一、 概述
沖(chong)入法工(gong)藝(yi)由于其簡便易行(xing)的(de)特點，在國內得到為(wei)廣泛的(de)應用。但是隨著(zhu)社會的(de)發(fa)展和(he)行(xing)業競爭(zheng)的(de)加劇，鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)行(xing)業生產成本壓力和(he)環(huan)境(jing)污(wu)染問題越(yue)來越(yue)突出，鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)行(xing)業必須向“綠色鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)”方向轉(zhuan)型(xing)發(fa)展。此時沖(chong)入法球化處(chu)理工(gong)藝(yi)的(de)不(bu)足(zu)也引起了人們的(de)重視。喂線法作為(wei)一種自(zi)動化程度高(gao)、成本低(di)、環(huan)境(jing)友好(hao)的(de)球墨鑄(zhu)(zhu)鐵變(bian)質處(chu)理方法，得到了國內外許多鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)廠家和(he)學者的(de)青(qing)睞(lai)。
球(qiu)化(hua)劑種類對(dui)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵球(qiu)化(hua)效(xiao)果影響(xiang)很(hen)大，本文使用(yong)相同(tong)的(de)(de)(de)孕(yun)育包(bao)(bao)芯(xin)線(xian)，在保持其他控制參數基本一(yi)致的(de)(de)(de)前提下，采用(yong)三(san)種不同(tong)的(de)(de)(de)球(qiu)化(hua)包(bao)(bao)芯(xin)線(xian)對(dui)鐵液進行喂(wei)線(xian)處(chu)理，主要(yao)研究了球(qiu)化(hua)包(bao)(bao)芯(xin)線(xian)對(dui)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵組(zu)織(zhi)和性能的(de)(de)(de)影響(xiang)。
二、原材料及(ji)試(shi)驗方法
試(shi)驗采(cai)用(yong)3t中頻(pin)電(dian)爐進行(xing)鐵(tie)(tie)液熔化，用(yong)到(dao)的(de)主要原材料(liao)有生鐵(tie)(tie)、廢鋼(gang)、球墨鑄鐵(tie)(tie)回爐料(liao)，其主要化學成分見表1。
變質處(chu)理采用喂(wei)(wei)線法，孕(yun)育(yu)包芯(xin)(xin)線和球(qiu)化包芯(xin)(xin)線的(de)主要參數見表(biao)2。喂(wei)(wei)線時包芯(xin)(xin)線從鐵(tie)(tie)液(ye)包中(zhong)心部位進(jin)(jin)入鐵(tie)(tie)液(ye)，喂(wei)(wei)線速度為25m/min，孕(yun)育(yu)線加(jia)入長度為噸鐵(tie)(tie)液(ye)18m，球(qiu)化線加(jia)入長度按(an)照(zhao)表(biao)3進(jin)(jin)行控制(zhi)，當wS＞0.035％時進(jin)(jin)行脫硫(liu)處(chu)理。喂(wei)(wei)線處(chu)理后鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)化學(xue)成分見表(biao)4。澆注(zhu)前對鐵(tie)(tie)液(ye)進(jin)(jin)行瞬時孕(yun)育(yu)，增加(jia)孕(yun)育(yu)效果，改善(shan)石墨形(xing)態。瞬時孕(yun)育(yu)劑為粒度為0.3~0.7mm的(de)硅鋇孕(yun)育(yu)劑，化學(xue)成分與孕(yun)育(yu)包芯(xin)(xin)線中(zhong)的(de)芯(xin)(xin)粉相同。
試(shi)驗時澆注的(de)試(shi)塊(kuai)為厚斷面上附鑄兩個U70試(shi)塊(kuai)的(de)階梯試(shi)塊(kuai)（見(jian)圖1）。按規范要求從U70試(shi)塊(kuai)上取樣進行性(xing)能和金相的(de)檢測，性(xing)能檢測采(cai)用標準(zhun)的(de)Φ14mm抗拉試(shi)棒。
試驗結果與分(fen)析：
（1）石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨形(xing)態(tai) 圖(tu)2為(wei)分(fen)(fen)別采(cai)用(yong)(yong)(yong)方(fang)案(an)(an)(an)1~方(fang)案(an)(an)(an)4進行(xing)喂線變質(zhi)處(chu)理后U70試塊(kuai)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨形(xing)態(tai)照片(pian)。圖(tu)2a為(wei)采(cai)用(yong)(yong)(yong)方(fang)案(an)(an)(an)1進行(xing)喂線處(chu)理后的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨組織，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化線的(de)(de)芯粉成分(fen)(fen)為(wei)釔(yi)基重稀(xi)土(tu)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化劑，從(cong)圖(tu)中可以(yi)看出石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)圓(yuan)整度很(hen)(hen)好，石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)多，絕大部分(fen)(fen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)尺(chi)寸比較(jiao)一致，但是(shi)存(cun)(cun)在(zai)少量(liang)(liang)(liang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)聚集的(de)(de)現(xian)象，并(bing)(bing)且石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)分(fen)(fen)布(bu)不均勻(yun)，有些區域石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)少。圖(tu)2b為(wei)采(cai)用(yong)(yong)(yong)方(fang)案(an)(an)(an)2的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨形(xing)態(tai)照片(pian)，石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)比較(jiao)少，形(xing)態(tai)比較(jiao)差，出現(xian)大量(liang)(liang)(liang)異形(xing)，并(bing)(bing)且分(fen)(fen)布(bu)不均勻(yun)。圖(tu)2c為(wei)采(cai)用(yong)(yong)(yong)方(fang)案(an)(an)(an)3后的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨形(xing)態(tai)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)此方(fang)案(an)(an)(an)處(chu)理的(de)(de)鐵液石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)圓(yuan)整好，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)徑小(xiao)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)很(hen)(hen)多，并(bing)(bing)且分(fen)(fen)布(bu)很(hen)(hen)均勻(yun)。