孕育技术

        近年来，孕育处理工艺发展很快，有多种的孕育方法。对于生产灰铸铁件，选用合适的孕育处理方法非常重要，往往是决定产品质量的关键因素。每一种孕育处理方法都有其优点，同时也有的局限，迄今还没有一种能适应各种生产条件的处理方法。铸造企业都应该根据自己的具体条件，通过试验，选定适合企业特点的方法。处理方法一经确定，就应严格控制工艺过程，以铸件质量稳定。

1出铁时孕育

         出铁时孕育也称为浇包孕育（Ladle Inoculation），是在铁液自熔炉或保温炉流向浇包时进行的孕育处理。这种处理方法既简单又方便，目前是应用广的工艺，但采用时注意遵从作业要点。不可在浇注前将孕育剂加在空浇包的底部。这样操作，会有部分孕育剂在与铁液作用前被氧化，而且孕育剂易于裹入炉渣，导致其利用率降低。好在出铁后、自浇包中铁液量约为出铁量的1/4时起开始孕育处理，通过定量漏斗将粒状孕育剂均匀而分散地撒向液流，到浇包中铁液量约为出铁量的4/5时处理结束。这种作业方法，可利用液流的搅拌作用使孕育剂溶于高温铁液，提高其利用率。采用喂线法进行孕育处理效果为稳定，但目前用于出铁时孕育的还比较少。孕育剂的粒度因处理的铁液量而略有不同：铁液量不到500kg时，粒度宜为2～5mm；铁液量在500kg时，粒度宜为5～8mm。加入量一般为处理铁液量的0.2～0.4％，可视孕育剂的品种和铸件壁厚调整，并通过试验确定。加入量过多，不仅无益，还会因不能溶于铁液而产生一些作用，如浇包积渣、铸件产生夹渣缺陷、堵塞浇注系统中的过滤器件以及因铁液过孕育而造成铸件缺陷等。孕育剂粒度太大，也会因不能溶于铁液而影响孕育效果，并造成铸造缺陷。出铁时用75硅铁进行孕育处理，孕育效果会很快地随时间的推移而衰退，孕育后5～7min，作用的衰退可在50％以上，大约经15min后，孕育作用将大部或全部消失。为铸件质量，通常都要在孕育后10min内浇注完毕，好在铁液自浇包注入铸型时进行再次孕育。

2浇注时孕育

        浇注时孕育也称为后孕育（Post Inoculation）或瞬时孕育，是在铁液自浇包注入铸型时进行的孕育处理。可将细粒孕育剂加入液流，也可用喂线法孕育。

2.1细粒孕育剂孕育

         浇注时孕育不存在孕育衰退的问题，一般都用75硅铁作孕育剂，有要求时也可用含其他合金元素的孕育剂。为使孕育剂能溶于铁液并能均匀地分布于铁液中，应采用细粒，一般为0.3～0.7mm。加入量大致为铁液的0.15～0.2％。

采用倾转式浇包人工浇注时，比较简便办法是采用吊挂在包嘴上的定量漏斗，浇注时开启下料口，孕育剂由重力作用落入液流。对于生产线上位置固定的倾转包，则以采用带料斗的微型螺旋给料器为好。生产线上由保温炉经虹吸式浇嘴浇注的条件下，多采用干燥空气吹送方式。开始浇注时，由传感器控制开启气阀，将孕育剂加入液流中，采用这种加料方式的缺点是：难免有些粉状孕育剂被空气吹散，不能进入液流。采用机械给料方式，也有容易堵塞而影响准确定量的问题。

2.2喂线孕育

         喂线孕育也是一种常用的方法，所用的包芯线直径一般在5～10mm之间，线芯材料为75硅铁。孕育剂加入量约在0.05～0.1％之间。用保温炉经虹吸式浇嘴浇注的条件下，在浇嘴的塞杆附近喂入包芯线，喂线装置由计算机控制，在提起塞杆进行浇注的同时喂入包芯线，浇注完毕放下塞杆时停止喂线。

3 型内孕育

        型内孕育是将孕育剂直接安放在浇注系统内，使其在浇注过程中与铁液作用，孕育剂溶入铁液的速率是工艺方案设计时应予以考虑的。所用的孕育剂可以是细粒状料、由粉料加粘结剂制成的块料或预制块。按照铸件的工艺特点，孕育剂可安放在浇口盆内、浇注系统内或的过滤器件中。

3.1浇口盆内孕育

        浇口盆内孕育可以有两种方式，一种是将块状孕育剂固定于浇口盆底部，浇注时逐渐溶入铁液。浇注的铁液量较大时，可采用塞杆，这就有利于孕育剂溶入铁液并均匀分布于铁液中。另一种是将块状孕育剂放在浇口盆内，浇注时浮在铁液上，也可说是浮硅孕育，只不过不在浇包中孕育。采用此种方式时，应孕育块部分溶入铁液后尺寸仍大于直浇口的直径。无论采用何种方式，浇口盆内都应有挡渣板。

3.2浇注系统内孕育

        浇注系统内孕育液也有两种方式，（a）孕育块固定于浇口窝内；（b）横浇道中设孕育槽

可将块状孕育剂固定在直浇口下的浇口窝内，如图3（a）所示。采用此种方式时，要用预制成块状的孕育剂，浇注过程中逐渐溶入铁液，实现的孕育。也可将孕育剂安放在横浇道中专设的孕育槽内，如图3（b）所示。采用此种方式时，可用粒度为0.3～0.7mm的孕育剂，用量一般为铸型中铁液量的0.05～0.1％。浇注时，铁液从孕育剂的上方流过。为避免孕育剂颗粒进入铸件，铁液流经孕育槽后通过的过滤片。

3.3通过过滤片时孕育

         这是一种比较新的型内孕育方法，将孕育剂安放在的滤片内，浇注时铁液流经滤片孕育处理，同时又可以防止残渣进入铸件型腔。采用发泡陶瓷滤片时，在两滤片间的空腔内装细粒孕育剂。如采用通孔陶瓷滤片，则将预制成片状的孕育块置于两滤片间的空腔内。

4．孕育前的预处理

         一些重要的薄壁灰铸铁件，如内燃机的缸体、缸盖等，需求量不断增长，冶金要求也日益提高，因而，灰铸铁孕育前的预处理逐渐受到了广泛的关注。生产薄壁灰铸铁件时，在孕育处理前进行预处理，不仅可避免组织中出现碳化物，而且可使过冷石墨（B型、D型和E型）减至少。研究结果表明，效果好的预处理剂是结晶态的碳质材料，灰铸铁宜用85～90％的冶金碳化硅，也可用晶态石墨。加入量一般为0.75～1.0％，应用时需通过试验求得佳用量。预处理剂加入铁液后，需要的时间使其溶于铁液，而且需要搅拌，所以，好是在出铁前加入感应电炉进行处理。也有报道说，加入浇包中处理，只要操作得当，也可很好的效果。