球化劑是為獲得球狀石墨鑄鐵而加入鐵液內(nèi)的某些金屬或合金。

球化劑的主要作用是促進石墨結晶成球狀化，增加球狀石墨。這樣可以使得鑄鐵中的石墨分布更加均勻，同時減少或消除游離態(tài)的石墨。這樣的石墨分布可以提高鑄鐵的強度、韌性和其他性能。在金屬高溫冶煉過程中，球化劑還可以防止晶粒長大的現(xiàn)象，促進晶粒的細化，提高金屬的性能。

以球墨鑄鐵為例，經(jīng)過球化的球墨鑄鐵強度會大幅高于灰鑄鐵，韌性也會優(yōu)于可鍛鑄鐵，同時還能保持灰鑄鐵的一系列其他優(yōu)點。

球化劑的類型

包括鎂硅系合金、稀土鎂硅系合金、鈣系合金(日本用的較多)，鎳鎂系合金、純鎂合金、稀土合金。

上述合金中目前世界上用的最為廣泛的是稀土鎂硅鐵合金，但中國合金中RE/Mg的比值范圍大(0.5~2.2)，國外的合金RE/Mg的比值范圍小(0.1~0.3)。中國合金中稀土大于等于鎂含量的占多數(shù)，小于鎂含量的占少數(shù)，而國外(除前蘇聯(lián)一些合金外)球化劑合金中的稀土含量幾乎都小于鎂含量，因此稀土三劑系列化課題組建議除保留FeSlMg8E18外(此合金是效果優(yōu)良的蠕化劑)，其它全部球化劑中RE/Mg≤1，隨后修訂的國家標準中采納了這個建議。

鈣鎂球化劑主要是日本生產(chǎn)和應用，如日本信越(SHIN—ETSU)生產(chǎn)的鈣系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中鎂含量從4~28％變動，但鈣含量變化較小，其變化范圍為20~31%；此類合金白口傾向小，但要求處理溫度高，處理后渣量大。

鎳鎂合金在美洲、歐洲均有應用，美國國際鎳公司生產(chǎn)的鎳鎂合金最高達82~85%，其中Mg、Ca分別為13~16，及20，鎳最低的57~61%(其中Mg4.0~4.5％，Ca<2.5，F(xiàn)e32~36)。德國金屬化學公司生產(chǎn)的鎳鎂合金中Ni47~51％，Mgl5~17％，C1.0％Si28~32%,RE1.0%余Fe。這些合金的優(yōu)點是比重大，反映平穩(wěn)，鎳可起合金化作用，其特點是價格貴，這種合金在中國基本沒有應用。

鎳硅系合金目前在中國基本上已不用。純鎂合金處理時要用專用的壓力加鎂包，鎂的吸收率高，但處理安全措施要極為嚴格，生產(chǎn)中應用比例較小。稀土是發(fā)明球鐵時使用的球化劑，它的發(fā)現(xiàn)推進了球鐵工業(yè)應用的進程。但價格高，白口傾向大，過量會使石墨變態(tài)，現(xiàn)在己不作為球化劑單獨使用，僅作為輔助球化元素。

球化劑的應用

目前國內(nèi)外在球鐵生產(chǎn)中主要應用火法冶煉的合金，壓塊球化劑、包芯線球化劑、粉狀球化劑應用的很少，火法冶煉的球化劑在生產(chǎn)中應用占90％以上，目前這類合金中增加Ba、Ca、Cu、Ni等以達到控制基體目的，對合金中的氧化鎂含量已有限量指標?，F(xiàn)對中國33個典型工廠和美國77個工廠生產(chǎn)球鐵工廠進行對比分析。

中國33個工廠的基本情況是：33個工廠總計有36個熔爐，其中電爐(中頻、工頻、電弧爐)9個占25％，沖天爐22個占61％，沖天爐一電爐雙聯(lián)熔煉廠4個占11％，高爐1個占3％，球鐵處理溫度大于1500℃，4個占11％，1450~1500℃，20個占56％，1350~1400℃，6個占16．7％，1300~1350℃，2個占5.6%；大于1270℃1個占2.7％；鐵水含硫量小于等于0．03％占20％；處理方法中沖入法占94％，噴吹法占3％，壓力加鎂法3％，用量最大的6#合金Mg8RE8占46％，其次為Mg8RE5占37％，Mg9RE5占11％。

美國77個工廠的基本情況是：

熔化設備沖天爐占30%，感應電爐占63％，球化處理溫度1482~1538℃占75%；原鐵水在球化處理前有50％工廠采用預脫硫工藝，有90％的工廠S小于0．025%，球化處理方法中在美國大工廠中沖入法占36％，而小廠(小于200噸/周)沖入法僅占22％，壓入法、多孔塞法、型內(nèi)處理法、Tundish蓋包法、壓力加鎂法則占絕大部分比重，使用的球化劑中含鎂大于％的占8．2％Mg4~6％占63．3，含鎂小于4％占16．4％純鎂占5％，其它的鎂合金占8．2％。

資料表明中國生產(chǎn)球鐵方面還有不小的差距，美國生產(chǎn)的電爐可保證球化處理所需要的高溫，一般經(jīng)預脫硫，含硫量低，質(zhì)量要優(yōu)于我國處理球鐵的質(zhì)量，因此處理球鐵可用低鎂、低稀土球化劑，而且質(zhì)量控制也嚴格，包括使用衰退時間控制器。

鑄造球化劑選購技巧：

1.中頻爐熔煉珠光體型鑄態(tài)球墨鑄鐵鑄件，可選用含鎂量6%~7%的鎂系球化劑，可根據(jù)鑄件壁厚和原鐵水含硫量，確定合適的球化劑加入量，適用范圍廣，球化處理工藝寬泛；

2.中頻爐熔煉、低硫鐵液的球化處理應選購含鎂量分別是4%、5%、5.5%的低鎂球化劑，可以讓球化反應和緩、球化元素易于充分吸收；

3.如果生產(chǎn)的逐漸容易產(chǎn)生皮下氣孔或?qū)﹁F液含鋁量有要求應購買低鋁球化劑來使用；

4.使用沖天爐熔煉盡量選購高鎂量的球化劑，一般要求含硫量0.06%-0.09%的鐵液，球化劑加入量在1.6%-2.0%之間；

5.如果您需要大量回爐料，則應選用低硅球化劑。

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