埃肯Superseed孕育灰铸铁微观组织比较。在距离铸件端部2 mm的地方(壁厚3.5 mm)有大量碳化物。该铸铁含0.006%的铝,采用Sr+Zr的硅铁孕育。碳化物增加刀具磨损,造成机加工问题(左)。在距离铸件端部2 mm的地方(壁厚3.5 mm)几乎没有碳化物。这个铸件含0.012%的铝,采用Superseed襆Extra Al孕育剂孕育,消除了碳化物,减少了刀具磨损,改善了机加工性能(右)
金属铸造包括为获得高质量铸件调整所有的工艺变量,而这些常见问题的解决方案同样是可变的。灰铸铁铸造车间经常需要加入添加剂用以减少激冷,提高强度,并且特别关注铸件薄壁和边角处的组织。
简单来说,造成最终铸件这些问题的原因是由于凝固过程中形成了碳化物,又称为“激冷”。这是在获得所期望的组织之前铁液凝固太快造成的。所形成的碳化铁降低了灰铸铁的强度,所以,灰铸铁车间的标准做法就是通过“孕育”,即加入含钙和铝的合金阻止碳化铁的形成。铝能提高灰铸铁的“生核”,即增加铸造组织中石墨晶体,使灰铸铁更容易加工。
对于灰铸铁车间来说,问题是用多少铝孕育剂能获得好的结果。埃肯铸造产品提供了新的答案,可能改变一些铸造厂对工艺变量的做法。
埃肯最近推出了一种高铝孕育剂,能最大限度减少激冷和增加灰铸铁的强度。这种新的孕育剂还能减少孕育过程中形成的渣子,减少渣子积累,减少使用浇注系统造成铸造缺陷的可能性。
Superseed襆Extra Al孕育剂是一种含铝、锶和锆的特殊配方,开发者报道说,“从根本上消除薄壁处的激冷碳化铁,提高灰铸铁件的机加工性能。”
灰铸铁铸造者普遍认为铝孕育铸铁含铝的范围是0.005%~0.010%,然而在新配方中“额外的铝让铸造车间使用单一合金使铸铁的铝含量超过0.010%,有助于消除激冷。”埃肯继续说道。
而且根据埃肯,Superseed襆Extra Al孕育剂中的锶和锆帮助减少激冷和提高灰铸铁的强度。尤其是,如通常孕育实践所表明的,减少激冷不依赖于钙。因为钙低,孕育造成很少的渣子。从而,很少的渣子从炉子转到浇包或浇注系统,这就增加了炉子、浇包、浇注系统(耐火材料制成) 等的耐火材料的使用寿命。
Superseed襆Extra Al孕育剂中元素的特定组合延长了所需要的加入孕育剂后,孕育到衰退之间的时间。
“我们开发Superseed襆Extra Al孕育剂以满足灰铸铁客户对一种能最大程度降低激冷,又不在浇包积累渣子的孕育剂的要求。”新孕育剂的开发者,正在申请该专利的埃肯销售经理Matthew Liptak说。“在大量的实验室和现场实验中我们发现,孕育剂中高的铝含量,加上控制含量的锶、锆和钙比现有的孕育剂更好地达到这些目标。”
埃肯在挪威克里斯蒂安桑(Kristiansand,Norway) 研发中心的实验铸铁进行了大量不同孕育剂的实验,据报,Superseed襆Extra Al孕育剂较只含锶和锆的低铝孕育剂,及不含锶、锆含铝孕育剂能更强地消除激冷。
“存在锶和锆的情况下,将铝含量提高到超过0.010%,我们获得了消除影响加工性的碳化物所需的最佳生核能力。”在克里斯蒂安桑进行测试的埃肯研发工程师Cathrine Hartung解释说。
“另外,我们发现Superseed襆Extra Al孕育剂较之我们测试的其他孕育剂使灰铁件获得更高的强度。”Hartung解释说。
Superseed襆Extra Al孕育剂在生产车间进行了测试,并与其他孕育剂进行了比较,同样获得了非常好的减少激冷的作用。与其他孕育剂相比,长期使用Superseed襆Extra Al孕育剂在浇口盆造成较少的渣子积累,减少了最终铸件产生夹渣缺陷的风险。