石墨的球化率及球化级别[1]
球墨铸铁球化等级评定
球墨铸铁球化等级评定球墨铸铁是一种具有优良机械性能的铸铁材料，其特点是强度高、韧性好、耐磨性能优异。
球墨铸铁的球化等级评定是对球墨铸铁材料进行评估和分类的重要指标。
本文将从球化等级的定义、评定方法和影响因素等方面进行详细介绍。
一、球化等级的定义球化等级是指球墨铸铁中球状石墨的形态和分布情况。
球状石墨是球墨铸铁的一种特殊组织结构，能够显著提高材料的塑性和韧性。
球化等级评定的目的是通过对球状石墨形态和分布的观察，判断球墨铸铁的机械性能和可加工性。
二、球化等级的评定方法球化等级的评定主要依据是球状石墨的形态和分布情况。
常用的评定方法有金相显微镜观察法和计数法。
金相显微镜观察法是将球墨铸铁的试样进行金相显微镜观察，通过观察球状石墨的形态和分布情况，以及石墨球的数量和尺寸，来评定球化等级。
计数法是对试样切割后的切面进行计数，统计石墨球的数量，以确定球化等级。
三、影响球化等级的因素球化等级的评定受到多种因素的影响，主要包括铸造工艺、合金成分和冷却速度等。
铸造工艺的不同会影响铸件的冷却速度和凝固过程，进而影响球状石墨的形成和分布。
合金成分中的镁和稀土元素对球化效果有重要影响，过多或过少的添加都会降低球化等级。
冷却速度的快慢也会影响球状石墨的形态，快速冷却有利于形成细小均匀的球状石墨。
四、球化等级的分类和标准根据球状石墨的形态和分布情况，球化等级通常分为I级、II级、III级和IV级四个等级。
其中，I级球墨铸铁的球状石墨分布均匀，石墨球形状完整；II级球墨铸铁的球状石墨分布较均匀，石墨球形状较完整；III级球墨铸铁的球状石墨分布不均匀，石墨球形状不完整；IV级球墨铸铁的球状石墨分布不均匀，石墨球形状不完整且数量较少。
五、球化等级对球墨铸铁性能的影响球化等级是评定球墨铸铁材料性能的重要指标之一。
球状石墨的形态和分布情况直接影响球墨铸铁的塑性、韧性和耐磨性能。
球状石墨的形态越完整，分布越均匀，球墨铸铁的塑性和韧性越好，能够承受更大的冲击载荷；而球状石墨的数量越少，形态越不完整，球墨铸铁的硬度和耐磨性能越好，能够抵抗磨损和磨粒滑动。
天然石墨高效球化
天然石墨高效球化
天然石墨高效球化技术是对天然鳞片石墨进行深加工处理的一种工艺，旨在改善其物理和化学性能，使其更适用于锂离子电池负极材料等高附加值应用领域。
球化过程涉及将石墨的片层结构改造为球形或近似球形颗粒，从而提升其压实密度、导电性和流动性，同时减少其对环境的污染。
球化处理通常包括以下步骤：
1. 预处理：首先需要对天然石墨进行清洗和干燥，以去除杂质和水分。
2. 粉碎：使用机械力如冲击、剪切或摩擦等方式将石墨粉碎成较小的粒子。
3. 分级：通过筛选或风力分离等方法，选择合适尺寸的石墨粒子进行后续加工。
4. 球化：将筛选后的石墨粉末置于球化设备中，利用高速旋转或摩擦产生的热量使石墨粒子塑化并聚集成球形。
5. 后处理：球化后的石墨颗粒可能需要进一步的化学或热处理来改善其表面性质或电化学性能。
球化石墨的优势在于其改进的形态学特征，如更高的堆积密度和良好的一致性，这些特征对于制备高密度电极至关重要。
此外，球状颗粒具有较好的流动性，有利于电极涂覆过程中浆料的均匀分布。
在
锂离子电池中，球化石墨的使用可以提升电池的能量密度和循环稳定性。
目前，随着新能源汽车的快速发展和移动电子设备的广泛普及，对高性能锂电池的需求日益增加，这直接推动了对天然石墨球化技术的发展和应用。
研发工作主要集中在提高球化效率、降低生产成本以及优化石墨颗粒的性能等方面。
球化分级
球化分级(摘自GB/T9441-1988) 发布时间：2007-3-1 13:34:34 浏览次数：4球化分级说明球化率/%1级石墨呈球状,少量团状,允许极少量团絮状》952级石墨大部分呈球状,余为团状和极少量团絮状90-<953级石墨大部分呈团状和球状,余为团絮状,允许有极少量蠕虫状80-<904级石墨大部分呈团絮状和团状,余为球状和少量蠕虫状70-<805级石墨呈分散分布的蠕虫状、球状、团状、团絮状60-<706级石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状资讯来源：国家标准化管理委员会发布人：国际铸业咨询单铸试块的力学性能(摘自GB/T1348-1988) 发布时间：2007-3-1 