孕育劑是一種可促進(jìn)石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態(tài)和分布狀況，增加共晶團(tuán)數(shù)量，細(xì)化集體組織，它在孕育處理后的短時(shí)間內(nèi)有良好效果。

目前，用于處理灰鑄鐵的孕育劑品種繁多，但廣泛應(yīng)用的還是75硅鐵。近年來，對(duì)薄壁鑄件的需求日益增多，對(duì)孕育處理的要求帆布熔接機(jī)也更為嚴(yán)格，在鑄鐵碳當(dāng)量較低的情況下，采用含鍶、鋇、鉍、鋯或某種稀土元素的孕育劑，能較好地控制薄壁處的白口傾向。還有報(bào)道說，采用含鋇、鉍和稀土元素的孕育劑，可減緩孕育的衰退。此外，碳質(zhì)孕育劑的應(yīng)用近來也日漸增多。關(guān)于孕育劑的選用，雖然已進(jìn)行了大量的研究工作，但還不足以形成普遍適用的準(zhǔn)則，鑄造廠需考慮自己產(chǎn)品的特點(diǎn)、參考其他單位的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工藝驗(yàn)證，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇適合自己產(chǎn)品的孕育劑。鑄造生產(chǎn)中用的孕育劑主要有幾下幾種。

 二、孕育劑種類及其作用

 1．硅鐵

75硅鐵是最常采用的孕育劑，其中的鋁、鈣含量對(duì)孕育效果有重要的作用，有文獻(xiàn)指出：不含鋁、鈣的硅鐵對(duì)灰鑄鐵的孕育作用很小，甚至沒有作用。一般認(rèn)為，在鐵液中，鋁和鈣會(huì)與氧、氮反應(yīng)，形成高熔點(diǎn)的化合物，成為石墨結(jié)晶的核心。而且，加入孕育劑后，鐵液中可形成局部的富硅微區(qū)，有利于石墨析出。采購(gòu)孕育用硅鐵時(shí)，不能不考慮其中鋁和鈣的含量。對(duì)于作孕育劑的FeSi75，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2272－1987中有不同鋁含量的75硅鐵牌號(hào)，鋁含量的上限值分別為0.5％、1.0％、1.5%和2.0％，含鈣量的上限值則為1.0％。但是，鐵液中的鋁含量不能太高，加入0.01％的鋁，就可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生皮下氣孔。選擇孕育劑品種和確定孕育劑用量時(shí)，對(duì)此也應(yīng)有所考慮。

2.硅鍶孕育劑

硅鍶孕育劑對(duì)消除鑄件白口作用明顯，特別有利于改善薄壁鑄件中石墨的形態(tài)和分布狀況，使不同厚度處組織的差別更小，過冷組織只見于鑄件的表層。鍶在硅鐵孕育劑中是最有效的促進(jìn)孕育元素。當(dāng)過冷度較大時(shí)鍶有減少共晶團(tuán)數(shù)的特殊作用可減少鑄件的縮孔、縮松缺陷。 硅鍶孕育劑是一種強(qiáng)墨化孕育劑。其墨化能力顯著優(yōu)于硅鐵.與碳硅鈣孕育劑相比,墨化能力相近,但它的熔點(diǎn)低,溶解性好,含鈣量低,行渣少,允許有較低的孕育溫度.與硅鐵,鋇硅鐵相比,其突出的特點(diǎn)是在減少白口的同時(shí)并不顯著增加共晶團(tuán)數(shù),因此可以減少縮松傾向,改善鑄件致密性和耐水壓能力。

硅鍶孕育劑 適用于薄壁或激冷的高硫,低硫灰鐵件,具有較強(qiáng)的墨化能力.也可用于球墨鑄鐵以增加球墨數(shù),特別是高鎳耐蝕球鐵(含Ni 14%,Cu 6%,Cr 2%,Si 1.5%).另外,由于它減少白口又不明顯增加共晶團(tuán)數(shù),特別適用于要求鑄件致密無疏松,耐水壓的灰鑄鐵件上,效果良好,與碳硅鈣強(qiáng)墨化孕育劑不同,可允許鐵水溫度較低,同時(shí)含鈣,鋁量低,型渣少,鑄件無針孔缺陷. 硅鍶孕育劑的使用方法 有包內(nèi)沖入法,添加量比硅鐵減少30%,對(duì)灰鑄鐵約0.1-0.3%,合金鑄鐵可適當(dāng)增加,孕育溫度允許的范圍1360-1460℃,一般為1400-1460℃ 孕育劑應(yīng)加入到流進(jìn)澆包的金屬流中,不要在鐵水表面加入或把孕育劑放在包低,添加粒度及注意事相與硅鐵相同。細(xì)顆粒的硅鍶孕育劑在澆注時(shí)可以進(jìn)行隨流孕育。

目前，國(guó)內(nèi)硅鍶孕育劑在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)已比較普遍，其中鍶含量有0.6～1.0%和1.0～2.0%兩種。一般可選用含鍶0.6～1.0%的品種，鍶含量過高則不能充分發(fā)揮其作用。硅鍶孕育劑在生產(chǎn)使用時(shí)一般用作隨流孕育。

 3．硅鋇孕育劑

 硅鋇孕育劑也具有很強(qiáng)的促進(jìn)石墨化的能力，可改善薄壁鑄件中石墨的形態(tài)和分布狀況，而且還有減緩孕育衰退的作用。有報(bào)道說，加入過多的鋇會(huì)使基體組織中鐵素體含量增多，導(dǎo)致鑄鐵的強(qiáng)度降低。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的硅鋇孕育劑其中鋇含量一般為4～6%。國(guó)外有研究報(bào)告稱，含鉍的硅鐵也具有與含鋇硅鐵類似的效果。

 4．硅鋯孕育劑

 鋯有脫氧作用，有利于提高鐵液的流動(dòng)性，能減輕鑄鐵的白口傾向，促成均勻、細(xì)小的A型石墨。而且還有減緩孕育衰退的作用。但國(guó)內(nèi)目前使用硅鋯孕育劑的鑄件生產(chǎn)廠家較少。

5．稀土孕育劑

稀土混合金屬和稀土硅鐵等含稀土金屬的孕育劑，加入量適當(dāng)時(shí)，孕育作用很強(qiáng)，其效果可以是75硅鐵的若干倍，能有效地消除白口，并減緩孕育作用的衰退。如加入量過高，則可能使鑄鐵結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生過冷，出現(xiàn)滲碳體組織。使用時(shí)必須嚴(yán)格控制用量。

6．碳質(zhì)孕育劑

碳質(zhì)孕育劑主要用于鐵液孕育前的預(yù)處理，一般都是結(jié)晶態(tài)的碳質(zhì)材料。有研究報(bào)告稱：對(duì)于灰鑄鐵，以85～90％的冶金碳化硅效果最好，晶態(tài)石墨也有效。預(yù)處理時(shí)的加入量一般為0.75～1.0％，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果求得最佳值。

三、總結(jié)

孕育劑作為一種可促進(jìn)石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態(tài)和分布狀況的合金在鑄鐵件生產(chǎn)過程中起到至關(guān)重要的作用，生產(chǎn)單位在使用時(shí)應(yīng)結(jié)合自身產(chǎn)品材質(zhì)、壁厚等特性選擇合適的孕育劑。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)又能夠最大限度的節(jié)約生產(chǎn)成本。