圖(tu)2d為(wei)采(cai)用(yong)(yong)(yong)方(fang)案(an)(an)(an)4后的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨形(xing)態(tai)照片(pian)。此方(fang)案(an)(an)(an)采(cai)用(yong)(yong)(yong)與方(fang)案(an)(an)(an)3相同的(de)(de)包芯線，但是(shi)沒進行(xing)二次孕育，從(cong)照片(pian)上可以(yi)看出，石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)多，分(fen)(fen)布(bu)不太(tai)均勻(yun)，大部分(fen)(fen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)很(hen)(hen)好，但是(shi)存(cun)(cun)在(zai)少量(liang)(liang)(liang)異形(xing)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨。
通過對(dui)比可以發(fa)現，采用(yong)Q3球(qiu)(qiu)化包(bao)芯線處理(li)鐵液(ye)后石墨(mo)形(xing)(xing)態好，不僅(jin)石墨(mo)球(qiu)(qiu)的(de)圓整(zheng)度好，并且(qie)石墨(mo)球(qiu)(qiu)數量(liang)也多，達(da)到(dao)了(le)200個/mm2以上。通過圖2c與圖2d對(dui)比可以發(fa)現，二次孕育(yu)可以明(ming)顯改善石墨(mo)球(qiu)(qiu)圓整(zheng)度和(he)分(fen)布狀況，增加石墨(mo)球(qiu)(qiu)數量(liang)。圖2b石墨(mo)形(xing)(xing)態很(hen)差，則是由于Q2包(bao)芯線中(zhong)輕稀(xi)(xi)土含量(liang)太(tai)高造成的(de)，同(tong)時也說明(ming)試驗中(zhong)熔(rong)化的(de)鐵液(ye)純凈度較高，只(zhi)需(xu)要很(hen)少的(de)稀(xi)(xi)土元(yuan)素就能中(zhong)和(he)鐵液(ye)中(zhong)干擾元(yuan)素的(de)不利影響，而(er)Q3球(qiu)(qiu)化包(bao)芯線的(de)稀(xi)(xi)土含量(liang)只(zhi)有(you)0.8%，球(qiu)(qiu)化效果佳。
不同球化(hua)包(bao)芯線球化(hua)處理后U70試塊的(de)石(shi)墨形(xing)態(tai)
（注：圖(tu)a、b、c分別為為采用(yong)Q1、Q2、Q3球化(hua)包芯(xin)線(xian)(xian)處理鐵液，圖(tu)c、d采用(yong)相(xiang)同的包芯(xin)線(xian)(xian)，圖(tu)d沒有進行(xing)二次孕育）
（2）力學(xue)性(xing)能 表(biao)５為(wei)采用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)試驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)喂線處(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)性(xing)能結果。從(cong)表(biao)中可以看出方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)2的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)、屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)試塊(kuai)硬(ying)度(du)(du)明(ming)顯高于其他(ta)三種方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)，延(yan)伸率(lv)比其他(ta)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)差(cha)很多，主要是(shi)(shi)由于方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)2采用(yong)的(de)(de)(de)Q2球化(hua)包芯線稀土含(han)量太高，處(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)球墨(mo)(mo)鑄鐵石(shi)墨(mo)(mo)形態(tai)差(cha)，白(bai)口傾向(xiang)大(da)，基(ji)體(ti)(ti)組織(zhi)中珠光(guang)體(ti)(ti)含(han)量偏高造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)，經過腐蝕后(hou)組織(zhi)的(de)(de)(de)觀察，方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)2的(de)(de)(de)珠光(guang)體(ti)(ti)含(han)量達到15%，而其他(ta)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)的(de)(de)(de)珠光(guang)體(ti)(ti)含(han)量只(zhi)有5%。方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)1和(he)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)3抗(kang)(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)、屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)以及試塊(kuai)硬(ying)度(du)(du)基(ji)本一(yi)致，但是(shi)(shi)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)3的(de)(de)(de)伸長(chang)率(lv)比方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)1高24.0%，主要是(shi)(shi)由于方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)3的(de)(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)分布優于方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)1。方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)4的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)伸長(chang)率(lv)比方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)(an)(an)3略(lve)低，主要是(shi)(shi)石(shi)墨(mo)(mo)形態(tai)差(cha)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。
結語
(1) 采用喂線變質處理工藝必須(xu)根(gen)據(ju)鐵液的(de)質量合理選擇球(qiu)化(hua)包芯線，才能良好的(de)球(qiu)化(hua)效果。
(2) 原鐵液較純凈時，采用低稀土的(de)球(qiu)(qiu)化包芯線能(neng)夠生產(chan)出(chu)石墨球(qiu)(qiu)數量多，圓(yuan)整度(du)非(fei)常好的(de)球(qiu)(qiu)墨鑄鐵。
(3) 喂線變質(zhi)處理工藝和(he)二次孕(yun)育有機結合(he)使用能產生(sheng)良好的(de)效(xiao)果，得到石墨形態和(he)性能優良的(de)球墨鑄鐵。