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摘要：孕育剂是一种可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化集体组织，它在孕育处理后的短时间内有良好效果。本文主要对常见铸造用增碳剂的种类及其作用进行了简单介绍。
关键字：铸造、孕育剂
一、前言
目前，用于处理灰铸铁的孕育剂品种繁多，但广泛应用的还是75硅铁。近年来，对薄壁铸件的需求日益增多，对孕育处理的要求帆布熔接机也更为严格，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。还有报道说，采用含钡、铋和稀土元素的孕育剂，可减缓孕育的衰退。此外，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工艺验证，再根据试验结果选择适合自己产品的孕育剂。铸造生产中用的孕育剂主要有几下几种。
二、孕育剂种类及其作用
1．硅铁
FeSi75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，有文献指出：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FeSi75，国家标准GB/T 2272－1987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。
2.硅锶孕育剂
硅锶孕育剂对消除铸件白口作用明显，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。锶在硅铁孕育剂中是最有效的促进孕育元素。当过冷度较大时锶有减少共晶团数的特殊作用可减少铸件的缩孔、缩松缺陷。 硅锶孕育剂是一种强墨化孕育剂。其墨化能力显著优于硅铁.与碳硅钙孕育剂相比,墨化能力相近,但它的熔点低,溶解性好,含钙量低,行渣少,允许有较低的孕育温度.与硅铁,钡硅铁相比,其突出的特点是在减少白口的同时并不显著增加共晶团数,因此可以减少缩松倾向,改善铸件致密性和耐水压能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆硅锶孕育剂 适用于薄壁或激冷的高硫,低硫灰铁件,具有较强的墨化能力.也可用于球墨铸铁以增加球墨数,特别是高镍耐蚀球铁(含Ni 14%,Cu 6%,Cr 2%,Si 1.5%).另外,由于它减少白口又不明显增加共晶团数,特别适用于要求铸件致密无疏松,耐水压的灰铸铁件上,效果良好,与碳硅钙强墨化孕育剂不同,可允许铁水温度较低,同时含钙,铝量低,型渣少,铸件无针孔缺陷. 硅锶孕育剂的使用方法 有包内冲入法,添加量比硅铁减少30%,对灰铸铁约0.1-0.3%,合金铸铁可适当增加,孕育温度允许的范围1360-1460℃,一般为1400-1460℃ 孕育剂应加入到流进浇包的金属流中,不要在铁水表面加入或把孕育剂放在包低,添加粒度及注意事相与硅铁相同。细颗粒的硅锶孕育剂在浇注时可以进行随流孕育。
目前，国内硅锶孕育剂在国内生产已比较普遍，其中锶含量有0.6～1.0%和1.0～2.0%两种。一般可选用含锶0.6～1.0%的品种，锶含量过高则不能充分发挥其作用。硅锶孕育剂在生产使用时一般用作随流孕育。
3．硅钡孕育剂
硅钡孕育剂也具有很强的促进石墨化的能力，可改善薄壁铸件中石墨的形态和分布状况，而且还有减缓孕育衰退的作用。有报道说，加入过多的钡会使基体组织中铁素体含量增多，导致铸铁的强度降低。目前，国内生产的硅钡孕育剂其中钡含量一般为4～6%。国外有研究报告称，含铋的硅铁也具有与含钡硅铁类似的效果。
4．硅锆孕育剂
锆有脱氧作用，有利于提高铁液的流动性，能减轻铸铁的白口倾向，促成均匀、细小的A型石墨。而且还有减缓孕育衰退的作用。但国内目前使用硅锆孕育剂的铸件生产厂家较少。
5．稀土孕育剂
稀土混合金属和稀土硅铁等含稀土金属的孕育剂，加入量适当时，孕育作用很强，其效果可以是75硅铁的若干倍，能有效地消除白口，并减缓孕育作用的衰退。如加入量过高，则可能使铸铁结晶时产生过冷，出现渗碳体组织。使用时必须严格控制用量。
6．碳质孕育剂
碳质孕育剂主要用于铁液孕育前的预处理，一般都是结晶态的碳质材料。有研究报告称：对于灰铸铁，以85～90％的冶金碳化硅效果最好，晶态石墨也有效。预处理时的加入量一般为0.75～1.0％，应根据试验结果求得最佳值。
三、总结
孕育剂作为一种可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况的合金在铸铁件生产过程中起到至关重要的作用，生产单位在使用时应结合自身产品材质、壁厚等特性选择合适的孕育剂。在保证产品质量的同时又能够最大限度的节约生产成本。
论文作者:孙永功,杨涛
论文发表刊物:《知识－力量》2017年10月上
论文发表时间:2018/1/15
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