球化劑是球墨鑄鐵件生產(chǎn)的關(guān)鍵材料之一，雖然加入量少，但對(duì)球墨鑄鐵的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，主要的球化劑類(lèi)型有鎂硅系合金、稀土鎂硅系合金、純鎂合金等。目前世界上用得最為廣泛的球化劑是稀土鎂硅鐵合金，除此之外還衍生出輕稀土球化劑（以鈰、鑭為主）、重稀土球化劑（以釔為主）、含銻球化劑、含鉍球化劑、含銅球化劑等[1-2]。
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)是在重稀土球化劑的基礎(chǔ)上升級(jí)開(kāi)發(fā)出來(lái)的，主要成分有釔、鑭、鈰、鎂、鋇、鈣、硅等，稀土中釔≥50%[3]。釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)經(jīng)試驗(yàn)研究和工廠(chǎng)應(yīng)用表明，具有凈化鐵液、球化、抗衰退性、抗石墨畸變能力強(qiáng)，白口傾向小，細(xì)化基體組織，適用范圍寬等特點(diǎn)。并且釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)有加入量范圍寬的特點(diǎn)，在原料不穩(wěn)定的情況下，特別是反球化元素、雜質(zhì)量高的情況下，其抗干擾性、抗石墨畸變性、抗衰退性能就表現(xiàn)得更明顯，在較高殘鎂量下，仍然不會(huì)惡化石墨形態(tài)，并且能保證鑄件心部的球化等級(jí)及力學(xué)性能[4]。
　　1  釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的制備
　　目前國(guó)內(nèi)使用的稀土球化劑按照其生產(chǎn)工藝有沖配壓鎂法、熔配法、均采用中頻感應(yīng)爐熔煉[5]。中頻感應(yīng)爐熔煉法是最常見(jiàn)的方法，也是生產(chǎn)稀土球化劑的主要方法。釔基重稀土復(fù)合球化劑主要采用中頻感應(yīng)爐熔配法，利用該方法生產(chǎn)球化劑，質(zhì)量控制要點(diǎn)主要有以下幾方面
　　1.1  原材料準(zhǔn)備
　　釔基重稀土硅鐵合金：這是球化劑中稀土元素的唯一來(lái)源，要求不潮濕、不粉化、成分均勻、無(wú)夾雜物。以含稀土23%~30%的重稀土硅鐵最為常用。采用我國(guó)南方獨(dú)特的離子型稀土礦提取的重稀土氧化物或氫氧化物（Y2O3≥50％）為原料加入硅鐵、碳化鈣等復(fù)合還原劑在三相電弧爐中冶煉而成[6]。
　　金屬鎂：鎂在合金中主要以Mg-Si合金相狀態(tài)存在，這有利于減少鎂的氧化燒損。合金中的鎂還可以分為有效鎂和無(wú)效鎂，無(wú)效鎂主要就是指氧化鎂，因此，要求原材料金屬鎂必須純度高（Mg≥99.7%），雜質(zhì)少，不能被氧化。
　　硅鐵：要求低鋁，組織致密，無(wú)粉化、無(wú)夾雜物，反球化元素少。
　　硅鈣、硅鋇：要求產(chǎn)品的純度高，反球化元素少。
　　廢鋼：一般使用碳素鋼，硅鋼也可以，禁止使用其他合金鋼，因?yàn)槠渲械暮辖鹪乜赡苁欠辞蚧兀a(chǎn)不好控制。另外，要求廢鋼無(wú)油無(wú)銹無(wú)污漬，尤其是鐵銹容易被鎂還原為氧化鎂[7]。
　　1.2  生產(chǎn)過(guò)程控制
　　一是按照正確的順序加料，由于金屬鎂的性質(zhì)活潑且溶點(diǎn)沸點(diǎn)較低，極易與鐵發(fā)生反應(yīng)，因此要注意避免鎂和廢鋼鐵直接接觸。應(yīng)率先加入鎂與硅，使金屬鎂熔化后與硅結(jié)合生成Mg-Si相，以減少鎂的燒損，對(duì)球化劑中鎂含量的保持與氧化鎂含量的控制具有重要的意義。
　　二是熔制的成分要均勻。除利用中頻爐的自身感應(yīng)攪拌外，還要人工適時(shí)適力的攪拌，以使合金成分在冶煉過(guò)程中均勻化。澆注前需要進(jìn)行除渣處理，使球化劑合金中雜質(zhì)含量較低和無(wú)成分偏析等。
　　三是合金錠厚度要適當(dāng)。合金液體澆注冷卻后的錠厚如果太薄，其表面積大，合金冷卻過(guò)程中容易造成更多的鎂燃燒氧化，如果太厚，則因?yàn)楹辖鹪氐谋戎夭灰粯樱菀自斐赡踢^(guò)程中成分偏析。適宜的厚度一般在25~30 mm。
