球墨鑄鐵的石墨漂浮及其防止

石墨漂浮是球墨鑄鐵特有的缺陷，通常發(fā)生在壁厚>25mm的鑄件上，因此也是大型、厚壁球墨鑄鐵件的一種常見缺陷。石墨漂浮的特征是在鑄件的上表面聚集了大量石墨，宏觀斷口呈均勻黑斑狀。在石墨漂浮的密集區(qū)，可看見球狀石墨形態(tài)已被破壞，成為“開花形”，并通常與硫化鎂和氧化鎂聚合在一起。經化學分析，碳、鎂、稀土及石墨漂浮是球墨鑄鐵特有的缺陷，通常發(fā)生在壁厚>25mm的鑄件上，因此也是大型、厚壁球墨鑄鐵件的一種常見缺陷。石墨漂浮的特征是在鑄件的上表面聚集了大量石墨，宏觀斷口呈均勻黑斑狀。在石墨漂浮的密集區(qū)，可看見球狀石墨形態(tài)已被破壞，成為“開花形”，并通常與硫化鎂和氧化鎂聚合在一起。經化學分析，碳、鎂、稀土及硫含量有偏高的現(xiàn)象。通常認為，石墨漂浮的產生過程是由于碳、硅含量高，鐵液冷卻速度緩慢，析出多量的大徑石墨，并在鑄件上部偏析而集聚。石墨漂浮的存在，降低了鑄件的力學性能，也影響了鑄件的表面質量。

石墨漂浮的產生主要與碳當量有關。經驗表明，在生產厚壁球墨鑄鐵件選擇化學成分的時候，既要注意防止縮孔、縮松，又要防止石墨漂浮。為了防止縮孔等收縮缺陷的出現(xiàn)，可用設置冒口或冷鐵的方法來解決。

除了碳當量過高，還與鐵液中存在過多的氧化物浮渣和硫化物浮渣有關，由于它們的存在而加劇了石墨的漂浮。

防止石墨漂浮，除了控制碳當量以外，還需采取如下具體措施：
(1)Mn量限制在最低的需求量，并盡量降低原鐵液的S量。
(2)控制殘余稀土含量，其含量(質量分數)應<0．06％。
(3)保持在還原性氣氛中熔煉。
(4)澆包應清鏟干凈，徹底去除殘渣。
(5)用純鎂處理時要扒盡鐵液表面的浮渣。
(6)孕育處理要迅速攪拌，充分除渣。
(7)在高溫(1480~1510℃)下孕育。
(8)采用高溫熔煉，低溫澆注。
(9)盡量加快鑄件的凝固速度，例如在鑄件厚壁處設置冷鐵。
(10)在生產特大斷面鑄件時，可添加適量的石墨化阻礙元素。