新型球化剂及其球化工艺的试验研究

论文摘要

球墨铸铁自问世以来,不断受到各个国家和地区的重视,与铸钢件相比,具有生产工艺简单、成本低廉、耐磨性能优良等优点,因而在国民经济的各行各业中有着广泛的应用,而且逐渐成为重工业中最重要的部分。在球墨铸铁的生产过程中,球化处理是非常关键的技术,球化剂和球化工艺是其重要的组成部分。几十年来,国内外学者对球化剂及球化工艺方面进行了大量的研究,虽然已经取得了很多的研究成果,但在很多技术方面还有待于继续改进,尤其是在当今提倡可持续发展的社会环境下,对球化剂和球化工艺的要求越来越高。本文研制出一种新型球化剂——粉体球化剂,并且采用一种与之相适应的球化工艺进行球化处理,将其进行生产试验研究。制取粉体球化剂的工艺过程大致为:块状球化剂——机械破碎——机械化学研磨——粉体球化剂。球化工艺采用改进型冲入法,通过多次试验证明,这种球化工艺对粉体球化剂进行球化处理起到了至关重要的作用。本文首先对粉体球化剂的球化工艺进行了大量的研究,并进行大量现场试验;然后将采用粉体球化剂和块状球化剂生产出的球墨铸铁进行了显微组织和力学性能的对比分析,同时对粉体球化剂加入量的改变对球墨铸铁质量的影响进行了深入的研究,并得出了粉体球化剂的最佳加入量。结果表明:采用粉体球化剂进行球化处理,Mg-RE吸收率得到明显提高,与块状球化剂相比,加入量减少了30%,节省了生产成本,可以提升企业的市场竞争力;通过整个现场试验观察,采用粉体球化剂明显改善了铸造车间的工作环境,工人的身体健康得到了保障,具有显著的环保效应;同时,采用光学显微镜和力学性能测试等手段对两种球化剂生产出的球墨铸铁的组织与性能进行了研究和讨论,粉体球化剂与块状球化剂相比,生产出的球墨铸铁的显微组织有所改善、力学性能也有所提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 球墨铸铁的发展与应用
• 1.1.1 球墨铸铁的发展
• 1.1.2 球墨铸铁的应用
• 1.2 球化剂的研究现状
• 1.2.1 球化剂的类型
• 1.2.2 球化剂的应用
• 1.2.3 球化剂在使用中的问题及质量因素控制指标
• 1.3 超细粉体材料的发展与应用
• 1.3.1 超细粉体技术发展简史和现状
• 1.3.2 超细粉体在材料领域的应用
• 1.4 本课题研究的背景、来源和主要内容
• 1.4.1 课题的背景和来源
• 1.4.2 课题的主要内容
• 本章小结
• 第二章 试验材料和方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 球化剂的选用
• 2.1.2 孕育剂的选用
• 2.1.3 包裹材料的选取
• 2.2 粉体球化剂的制备
• 2.2.1 粉体球化剂的制备方法
• 2.2.2 球化剂粉碎的影响因素
• 2.2.3 机械粉碎法制备粉体的工艺特点
• 2.2.4 高能球磨法制备粉体球化剂
• 2.3 试验设备
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 球化工艺
• 2.4.2 显微组织和金相分析
• 2.4.3 拉伸试验
• 2.4.4 布氏硬度试验
• 2.4.5 延伸率的测定
• 2.5 石墨球化率的测量与计算方法
• 本章小结
• 第三章 粉体球化剂球化工艺的研究
• 3.1 球化工艺的影响因素
• 3.2 常用的球化处理工艺
• 3.2.1 冲入法
• 3.2.2 转包法
• 3.2.3 包芯线喂线法
• 3.2.4 盖包法
• 3.2.5 型内球化处理法
• 3.3 球化元素及其反球化元素
• 3.3.1 球化元素的作用
• 3.3.2 反球化元素的作用
• 3.3.3 球化元素的配置
• 3.4 粉体球化剂的特性
• 3.5 球化工艺方案的确定
• 本章小结
• 第四章 试验结果与讨论
• 4.1 球化工艺对球墨铸铁质量的影响
• 4.1.1 金相组织
• 4.1.2 力学性能
• 4.2 粉体球化剂与块状球化剂的对比
• 4.2.1 金相组织
• 4.2.2 力学性能
• 4.3 加入量对球墨铸铁质量的影响
• 4.3.1 金相组织
• 4.3.2 力学性能
• 4.4 现场环境
• 4.5 经济价值
• 本章小结
• 第五章 结果与展望
• 5.1 创新性
• 5.2 实用性
• 5.3 粉体球化剂未来的研究方向
• 5.3.1 粉体球化剂的粒度大小
• 5.3.2 球化处理工艺
• 5.3.3 球化剂成分的改进
• 结论
• 参考文献
• 附录A 球墨铸铁参考力学性能
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