　　1.3  沖入法球化劑
　　沖入法球化劑粒度要分級(jí)。凝固后的合金錠在破碎篩分前要清理表面氧化物，挑出夾雜物。并根據(jù)用戶(hù)的鐵液包大小，把粒度分級(jí)包裝，但不能有合金粉粒存在。
　　1.4  球化包芯線(xiàn)制備
　　一是把塊狀球化劑在氬氣保護(hù)下破碎成0.1~0.25 mm粒度的顆粒。二是再用包線(xiàn)機(jī)用一定寬度和一定厚度的鋼帶將球化劑顆粒或者是幾種合金的顆粒包裹成一定粗細(xì)的金屬線(xiàn)。
　　1.5 化學(xué)成分檢驗(yàn)
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑除了外觀致密、粒度均勻、沒(méi)有夾雜物等之外，更重要的還是其化學(xué)成分穩(wěn)定、波動(dòng)小[8]。釔基重稀土復(fù)合球化劑除了常規(guī)的RE、Mg、Si、Ca等元素的分析檢測(cè)之外，還需要分析球化劑中主要的球化元素Mg的存在形式。一旦鎂被氧化和硫化將失去球化能力，將導(dǎo)致球化不良等后果。當(dāng)球化劑中的MgO/Mg<0.12，包芯線(xiàn)中的MgO/Mg<0.4時(shí)，Mg是活性的，可以保持良好的球化效果。但當(dāng)MgO/Mg>0.12，包芯線(xiàn)中的MgO/Mg>0.4時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)球化不良甚至球化失敗。因此，需要密切注意球化劑中的鎂和氧化鎂的含量[1]。
　　2  釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中的元素及其特性
　　目前普遍采用的釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)，其中包含球化元素鎂、稀土、鈣，還有一定的硅、鐵、鋇，以及少量的鉍（Bi）、銻（Sb）等。球化劑中的每種元素的含量對(duì)球鐵的質(zhì)量都有很大的影響。本文以本司生產(chǎn)的釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)為例進(jìn)行分析。
　　球化元素是指那些能夠促進(jìn)石墨球狀化、使石墨球生成或增加的元素。化學(xué)周期表中幾乎所有元素的轉(zhuǎn)化能力都被進(jìn)行了研究。最終認(rèn)為鎂是最好最主要的球化元素，此外，釔、鑭、鈰、鈣也能用作輔助的球化元素。
　　球墨鑄鐵件中球化元素的殘留量與原鐵液的硫、氧含量，鑄件的大小、壁厚等有關(guān)，要保證石墨成球以及球化的穩(wěn)定性，有效殘留鎂量應(yīng)＞0.030%。但當(dāng)鎂殘留量超過(guò)0.07%時(shí)，一部分鎂偏析于晶界，并與晶界中的碳、磷等發(fā)生放熱反應(yīng)，生成MgC2、Mg2C3、Mg3P2等[9]。為了控制球化反應(yīng)的平穩(wěn)性，釔基重稀土復(fù)合球化劑的鎂含量常低于10%。在選擇釔基重稀土復(fù)合球化劑的含鎂量時(shí)，主要根據(jù)球化溫度、鑄件壁厚來(lái)確定球化劑的含鎂量[7]。稀土元素球化能力次于鎂，國(guó)內(nèi)釔基重稀土復(fù)合球化劑中的稀土含量一般分為高量(5%～7%)、中量(3%～5%)和低量(1%～3%)三檔[10]。近年來(lái)由于原輔材料質(zhì)量提高，干擾球化的元素大幅度減少，釔基重稀土復(fù)合球化劑中的稀土含量有一個(gè)降低的趨勢(shì)[11]。適量稀土元素的加入可以增加球墨數(shù)量，提高球墨的抗衰退能力，過(guò)多的稀土元素則會(huì)引起碎塊狀石墨等缺陷。稀土元素的加入量應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)條件、鐵液質(zhì)量、鑄件大小等因素[12-13]。鈣在釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中與硫、氧有很強(qiáng)的親和力，其脫硫能力比鎂還強(qiáng)，能使球化反應(yīng)趨于緩和并能增加石墨結(jié)晶核心，在低鎂球化劑中起到輔助球化的作用[11]。
