以看出石墨球化的本质在于石墨与铁液界面能的变化。

这使我们认识到，对于界面控制生长的石墨析出过程而言，铸铁溶液中球状石墨的生长是一个非稳定生长，其生长过程除与其本身晶体结构特性有关外，主要受影响石墨与铁液界面行为的因素控制。

球化处理就是通过影响石墨与铁液的界面行为来改变石墨结晶过程，从而得到理想的石墨形态。

本节主要介绍影响石墨界面稳定性的因素及其与石墨结晶过程的关系。

一、强吸附元素的概念原子在界面上的吸附被认为是影响界面稳定性的最主要因素之一。

彻诺维（Chernov）使用原子在晶体界面上停留时间与台阶推进时间的关系来定义强吸附元素。

设台阶的距离为ｌ，台阶推进的速度为V，原子在晶体界面上停留的时间为τ，如果τ＜＜1/V，则原子在界面上停留时间短；如果τ＞＞1/V，则原子停留时间长。

原子的停留时间可按下式计算τ＝υ-1exp(U/kT)式中υ──原子的振动频率；υ≈1012s-1U──原子在晶体表面的吸附能例如某原子在晶体表面的吸附能U≈20J/mol，则可由上式计算出其室温下在晶体表面的停留时间τ≈10-8s，此时原子的吸附能是弱的，原子在晶体表面的停留时间很短，该原子被认为是弱吸附原子。

根据彻诺维的计算，强吸附原子的U值在50～60J/mol 之间。

二、强吸附元素引起的动力学过冷卡布雷拉（Cabrera）认为，强吸附元素吸附在晶体表面上时会在晶体表面形成一个网络，形成网络的原子之间的距离影响着晶体长大所要求的过冷度。

如图4-1所示，如果形成网络的原子之间的距离小于晶体中台阶在所处温度下的临界形核尺寸2ρc，则台阶向前推移受到网络的阻碍。

球墨铸铁球化处理方法
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1．表面添加法 2．冲入法 3．柱塞法
4．压力添加法5．其它特殊处理方法
●冲入法所用的铁水包必须在铁水包内制作凹部,将球化剂装入其凹部。

●然后添加覆盖材料0.8-1.1％，；将球化剂盖严。

●当使用同一的铁水包连续处理时，要确认铁水包凹部无残留熔融金属及夹杂物后，方可投入球化剂。

●出炉方法：在往铁水包中冲入铁水时，要从凹部装有球化剂相反一侧冲入铁水，以免熔融金属直接冲
入凹部。

出铁速度要快。

球化剂
注：☆YCeSiFeMg3-8主要用于球铁件生产流水线上，球化处理后在保温浇注炉中存放30－60分钟场合；Ca、Ba与Re、Mg含量可按用户要求特殊加工。

产品料度与包装：通常粒度5－25mm,也可按用户要求特殊加工，包装25 Kg。

第三节球化处理工艺球化处理主要包括以下内容：（1）铸铁化学成分的选择；（2）球化剂的选择、加入量；（3）球化处理方法；（4）球墨铸铁的孕育处理；（5）球化效果的检验。

球墨铸铁球化处理工艺的制订应充分考虑球墨铸铁的牌号及其对组织的要求、铸件几何形状及尺寸、铸型的冷却能力、浇注时间和浇注温度、铁液中微量元素的影响以及车间生产条件等因素。

一、球墨铸铁化学成分的选择同普通灰铸铁一样，球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。

对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。

同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。

下面着重介绍这些元素在球墨铸铁中的作用及其选择原则。

1、碳及碳当量碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。

由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。

铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。

将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。

但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。

因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。

2、硅硅是强石墨化元素。

在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。

但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度（见图4—6），降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。

球墨铸铁中终硅量一般在1.4—3.0%。

选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。

硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。

图4—6 硅对铁素体球墨铸铁脆性转变温度的影响球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图4—7进行检验。