12:17:46 浏览次数：5单铸试块的力学性能(摘自GB/T1348-1988)牌号抗拉强度σ/Mpa屈服强度σ/Mpa断后伸长率σ/Mpa供参考最小值硬度HBS 主要金相组织QT400-18 400 250 18 130-180 铁素体QT400-15 400 250 15 130-180 铁素体QT450-10 450 310 10 160-210 铁素体QT500-7 500 320 7 170-230 珠光体+铁素体QT600-3 600 370 3 190-270 珠光体+铁素体QT700-2 700 420 2 225-305 珠光体QT800-2 800 480 2 245-335 珠光体或回火组织QT900-2 900 600 2 280-360 贝氏体或回火马氏体资讯来源：国家标准化管理委员会发布人：国际铸业咨询网3强化熔化及球化孕育工艺，引进和推广包外孕育工艺。
3.1冲天炉在熔炼之前，必须要根据铸件要求进行配料计算，而配料计算的基础是必须先知道铸件所需的化学成份以及原材料（生铁、回炉铁、废钢、铁合金等）的化学成份，同时要根据以往的熔炼经验得出各元素的烧损率。
一般是碳、硫增加，硅锰烧损。
球墨铸铁球化率标准
球墨铸铁球化率标准本标准规定了球墨铸铁的球化率要求，涵盖了化学成分、石墨形态、基体组织、力学性能、抗疲劳性能、铸造工艺、热处理工艺、质量控制和应用范围等方面。
本标准适用于各种球墨铸铁的生产和质量控制。
1.化学成分球墨铸铁的化学成分应符合相关标准要求，包括碳、硅、镒、磷、硫等元素。
其中，碳含量应在一定范围内，以保证材料的强度和韧性。
硅和镒含量也应适当控制，以优化基体组织和力学性能。
2.石墨形态球墨铸铁中的石墨形态应呈球形或短棒状，分布应均匀。
石墨球径应在一定范围内，以获得良好的力学性能和抗疲劳性能。
3.基体组织球墨铸铁的基体组织应为铁素体或铁素体/珠光体，且珠光体含量应在一定范围内。
铁素体晶粒大小应适中，以获得良好的力学性能和抗疲劳性能。
4.力学性能球墨铸铁的力学性能应符合相关标准要求，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等指标。
材料的力学性能应与使用要求相匹配，以保证安全性和使用寿命。
5.抗疲劳性能球墨铸铁应具有良好的抗疲劳性能，以应对周期性应力或应变作用。
抗疲劳性能可通过相应的试验进行评估，如应力疲劳试验、应变疲劳试验等。
6.铸造工艺球墨铸铁的铸造工艺应保证铸件的质量和性能。
铸造过程中应控制浇注温度、冷却速度、型砂湿度等因素，以获得均匀的凝固过程和避免缩孔、缩松等缺陷。
7.热处理工艺球墨铸铁的热处理工艺可进一步优化材料的性能和显微组织。
热处理过程应控制加热温度、保温时间和冷却速度等因素，以获得理想的基体组织和石墨形态。
8.质量控制球墨铸铁的生产过程中应进行严格的质量控制，包括原材料检验、熔炼过程控制、浇注过程监控、铸件检验等环节。
质量控制措施应确保每个生产环节的稳定性和可重复性。
9.应用范围球墨铸铁广泛应用于各种机械、汽车、建筑等领域，如发动机缸体、曲轴、液压件、轧辐等关键部件。
其优良的性能和可靠性使其在许多领域中成为其他铸铁无法替代的材料。
10.与其他铸铁的比较与灰铸铁、可锻铸铁等其他铸铁相比，球墨铸铁具有更高的强度、韧性和抗疲劳性能。
球墨铸铁的石墨形态及大小.pptx
其外形近似圆球状， 在放大100倍的金相显 微镜下观察，其周界呈 比较圆滑的圆形或椭圆 形，如图1（a）所示。
其外形似团 状，周界有明显 的凹凸不平，如 图1（b）所示。
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团虫状外形比团状更 不规则，边缘明显向外 伸长，呈团虫状，如图1 （c）所示。
团虫状
在各种石墨形态中，以 圆球状石墨最好，它对金属 基体的割裂作用最小；而团 状和团虫状石墨就比球状石 墨差，当团虫状石墨大量出 现会使铸铁的力学性能急剧 降低。
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球墨铸铁中允许出现的石墨形态，除了主 要是球状石墨为主，还可以有少量非球状石墨， 如团状、团絮状、蠕虫状。球墨铸铁金相检验 标准将球化分为六级，见图2和表1。