　　硅和鐵是釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中的基本成分，是熔煉合金時(shí)配入的，改變它們的含量能調(diào)整球化劑的密度和熔點(diǎn)。釔基重稀土復(fù)合球化劑中的硅一般在40%~50%。鋇在釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中是為發(fā)揮稀土、鎂、鈣元素的協(xié)調(diào)作用，降低稀土和鎂的含量，使球化效果更好，鋇和鈣作為石墨化元素與鎂一起可降低鎂在高溫下的蒸氣壓，提高鎂的吸收率，增加單位體積球墨鑄鐵的石墨球數(shù)，強(qiáng)化孕育效果，抑制碳化物的形成。
　　Bi和Sb過(guò)去常被認(rèn)為是反球化元素，但是最近研究結(jié)果表明[13-14]Bi和Sb在一定范圍內(nèi)加入鐵液中，可以中和過(guò)量的稀土元素和稀土元素作用形成穩(wěn)定的高熔點(diǎn)化合物，有利于球墨的異質(zhì)形核。而且他們易在球墨周?chē)纬砂鼑鷮樱軌蛴行Х乐故兒烷L(zhǎng)大，減輕球墨畸變的程度，增加球墨的數(shù)量和球化率。王輝等人[15]采用重稀土球化劑制備牌號(hào)為QT600-8輪轂法蘭盤(pán)，加入Sb元素后可以穩(wěn)定獲得無(wú)碎塊狀石墨的鑄件。岑鴿等[16]認(rèn)為厚大斷面鐵素體球鐵件中添加適量的元素Bi，能明顯提高球鐵的綜合力學(xué)性能，特別是伸長(zhǎng)率和低溫沖擊性能。但是，目前對(duì)于Sb、Bi的合適加入量，還沒(méi)有一致的說(shuō)法。
　　3  釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的選用
　　3.1 釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的質(zhì)量要求
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的品質(zhì)對(duì)球墨鑄鐵的生產(chǎn)具有舉足輕重的作用。優(yōu)質(zhì)球化劑必須具備：化學(xué)成分穩(wěn)定，Mg和RE波動(dòng)范圍小；合金純度高，MgO含量低；合金組織致密；粒度分布均勻合理等。
　　從球化元素在鐵液中的反應(yīng)熱力學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和釔基重稀土復(fù)合球化劑生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量影響因素、鑄造廠(chǎng)使用過(guò)程工藝影響因素，綜合考慮后大致可以歸納出判定釔基重稀土復(fù)合球化劑品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)：①球化元素與鐵液中硫、氧等元素的親和力強(qiáng)，無(wú)返硫現(xiàn)象，石墨成球的能力較強(qiáng)。②球化劑的成分準(zhǔn)確，配比合理，球化元素含量符合標(biāo)準(zhǔn)，元素偏差小，沖入法球化劑中MgO/Mg≤0.12，高鎂球化包芯線(xiàn)中MgO/Mg≤0.4。③球化劑的密度≥4.2 g/cm3，且沒(méi)有偏析、夾渣、縮孔縮松等缺陷。
　　3.2  如何選擇釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)
　　以上球化劑的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也可以說(shuō)就是我們選用釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的依據(jù)，但那是按照普通的原理、普遍現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明，具體到釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的選用問(wèn)題，球化劑生產(chǎn)企業(yè)和鑄件生產(chǎn)企業(yè)一般不按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和采購(gòu)，而是參照質(zhì)量要求確定沖入法球化劑的成分、塊度、加入量等，以及喂線(xiàn)法球化包芯線(xiàn)的化學(xué)成分、總殘鎂量等工藝參數(shù)。
