作者：張燕明
針對鑄件結構、尺寸特點，選擇適當的化學成分，使用球鐵專用澆包，加強球化處理過程控制，穩定生產出符合技術要求的鑄態QT500-7薄壁小型球墨鑄鐵件
鑄態高強度球墨鑄鐵的生產可以通過合金化強化基體組織等措施而獲得，但是鑄態綜合性能良好的QT500-7球墨鑄鐵的生產，由于生鐵、廢鋼和合金等原材料含有許多強化基體組織的微量合金元素導致球墨鑄鐵的性能下降，其生產難度較大。現將我公司小型（重量1～10Kg）、薄壁球墨鑄鐵件（壁厚5～20mm）多年生產實踐總結如下。
1性能及金相組織的要求
抗拉強度≥500N／mm2，屈服強度≥320N／mm2，延伸率≥7，布氏硬度170～230，球化等級≤3，珠光體15%～45%，滲碳體≤1，石墨大小≥6級。
2化學成分的選擇
化學成分對集基體組織和鑄造生鐵機械性能起著重要作用，根據鑄件結構特點、大小及要求化學成分選擇如下：3.6%～3.9%C，原鐵液含Si量選擇為1.2%～1.6% ，終Si量控制在2.6%～2.9%，碳當量（CE）：4.5%～4.7%，0.2%~0.3%Mn，＜0.05%P，＜0.03%S，＜0.03%RE殘，0.035%～0.06%Mg同時應保證RE殘／Mg殘≤2／3。
3球化處理工藝
筆者所在的企業采用0.5T中頻爐熔化鐵液，出鐵溫度在1520℃以上。采用0.5T球鐵專用凹坑式澆包沖入法進行球化處理。球化劑為GB4138-88的FeSiMg8RE5，孕育劑為硅鋇復合孕育劑，爐前檢驗合格后，快速澆注。控制澆注時間在15min內，防止球化孕育衰退。
3.1球化劑
處理鐵液量0.5噸，球化劑的粒度應為10～20mm，球化劑粒度小于10mm的質量分數不大于10?，球化劑應烘干并預熱，預熱溫度最好在150～200℃，如無條件也可制作專用料斗在爐口烘烤。生產球鐵希望鐵液溫度高，氣體含量小不氧化，化學成分穩定。現國內多采用各種沖天爐熔煉鐵液，由于各種爐型都有自己的特點，應從實際出發，選擇更利于生產球鐵的爐型。我公司使用的是中頻爐，環保方面較好，鐵液溫度容易控制，化學成分穩定，波動不大。
3.2澆包
3.2.1尺寸要求：使用球鐵專用澆包。一般澆包的高與直徑比值為1.1~1.2，球鐵澆包的高與直徑比值為1.5（直徑指包口直徑），凹坑內面積占包底面積的50?～60?，深度能夠容納加入的球化劑、孕育劑和覆蓋劑。球鐵澆包包口直徑小于同一規格的一般澆包包口直徑。澆包設計考慮因素：A、包高則使球化劑上方有足夠高度，增加鐵液柱壓力。球化劑上浮時間長，利于鐵液吸收，同時鎂氣泡上浮，逸出鐵液表面的時間也長；B、包口直徑小，則同時逸出的鎂氣泡減少，氧化燒損小，溫度損失減緩。澆包尺寸、結構
3.2.2烘干程度要求：澆包在使用前必需烘干、烘透。
3.3處理方法
3.1.1澆包預熱，首次使用的澆包必須用劈柴烘烤透徹，再次使用時可用劈柴烘烤或用鐵液燙包。
3.2.2球化劑加入量1.0%～1.2%，孕育劑加入量0.8%～1.0%，覆蓋劑加入量0.5%～1.0%.
3.3.3裝入方法，先把球化劑放入包底凹坑內并搗實，然后在其上覆蓋孕育劑并再次搗實，最后依次加入覆蓋劑和鐵蓋板并將鐵蓋板搗實（如條件允許最好用干燥、無油污的干凈同牌號球鐵鐵屑代替鐵蓋板）。
3.3.4具體處理工藝，將爐內鐵液沖入澆包，保證首股鐵液落在鐵蓋板中心，避免鐵液沖擊鐵蓋板邊緣，導致鐵液過早和球化劑接觸反應，最好控制鐵液漫過球化劑300mm時開始球化反應，出完鐵液后迅速用鐵皮罩蓋住球化處理包，反應平穩后拿去鐵皮罩將渣扒干凈后撒入覆蓋劑。
4生產結果匯總
4.1鑄件成分和試樣性能：
4.2試樣石墨和基體金相圖片
5生產過程的質量控制
筆者總結多年薄壁（壁厚5～20mm）小型（重量1～10Kg）鑄態球墨鑄造生鐵件生產實踐經驗，體會到：要使QT500-7的金相、性能達到技術要求，在保證球化良好的條件下，控制基體組織中珠光體的含量是十分重要的，筆者認為以下幾點對穩定生產鑄態QT500-7球墨鑄鐵最為關鍵：
5.1鐵液出爐溫度：鐵液出爐溫度過高，會使球化反應時間提前，即鐵液沒有達到足夠的高度就開始球化，同時鐵液翻騰過于劇烈，Mg燒損嚴重吸收率下降，而且孕育衰退較快，造成球化不良或衰退；鐵液出爐溫度過低又會導致鐵液球化起爆遲緩甚至不反應。0.5T澆包在球化反應過程溫度大約降低80～100℃，所以鐵液出爐處理溫度要高于澆注溫度100～120℃，故鐵液出爐處理溫度應控制在1500～1520℃.
5.2控制鐵液中碳、硅含量，嚴格按照“高碳低硅”的原則執行。
5.3應嚴格控制RE殘、Mg殘的含量,應保證RE殘／Mg殘≤2／3。
5.4采用優質原材料，并穩定材料來源，嚴格控制硫和微量有害元素的含量。為此，必須加強爐料管理，爐料要分類堆放，并有明確標識，加料時稱量要準確。
5.4.1生鐵：最好選擇含硅＜2%，磷＜0.1%，硫＜0.05?的。其噸位不小于50噸，以保持球鐵質量有一個相對穩定期[2]。
5.4.2回爐料：本牌號球鐵廢品及澆冒口，必需去除表面的粘砂和氧化物，分類堆放并標明化學成分。
5.4.3廢鋼：盡量使用優質碳素廢鋼，同時銹蝕嚴重和厚度＜2mm者，不用于球鐵爐料，以便減少氧化物，有利于去硫[3]。以上爐料塊度均應小于＜1／3爐膛內徑，以防止棚料影響鐵液溫度。
5.5球化劑必須密封保存，防止氧化和受潮。