如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。

球墨铸铁感应炉熔炼炉前处理作业指导书本标准适用于感应炉熔炼球墨铸铁件的生产。

1原材料准备1.1球化剂1.1.1球化剂的牌号选择如下表：1.1.2球化剂粒度5～25mm。

1.1.3球化剂必须有质量保证书方可投入使用，严禁使用受潮或混合型号的球化剂。

1.2孕育剂1.2.1孕育剂采用FeSi75和18号长效孕育剂。

1.2.2 FeSi75粒度10～20mm，18号长效孕育剂粒度5～10mm。

1.2.3FeSi75必须进厂检验合格后方可投入使用，严禁使用受潮的孕育剂。

2炉前处理2.1原铁水化学成分要求如下表（％）2.2球化处理前对调整好成分的铁水取样快速分析C、Si含量，出铁水温度1540℃~1610℃。

2.3球化及孕育处理2.3.1将称量好的球化剂（根据实际情况调整）放入球化包堤坝内侧，平整紧实后再加入称量好的硅铁（粒度10～20mm），盖好铁末。

2.3.2先急后绶出定量铁水到球化包内。

2.3.3待球化反应完毕，铁水表面撒集渣剂扒渣并覆盖集渣剂或草木灰。

3炉前控制3.1球铁化学成分控制范围如下表（％，用户有特殊要求的除外）3.2铁水球化处理前利用热分析仪取样分析C、Si个含量，为炉前处理提供依据。

每包球化后取样分析Si含量，抽样检测Mn、P、S、Mg、Re含量，在前、中、后期取样分析，每炉次不少于3次，并由化验室做好记录。

3.3球化后的铁水浇注到最后一箱铸件时铁水进行快速金相分析。

每包铁水浇注的铸件应作出标记，最后一箱球化级别达不到4级的，该包次铸件出砂后应单独存放，逐件检测球化级别，将球化级别达不到4级的挑出报废。

3.4球化处理完毕至浇注完毕不得超出10分钟。

3.5抽样检测球铁的机械性能，每班次不得少于3次，应在本班次的前、中、后期分别浇注Y型试块，每次浇注应在本包铁水的中、后期。

3.6生产过程中应做好各项原始记录，并存档备查。

铸态QT400-18球墨铸铁熔作业指导书本作业指导适用于800公斤球化包处理500-800公斤QT400-18球铁。

一、原材料：1、球铁用生铁，废钢根据TJG03.7.01-08原材料验收标准进行控制。

2、回炉铁：对不同牌号的球铁回炉铁进行分类存放，配料时分别使用。

且回炉铁的杂质、泥沙必须清理干净。

3、特别注意废钢的质量，一方面，废钢厚度＜3mm，锈蚀严重，会使铁水含气量增加，铁水氧化，球化剂消耗量增加，造成铸件球化不良。

另一方面，废钢中混入合金钢，会使铸件产生碳化铁，使塑性、韧性降低。

４、球化剂主要选用Mg8RE35、孕育剂：(1)孕育剂主要选用SiBaCa ,并且要达到工艺要求的粒度。

(2)对于厚大铸件、浇注时间较长，需用75Si铁与硅钡合金（Si:60-68%,Ba:4-6%,AI:1.0-2.0%,Ca:0.8-2.2%）进行复合孕育。

混合比为7∶3(3)75Si铁与硅钡复合孕育剂配比，要专人负责。

二、配料配料要求铁水成分达到以下范围原铁水碳：3.7-3.9%; 硅1.0-1.2%; 锰:0.15-0.2%; 磷:≤0.06%; 硫0.05%(脱硫处理后的成分),要求每包取原铁水激冷试样一个做为化验用,试样编号为日期+包次顺序,如:2010年8月2号第一包球铁激冷试样,编号为20100802-1也可以将年去掉,编号为0802-1,第二包激冷试样编号为0802-2,以此类推.球化处理后的最终成分:碳：3.4-3.8%; 终硅2.6-2.9%; 锰:0.15-0.2%; 磷:≤0.06%; 终硫0.02%; 残镁0.04-0.06%; 残稀土：0.02-0.04%。

要求每包取球化后铁水激冷试样一个做为化验用，试样编号为日期+包次顺序，如2010年8月2号第一包球铁激冷试样,编号为20100802-①也可以将年去掉,编号为0802-①,第二包激冷试样编号为0802-②,以此类推。

原铁水和球化后同一包铁水的激冷试样编号一致，便球化后的激冷试样最后包数加圈，用以分辨。