　　根據(jù)生產(chǎn)條件和產(chǎn)品要求確定球化處理方式和工藝后，就基本確定了釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的類(lèi)型，其后再細(xì)化確定球化劑的成分。在原鐵液的硫量較高時(shí)應(yīng)盡量先進(jìn)行脫硫處理以減少球化劑加入量和使用低稀土含量的球化劑，而不能簡(jiǎn)單地采取多加球化劑和選用高鎂高稀土球化劑的工藝來(lái)生產(chǎn)。熔煉過(guò)程中不管是電爐熔煉還是沖天爐熔煉，都應(yīng)降低鐵液中的含氧量，從而降低球化劑加入量或球化劑中Mg和RE量。
　　以最常用的沖入法和蓋包法所用的塊狀球化劑和喂線(xiàn)法球化包芯線(xiàn)為例，釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中球化元素含量與原鐵液硫量、金屬爐料中干擾元素的含量、球化處理溫度、鑄件壁厚、鑄件生產(chǎn)工藝和鑄件要求等相適應(yīng)，需綜合評(píng)價(jià)確定。表1是我司部分典型的釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的牌號(hào)及成分。

　　4  釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的作用機(jī)理
　　在球化處理過(guò)程中，首先是釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中的Mg、RE和Ca等球化元素的脫S脫O的過(guò)程，當(dāng)鐵液中的S、O等活性元素降到一定數(shù)值后，剩余的球化元素才能起到球化作用，在形核質(zhì)點(diǎn)上使石墨呈球狀析出長(zhǎng)大。釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)被廣泛應(yīng)用于不同類(lèi)型的球鐵件，其主要的作用機(jī)理如下。
　　4.1  凈化和精煉鐵液
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中的鎂、鈣和稀土，在鐵液中都會(huì)和硫、氧發(fā)生反應(yīng)生成硫化物和氧化物。鎂的沸點(diǎn)為1 107 ℃，進(jìn)入鐵液后迅速氣化，對(duì)鐵液有強(qiáng)烈的攪拌作用。同時(shí)，溶于鐵液中的氣體易于向氣泡中擴(kuò)散、析出，從而被氣泡帶出。鐵液中的部分氧化物、硫化物夾雜也會(huì)被氣泡吸附并排出，剩余的氧化物、硫化物可以作為石墨球化的形核質(zhì)點(diǎn)。稀土還能與Bi、Pb、Sb等雜質(zhì)反應(yīng)生成熔點(diǎn)較高的化合物，不溶于鐵液中而被去除，起到精煉作用，同時(shí)還抵消了這些微量元素對(duì)球墨鑄鐵的反球化作用。
　　4.2  抗球化衰退
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)能夠被廣泛的應(yīng)用，抗球化衰退是很主要的一個(gè)原因。由于重稀土釔的沸點(diǎn)高達(dá)3 038 ℃，比鈰基輕稀土等沸點(diǎn)高得多，加入到鐵液中產(chǎn)生的蒸氣壓僅是0.001個(gè)大氣壓，且釔的燒損又比鈰少8％~15％。因此，在鎂衰減較快的情況下，稀土元素還能保證球化效果，從而避免了球化衰退。其次是重稀土釔和硫的親和力很強(qiáng)，且為不可逆反應(yīng)，避免了返硫現(xiàn)象。因此，使用釔基重稀土復(fù)合球化劑基本上不會(huì)發(fā)生因返硫現(xiàn)象而導(dǎo)致的球化衰退。
　　4.3  抗石墨畸變
