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        碳化硅在廢鋼生產鑄件中的作用有哪些?
        作者:admin    發布日期:2018/12/8     關注次數:     二維碼分享

        來源:大同碳化硅-行業新聞



        碳化硅在廢鋼生產鑄件中的作用有哪些?.jpg


        一、SiC在爐料中的應用


        碳化硅是一種硅基生核劑,熔點達2 700 ℃,在鐵液中不熔化,按SiC+Fe=FeSi+C(非平衡石墨)熔融于鐵液,式中SiC里的Si與Fe結合,余下的C即非平衡石墨,作為石墨析出的核心。并且碳化硅還是很好的脫氧劑,灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO這個反應,用SiC來降低渣中FeO和MnO的含量,從而凈化鐵液,減少爐壁氧化,延長爐壁壽命,而且碳化硅可以達到增硅、增碳的目的。

        碳化硅是一種具有“富足核心”美稱的物質,它作為鑄鐵合金的添加劑,減少了鑄件白口傾向,增強石墨形核能力和增加石墨形核中心,得到數量適中的共晶團數,形成符合要求的石墨形狀和分布,應用了合成鑄鐵熔化工藝后,爐料中廢鋼比例過高引起鐵液核心數過少時,碳化硅的成核效應可起到關鍵的作用。


        通過不加碳化硅和加入1%碳化硅兩種熔化工藝對鑄件金相組織(缸體缸筒部位)進行比較??梢钥闯?,熔煉時加入一定量的碳化硅對提高冶金質量、改善石墨形態有明顯的效果。


        (a)不加碳化硅  100×

        (b)加入1%碳化硅  100×

        二、合金元素的選擇及加入量

        灰鑄鐵的金屬爐料一般由生鐵、廢鋼、回爐料和合金元素組成,眾所周知,合金元素有促進珠光體,強化基體組織,提高鑄件力學性能和使用性能的作用。一般認為,鑄鐵中除碳和鐵外,有意加入的金屬元素均作為合金元素。筆者公司生產發動機缸體缸蓋加入的合金元素有Si、Cu、Mn、Cr、Sn,合金元素加入量超過一定范圍后對鐵液質量及鑄件強度會產生負面影響,并且隨著合金元素加入量的增加,生產成本相應提高。


        灰鑄鐵的金屬爐料一般由生鐵、廢鋼、回爐料和合金元素組成,.jpg


        所以在采用了合成鑄鐵技術、應用了碳化硅和硅鋇鋯孕育劑基礎上,適當降低合金的比例是節省材料、降低生產成本的重要途徑,也是降低鐵液收縮傾向、改善鑄件加工性能的關鍵因素。


        三、硅

        鑄鐵中的硅由原鐵液硅和孕育增硅組成。資料指出,生產灰鑄鐵時,孕育劑帶進鐵液中硅的質量分數不大于0.3%。一定條件下,每種孕育劑都有其最佳加入量。過多的使用孕育劑不會帶來更大的孕育效果,反而浪費孕育劑、降低鐵液溫度、增加鑄件的收縮及氣孔和夾渣等缺陷。孕育不足,鐵液中有效的形核核心過少,鐵液過冷傾向及過冷石墨增加。

        硅是強烈促進石墨化的元素,是鑄鐵中的主要組元,硅強烈削弱Fe-C結合鍵,明顯擴大TEG~TEM區間以及顯著提高TEG三個方面影響石墨的析出,故硅比碳有更強的石墨化能力。文獻指出,當w(Si)<1.2%,即使將碳量升高至w(C)>3.5%也難獲得完全的灰口凝固。


        因此,孕育前原鐵液必須要有一定的硅含量,其可來自生鐵、熔煉過程中隨爐料加入的硅鐵或碳化硅。原鐵液中硅含量取決于鑄件大小及結構,一般認為,冷卻速度相對較快的汽油機缸體缸蓋鑄件,原鐵液中硅含量要求相對較高,而冷卻速度相對較慢的柴油機缸體缸蓋原鐵液中硅相對要低。


        通過試驗對比,在相同孕育量(0.3%硅鋇鋯出爐孕育和0.05%硅鍶隨流孕育)、相同碳化硅用量及相同合金含量條件下,w(C)=3.2%~3.35%之間時,原鐵液中硅從1.4%增加到2.0%,碳化物及鐵素體減少,石墨長度變長,滲漏傾向增加。


        碳化硅的使用增加了石墨形核能力,減少了白口傾向,提高了鑄件的抗拉強度。


        大同碳化硅 (2018年12月8日報道)

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