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图 2 球墨铸铁的球化等级 ×100
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表1 球化分级
球化级别
1级 2级 3级 4级 5级 6级
说明
球化率/%
石墨呈球状，少量团状，允许极少量团絮状；
95
石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状；
级别
6级 7级 8级
石墨直径 （100×）/mm
实际石墨大小
>3~6 >1.5~3 1.5
>0.03~0.06 >0.015~0.03
0.015
注：石墨大小在6级~8级时，可使用×200，或×500放大倍数。
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球墨铸铁球化率标准
球墨铸铁球化率标准摘要：I.引言- 球墨铸铁的概念与特点- 球化率在球墨铸铁中的重要性II.球墨铸铁球化率的标准- 我国球墨铸铁球化率的标准- 球化率等级的划分与要求- 影响球化率的因素III.球墨铸铁球化率检测方法- 金相法- 超声波声速仪IV.提高球墨铸铁球化率的措施- 改进球化、孕育处理工艺- 选择合适的球化剂、孕育剂V.结论- 球墨铸铁球化率标准的重要性- 提高球墨铸铁球化率的意义正文：球墨铸铁是一种高强度、高韧性的铸铁材料，其特点是具有球状石墨。
球化率是衡量球墨铸铁性能的重要指标，直接影响着铸铁的机械性能。
因此，对球墨铸铁球化率的标准进行研究和探讨具有重要意义。
我国对球墨铸铁球化率的标准有明确的规定。
根据我国标准，球墨铸铁球化率分为4 个等级，分别是：1 级（球化率≥85%）、2 级（球化率≥75%）、3 级（球化率≥65%）和4 级（球化率≥55%）。
不同的球化率等级对应着不同的力学性能和应用范围。
影响球墨铸铁球化率的因素主要包括：铁水成分、熔化方法、孕育效果、球化剂和孕育剂的选择等。
为了提高球墨铸铁的球化率，可以从以下几个方面进行改进：1.改进球化、孕育处理工艺。
合理的球化、孕育处理工艺是提高球化率的关键。
通过优化处理工艺参数，可以有效地提高球化率。
2.选择合适的球化剂、孕育剂。
球化剂、孕育剂的选择对球化率有直接影响。
使用合适的球化剂、孕育剂，可以提高石墨球化程度，从而提高球化率。
总之，球墨铸铁球化率标准对保证铸铁件质量具有重要意义。
某石墨精矿球化试验研究
某石墨精矿球化试验研究
王斌
【期刊名称】《矿冶》
【年(卷),期】2022(31)4
【摘要】天然石墨负极材料因成本低、资源广泛并具有合适的充放电特性等特点在负极材料市场中占据重要地位。
产业中鳞片石墨需经机械球化过程卷曲成球状或类球状,降低其各向异性程度,并经提纯、包覆改性后制备负极材料。
针对某细鳞片进行了球形化试验,并采用混酸提纯工艺制备高纯球形石墨,对其球化效率、提纯效率、初始电化学性能进行了研究。
结果表明:经QCJ球化设备球化可制备出D_(50)为16μm、振实密度1.05 g/cm^(3)的球形石墨,收率可达40.13%;提纯后球形石墨固定碳含量可达99.95%以上,符合GB/T 24533-2019中Ⅱ级天然石墨类锂离子电池负极材料对于粒度、振实密度、杂质含量等理化指标的要求。
【总页数】7页(P82-88)
【作者】王斌
【作者单位】五矿勘查开发有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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球墨铸铁球化率标准
球墨铸铁球化率标准球墨铸铁是一种具有优异性能的铸铁材料，其球化率是评价其质量的重要指标之一。
球化率是指球墨铸铁中球状石墨的百分比，直接影响着球墨铸铁的力学性能、热处理性能和加工性能。
因此，对球墨铸铁的球化率进行标准化是非常必要的。
一般来说，球墨铸铁的球化率标准是指球状石墨的形态和数量。
根据国家标准，球墨铸铁的球化率应符合以下要求，球状石墨形态应为球状，不得呈片状或板片状；球状石墨数量应符合相应级别的要求，一般分为4级，分别为A级、B级、C级和D级。
A级球墨铸铁的球化率应不低于80%，B级不低于70%，C级不低于60%，D级不低于50%。