　　球化處理過(guò)程中，鐵液中有一定量的球化元素石墨才能球化。球化元素不足，容易產(chǎn)生球化不良或球化衰退。尤其是對(duì)于厚大斷面鑄件，為防止球化衰退，必須保證較高的球化元素。但是球化元素都是促進(jìn)白口增加的元素，過(guò)量的球化元素不僅使球鐵白口傾向大、組織滲碳體多，還容易產(chǎn)生夾渣、縮松等鑄造缺陷，而且會(huì)使石墨產(chǎn)生畸變。重稀土釔在鑄鐵中的固溶度要大于輕稀土元素，濃度可達(dá)到0.5%。釔元素會(huì)和鐵元素形成Y-Fe金屬鍵化合物，形成微合金化，不會(huì)吸附在石墨晶體螺旋位錯(cuò)的旋出口處。由于釔在鐵液中的固溶度比輕稀土要大很多，所以其殘留范圍更寬，在厚大斷面中能更好地保證球化效果。并且，如果鐵液中殘留重稀土量不超過(guò)固溶度，則將不造成石墨畸變。
　　4.4  球化穩(wěn)定、效果好
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)中的稀土組分除了以重稀土元素為主(含釔50％)以外，還包含了其他輕稀土元素。同時(shí)由于配加了鎂、鈣、鋇、硅等，并充分利用了稀土元素間和鎂、鋇、鈣之間互為補(bǔ)充的疊加作用及復(fù)合作用，使得釔基重稀土復(fù)合球化劑的球化能力強(qiáng)、球化質(zhì)量高，而且反應(yīng)平穩(wěn)。
　　5  釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)的應(yīng)用
　　5.1  釔基重稀土球化劑在厚大斷面球鐵件中的應(yīng)用
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑在不同牌號(hào)、重量、壁厚的球鐵件都有廣泛的應(yīng)用。由于釔基重稀土復(fù)合球化劑抗衰退、抗石墨畸變能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)厚大斷面球體鑄件時(shí)作為選擇的球化劑。中鋼集團(tuán)采用釔基重稀土復(fù)合球化劑制備出符合質(zhì)量要求的球墨鑄鐵冷卻壁，其附鑄試塊的抗拉強(qiáng)度>420 MPa、伸長(zhǎng)率≥20％[17]。阜新市產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院采用DY-7F重稀土球化劑成功開(kāi)發(fā)了牌號(hào)為QT500-7的球鐵吸沙泵，泵體單重46.67 t，主要壁厚為75 mm，最厚處達(dá)355 mm，重稀土球化劑起到良好的抗衰退作用，泵體附鑄試塊的金相組織和力學(xué)性能均滿(mǎn)足要求[18]。常州精棱鑄鍛采用重稀土球化劑成功生產(chǎn)出牌號(hào)為GGG35.3的2MW風(fēng)電發(fā)電機(jī)輪轂，該鑄件質(zhì)量10 t，壁厚大于40 mm，最大壁厚超過(guò)200 mm[19]。重稀土球化劑解決了鑄件凝固時(shí)間長(zhǎng)，球化衰退快，易發(fā)生石墨畸變和元素偏析等問(wèn)題，使得鑄件各項(xiàng)性能指標(biāo)全部達(dá)到驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于厚大斷面的鑄件，為防止球化衰退、心部球化效果不良，很多學(xué)者[20-22]采用了將重稀土和輕稀土的球化劑復(fù)合使用方法，提高了鑄件的球化率，且石墨變得更加圓整，力學(xué)性能有一定提高。
　　5.2  釔基重稀土球化劑在中小球鐵件中的應(yīng)用
