屈紅宇，靳存文，徐清軍，張學(xué)魁

河南省金太陽(yáng)精密鑄業(yè)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453000

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

在球墨鑄鐵件的生產(chǎn)過(guò)程中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，要求同一爐產(chǎn)品附鑄試塊的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率及球化率必須在材質(zhì)牌號(hào)要求的范圍內(nèi)，這一要求在理化檢驗(yàn)規(guī)范中必須嚴(yán)格控制，特別是試塊球化率不合格，我們都要看鑄件本體金相，如果鑄件本體金相球化率達(dá)不到90%以上，鑄件就必須報(bào)廢，這會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2019年2月中旬，我公司理化室在常規(guī)隨爐附鑄試塊拉伸試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)球墨鑄鐵試塊抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率有不合格現(xiàn)象（見(jiàn)表1），從試樣上截取的金相塊球化率也只有65%～80%，不合格（見(jiàn)圖1），我們馬上檢測(cè)本體金相，結(jié)果一部分鑄件本體金相球化率只有70%～85%，因此性能不合格的鑄件必須報(bào)廢。

圖1 金相塊球化率

2 球化不良分析

球化不良現(xiàn)象出現(xiàn)后，我廠加強(qiáng)了原鐵液和球化處理后的鐵液中硫的檢測(cè)，以及對(duì)回爐料使用的控制，防止此類(lèi)問(wèn)題發(fā)生。

要想生產(chǎn)高質(zhì)量的球墨鑄鐵件，球化率必須達(dá)到90%以上。通過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)并參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，我們認(rèn)為影響球化率的主要因素有以下幾個(gè)方面。

表1 QT450-10球墨鑄鐵件性能檢驗(yàn)結(jié)果

（1）殘留鎂量或稀土量過(guò)低 球化劑要有足夠的加入量，在球化處理時(shí)，應(yīng)盡量降低鎂的燒損，提高球化劑吸收率，如采用蓋包球化等。

（2）孕育作用不強(qiáng)或衰退 孕育衰退產(chǎn)生的原因主要與孕育劑加入量少或孕育工藝不完善有關(guān)。由于鎂的存在是球化的必要條件，而充分的孕育處理是促進(jìn)石墨化的保證，因此只講球化處理而不重視孕育處理，是生產(chǎn)不出高質(zhì)量球墨鑄鐵的。

防止孕育衰退的措施：孕育劑的選用和加入量要適當(dāng)，使用含鋇、鈣的長(zhǎng)效孕育劑，采用二次孕育、隨流孕育的復(fù)合措施。

（3）干擾元素含量過(guò)高

1）原鐵液S含量高：S是反球化元素，在球化反應(yīng)時(shí)消耗球化劑中的Mg、Re，阻礙石墨化，降低球化率。硫化物夾渣如不能排除干凈還會(huì)造成鐵液回硫，再次消耗球化元素，加快球化衰退，進(jìn)一步影響球化率。因此，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。

防止措施：為了達(dá)到高的球化率，應(yīng)控制原鐵液wS在0.02%以下。

2）反球化元素過(guò)量：嚴(yán)格控制反球化元素，特別是鈦和鉛的含量。

防止措施：選用高純生鐵，控制廢鋼和生鐵中的反球化元素。

（4）鐵液溫度過(guò)高或過(guò)低 球化鐵液溫度過(guò)高，覆蓋劑不能壓實(shí)，致使球化劑熔化速度過(guò)快從而造成燒損過(guò)多。但球化鐵液溫度低于1390℃時(shí)，合金不易熔化，球化反應(yīng)不完全，球化級(jí)別難以達(dá)到要求。另外，在球化劑上浮過(guò)程中，由于鐵液溫度低不能迅速地將球化劑熔化吸收，致使球化劑上浮到鐵液液面熔化燃燒。

防止措施：鐵液溫度應(yīng)控制在工藝要求范圍內(nèi)。

3 整改措施與效果

鑄件球化不良問(wèn)題出現(xiàn)后，我公司技術(shù)、質(zhì)量、理化室等部門(mén)共同分析，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際定出了整改措施。

1）規(guī)范操作規(guī)程，控制澆注時(shí)間。

2）調(diào)整開(kāi)爐次序，第一爐熔煉灰鑄鐵，利用球墨鑄鐵包澆注 （延長(zhǎng)澆包的烘烤時(shí)間）。

3）球化包結(jié)構(gòu)不合理，控制高徑比，重新利用原球化包。

4）控制原鐵液的硫含量和回爐料的使用量。

5）鐵液中含有過(guò)量的反球化元素，因此對(duì)微量元素鉛、鈦、錫等進(jìn)行控制。

采用上述整改措施后，試塊、本體的金相球化率為80%左右，還是不合格，同時(shí)我們檢測(cè)了原鐵液中的wS為0.025%～0.026%，超出我廠規(guī)定的≤0.020%。生產(chǎn)高品質(zhì)的球墨鑄鐵，其原始鐵液的含硫量，國(guó)外一般都控制在0.020%以?xún)?nèi)，高于此量都必須進(jìn)行脫硫處理。由于冬天樹(shù)脂砂造型用的固化劑中總酸和游離硫酸的含量比其他季節(jié)高，也就是硫含量較高，滲透到澆道和鑄件表面會(huì)造成回爐料中的硫偏高。硫是反球化元素，它與鎂有很強(qiáng)的親和力，反應(yīng)生成MgS，從而消耗了有效鎂量，造成鐵液中游離鎂含量不足，因而導(dǎo)致球化不良，此時(shí)需要多加球化劑才能保證球化效果。因此，我們將球化劑加入量由原來(lái)的1%增加到1.1%，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)跟蹤檢測(cè)，附鑄試塊、本體的球化率都達(dá)到了90%以上（見(jiàn)圖2），球化不良現(xiàn)象沒(méi)有了。

圖2 改進(jìn)后殼體的球化率

4 結(jié)束語(yǔ)

產(chǎn)生球化不良的影響因素很多，有技術(shù)上的問(wèn)題、有操作上的問(wèn)題、也有管理上的問(wèn)題，因此在生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制、消除各方面造成球化不良的原因，才能獲得高質(zhì)量的球墨鑄鐵。