这些标准的制定是为了保证球墨铸铁的质量和性能，从而满足不同工程和行业的需求。
球化率的标准化对于球墨铸铁的生产和应用具有重要意义。
首先，标准化可以提高球墨铸铁的质量稳定性。
通过明确的标准要求，生产厂家可以按照标准进行生产，确保产品质量的稳定性和可靠性。
其次，标准化可以提高产品的可比性。
不同厂家生产的球墨铸铁产品可以按照相同的标准进行检测和评价，从而提高了产品的可比性，方便用户进行选择和采购。
最后，标准化可以促进技术进步。
通过对球化率标准的制定和执行，可以促进生产技术的创新和提高，推动整个行业的发展。
在实际生产中，如何提高球墨铸铁的球化率成为了一个重要的课题。
首先，需要严格控制原料的质量。
球墨铸铁的球化率受原料成分的影响较大，因此需要严格控制原料的化学成分和熔炼工艺，确保原料的质量稳定。
其次，需要优化熔炼工艺。
合理的熔炼工艺可以提高熔化温度和保温时间，有利于球状石墨的形成和生长。
最后，需要严格控制熔铁的浇注温度和速度。
合理的浇注温度和速度可以保证球状石墨的形成和分布，从而提高球化率。
总的来说，球墨铸铁的球化率标准化是非常必要和重要的。
通过制定和执行标准，可以提高产品质量稳定性和可比性，促进技术进步，推动整个行业的发展。
同时，提高球化率也需要生产厂家不断优化生产工艺，控制好原料质量，以确保产品质量和性能的稳定和可靠。
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石墨的球化率及球化级别
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材料名称：球墨铸铁 组织说明：
图131001 :图中石墨呈球状，少数团状，球化率为》
95%，球化级别为1级。
图131002 :图中石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状，球化率为 90%〜V 95%，球化级别为2级。
图131003 :图中石墨大部分呈团状和球状，余为团絮状，球化率为 80%〜V 90%，球化级别为3级。
图131004 :图中石墨大部分呈团絮状和团状，少量蠕虫状，球化率为 70%〜V 80%，球化级别为4级。
图131005 :图中石墨呈分散分布的蠕虫状和球状、团状、团絮状，球化率为
60%〜V 70%，球化级别为5级。
图131006 :图中石墨呈聚集分布的蠕虫状和片状及球状、团状、团絮状，球化级别为 6级。
球化率及球化级别按照 GB/T9441-1988 《球墨铸铁金相检验》评定，该标准将球化级别分为
6级。
首先观察整个受检面,
之后，从最差的区域开始，连续观察
5个视场，以其中3个最差视场的多数对照级别图谱评定。
提高球化率的关键是球化处理和孕育处理。
球化处理方法：采用稀土镁合金的凹坑冲入法， 简单易行，但烟尘较大。
采用低稀土镁合金盖包处理， 镁的收得率可达50%
以上，且可解决烟尘问题。
孕育处理可采用二次或三次孕育，球化包内孕育剂可用 75硅铁，浇包内可加抗衰退（例如含钡）孕育剂。
倘有必要，再用随
流孕育或型内孕育。
5级球化和6级球化的石墨都是以蠕虫状石墨为主， 5级球化是蠕虫状石墨呈分散分布； 6级球化是蠕虫状石墨呈聚集分 布。
两者主要区别如下：
(1) 宏观组织 聚集分布时， 断口上出现稀疏的小黑点， 蠕虫状石墨聚集程度增加时， 黑点增大， 数量也随之增加和密集； 蠕虫状石墨分散分布时，其数量较聚集分布为少，断口不会出现小黑点。
图 号：131001 〜131006 浸蚀剂：未浸蚀 100 X
100 X
图
处理情况：铸态
(2) 微观特征蠕虫状石墨分散分布时，其长宽比较小，呈短而粗的棒状，端部圆钝，常与团状共存。
4〜5条蠕虫状石墨丛集一处者，称为聚集分布，此时蠕虫状石墨弯曲、扭转的趋势增加。
观察三维形貌，聚集分布的几条蠕虫状石墨往往是同一蠕虫状石墨的不同分枝，这种结构，比表面积较大，分枝与分枝间的距离较近，有利于碳的扩散，故铸态或热处理后，聚集分布的蠕虫状石墨周围容易形成铁素体。
(3) 化学成分蠕虫状石墨聚集分布时，宏观化学成分中残留镁量和稀土量都较低，含硅量较高。
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