　　任何球鐵件，無(wú)論是厚大斷面球鐵件，還是中小球鐵件，都存在球化衰退現(xiàn)象。因此對(duì)于中小型鑄件，采用釔基重稀土球化劑，能夠確保較鑄件球化等級(jí)良好，白口傾向小，組織均勻。濰坊裕川機(jī)械采用釔基重稀土球化劑（XY-1）制備了牌號(hào)為QT500-10雙偏心蝶閥，該閥體質(zhì)量為940 kg，大通徑蝶閥壁厚達(dá)57 mm，解決了閥體金相組織中部球化衰退、石墨球偏大、石墨開(kāi)花等問(wèn)題，克服了使用輕稀土球化劑造成鑄件的力學(xué)性能指標(biāo)不穩(wěn)定的問(wèn)題[23]。安徽汽車(chē)制動(dòng)器廠(chǎng)生產(chǎn)牌號(hào)為QT400-15的汽車(chē)配件，采用釔基重稀土復(fù)合球化劑所生產(chǎn)的汽車(chē)配件相比于輕稀土球化劑球化反應(yīng)更為平穩(wěn)，球化等級(jí)高出1-2級(jí)，工藝出品率更高，且其他性能也高于要求的標(biāo)準(zhǔn)[24]。一汽鑄造采用釔基重稀土復(fù)合球化劑開(kāi)發(fā)了牌號(hào)為QT600-5的特種越野卡車(chē)中橋殼，整體壁厚20 mm，局部熱節(jié)處厚度達(dá)到50 mm，解決了球化衰退的問(wèn)題，質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率低[25]。
　　釔基重稀土球化劑、球化包芯線(xiàn)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在鑄造行業(yè)被廣泛的認(rèn)可。由于其抗干擾能力強(qiáng)，能很好解決球化衰退、石墨畸變等問(wèn)題，在厚大斷面已被當(dāng)作抗球化衰退的選擇。為了保證中小鑄件的品質(zhì)及產(chǎn)品的均一性，越來(lái)越多的工廠(chǎng)在生產(chǎn)中小鑄件時(shí)，選用釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)。為此，我們分別列舉了具有代表性的大斷面球鐵鑄件和質(zhì)量要求高的中小型球鐵鑄件在企業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)的結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果如下。
　　5.3  厚大斷面球鐵件應(yīng)用典型案例
　　5.3.1  沖入法球化劑在大斷面球鐵件的應(yīng)用案例
　　（1）某風(fēng)能技術(shù)有限公司。該公司生產(chǎn)某型風(fēng)電輪轂鑄件，材料牌號(hào)為QT400-18AL，澆注鐵液質(zhì)量超過(guò)15t，平均壁厚約100 mm。技術(shù)要求抗拉強(qiáng)度不低于370 MPa，屈服強(qiáng)度不低于220 MPa，布氏硬度HB 120~175，尤其是-40 ℃沖擊值要求平均不低于10 J，個(gè)別不小于7 J。試驗(yàn)采用牌號(hào)為DY-F1的沖入法釔基重稀土球化劑，采用硅鋇孕育劑，通過(guò)爐前孕育和瞬時(shí)孕育相結(jié)合的方式進(jìn)行孕育處理。從附鑄試塊上取樣進(jìn)行金相組織和力學(xué)性能的測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如下表2。

　　（2）某冶金設(shè)備有限公司。該公司采用釔基重稀土球化劑試驗(yàn)生產(chǎn)牌號(hào)為QT400-18的冷卻壁，鑄件重2.8 t，鑄件外形尺寸600 mm×900 mm×250 mm。公司的要求是心部抗拉強(qiáng)度≥320 MPa，伸長(zhǎng)率≥7%。通過(guò)合適的球化工藝，附鑄試塊和鑄件中心實(shí)體的力學(xué)性能和石墨組織均滿(mǎn)足大斷面球鐵的生產(chǎn)要求，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

　　5.3.2  喂線(xiàn)法球化包芯線(xiàn)在大斷面球鐵件的應(yīng)用案例
　　（1）某汽車(chē)磨具制造廠(chǎng)。該制造廠(chǎng)試驗(yàn)生產(chǎn)牌號(hào)為GGG70L的汽車(chē)模具，磨具產(chǎn)品見(jiàn)圖1。試驗(yàn)采用BXX-Q1牌號(hào)的重稀土球化包芯線(xiàn)和BXX-Y2牌號(hào)的孕育線(xiàn)。喂線(xiàn)參數(shù)：球化線(xiàn)加入量25 m/t，孕育線(xiàn)20 m/t，15 t包處理了9.6 t鐵液，喂線(xiàn)速度55 m/min。出爐溫度為1 530 ℃，澆注溫度為1 423 ℃。澆注時(shí)，加0.15%隨流孕育劑。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

　　5.4  小球鐵件應(yīng)用典型案例
　　5.4.1  沖入法球化劑在中小球鐵件的應(yīng)用案例
　　（1）韶關(guān)某鑄造廠(chǎng)。該鑄造廠(chǎng)試驗(yàn)生產(chǎn)材質(zhì)為QT400-12的非標(biāo)閥門(mén)球鐵鑄件，壁厚10-50mm之間，對(duì)伸長(zhǎng)率有較高要求。由于壁厚較小，且壁厚差異大，想要生產(chǎn)出質(zhì)量均勻的鑄件存在一定的困難。原球化劑采用的是輕稀土球化劑，由于鑄件凝固快，容易造成白口，且球化后金相組織中碳化物較多。現(xiàn)改用釔基重稀土球化劑，加入量較之前的輕稀土2.5%降低到1.5%，球化效果好，解決了鑄件白口的問(wèn)題，成品率能夠達(dá)到97%，試驗(yàn)結(jié)果如圖3和表5所示。

　　5.4.2  喂線(xiàn)法球化包芯線(xiàn)在中小球鐵件的應(yīng)用案例
　　（1）湖北某汽車(chē)配件制造廠(chǎng)。汽車(chē)懸架是車(chē)身、車(chē)架和車(chē)輪之間的一個(gè)重要連接部件，材料牌號(hào)為QT600-3，單個(gè)鑄件重40~45 kg，質(zhì)量要求高，需要保證較高的球化等級(jí)及組織的均勻性。原使用的輕稀土球化劑容易產(chǎn)生白口，且球化等級(jí)較低。采用牌號(hào)BXX-Q1釔基重稀土球化包芯線(xiàn)后，其球化質(zhì)量得以改善，且成品率達(dá)95%以上，試驗(yàn)結(jié)果如圖3和表6所示。

　　（2）嘉禾某鑄造有限公司。該鑄造廠(chǎng)生產(chǎn)牌號(hào)為QT450-10的球鐵沖床配件，單個(gè)鑄件30公斤左右，薄壁部位10 mm，最厚壁厚40 mm，鑄件產(chǎn)品如圖4所示。原先采用的是輕稀土球化劑，鑄件中的S、P等雜質(zhì)元素容易偏高，造成偏析和夾雜，使得力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)。現(xiàn)改用牌號(hào)BXX-Q1釔基重稀土球化包芯線(xiàn)，由于重稀土釔和硫的親和力很強(qiáng)，且為不可逆反應(yīng)，避免了返硫現(xiàn)象，生產(chǎn)出的球鐵鑄件球化等級(jí)高，力學(xué)性能達(dá)標(biāo)。

　　6 結(jié)束語(yǔ)
　　釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)至今已有幾十年的發(fā)展，取得了一定的成績(jī)。在大斷面和超大斷面球墨鑄鐵、低溫高沖擊韌性球墨鑄鐵、中小型球墨鑄鐵鑄件，以及高度集成的、功能更強(qiáng)、質(zhì)量更輕的鑄件都有良好的發(fā)展前景和研究意義。隨著國(guó)家對(duì)制造業(yè)的不斷重視，應(yīng)該加強(qiáng)科研院所與企業(yè)的研發(fā)合作，積極推進(jìn)優(yōu)秀科研成果的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，讓釔基重稀土復(fù)合球化劑、球化包芯線(xiàn)更好應(yīng)用在高端球墨鑄鐵鑄件的研發(fā)生產(chǎn)。
　　作者：李仕林、楊清、朱福生、張財(cái)淦、廖志金
　　單位：龍南龍釔重稀土科技股份有限公司
　　作者簡(jiǎn)介:李仕林(1993-)男，碩士主要研究方向?yàn)橄⊥猎诮饘俨牧现械膽?yīng)用。E-mail:781022479@qq.com
　　通訊作者楊清，男，教授級(jí)高級(jí)工程師。電話(huà):0797-6581279,E-mail: jxlong6581279@126.com
　　中圖分類(lèi)號(hào):TG146.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1001-4977(2023)09-1127-08
　　收稿日期:2022-12-14收到初稿,2023-04-07收到修訂稿。