铁合金碳化硅与石墨化增碳剂在铸造中的应用

碳化硅的应用

碳化硅(SiC)是一种由碳原子和硅原子组成的化合物,以其良好的硬度、优良的热稳定性和抗腐蚀性而著称。从重量组成来看,碳化硅中硅占比约为70%,碳占比为30%。最初,碳化硅主要用作磨料,得益于其极高的硬度;后来,由于其在高温下的稳定性和抗氧化性,碳化硅逐渐被应用于耐火材料和炉衬材料等领域。

在铸造行业中,碳化硅因其独特的物理化学性质,被广泛用作铁合金的脱氧剂和增碳剂。当碳化硅添加至灰铸铁、球墨铸铁或可锻铸铁中时,能够在较低温度下(<1620°C)发挥脱氧作用,促进FeO和MnO等不稳定氧化物的还原,而在较高温度下(>1620°C),则主要作为增碳剂使用,碳的回收率接近100%。这一特性使得碳化硅成为无芯感应炉熔炼铁水时的重要添加剂,尤其是在美国,大约95%的无芯感应炉使用碳化硅作为主要的硅源。

碳化硅的加入不仅能够改善熔体的纯净度,减少铸件表面缺陷,还能够通过降低渣中的FeO含量,提高渣的熔点,从而减少渣的流动性,避免高FeO和MnO渣对铸件质量的影响。此外,碳化硅的使用有助于减少铁水中的FeO-SiO2夹杂物,这些夹杂物是导致铁水流变性差、缩孔倾向增加以及白口现象增多的主要因素,对于球墨铸铁尤为重要。

在球墨铸铁的生产过程中,碳化硅还被用作预孕育剂,以优化纯镁处理的效果,减少缩孔和碳化物形成的倾向。研究表明,向处理包中加入适量的碳化硅(约2kg/t)能够有效解决上述问题。

对于灰铸铁和蠕墨铸铁,碳化硅的应用同样带来了显著的冶金效益,包括减少渣的形成和流动性,增加共晶团的数量,减少白口倾向,延长衰退时间等。基于这些优势,国内外铸造企业普遍倾向于在炉料中添加一定比例的碳化硅,灰铸铁的推荐添加量为10-15kg/t,蠕墨铸铁为5-10kg/t。

综上所述,碳化硅凭借其多功能性,在提高铸铁质量和生产效率方面展现出巨大潜力,特别是在应对日益严格的质量标准和激烈的市场竞争时。随着高镁合金包芯线生产球墨铸铁技术的发展,碳化硅作为增碳剂、增硅剂及预孕育剂的角色将进一步凸显,有望成为推动我国铸造行业转型升级的关键材料之一。

石墨化增碳剂的应用

石墨化增碳剂(Graphitized Carburizer)是铸造和炼铁过程中常用的一种材料,主要用于提升铁液中的碳含量,进而改善铸件的性能。优质的石墨化增碳剂不仅能够保证铸件的质量,还能提高生产效率,降低成本。

基本概念
石墨化增碳剂是在熔炼过程中加入到铁液中的材料,旨在增加铁液中的碳含量。它通常由高质量的碳质原料制成,如石墨化石油焦,具有较高的固定碳含量和较低的硫、氮等杂质含量。石墨化增碳剂的选择和使用对于获得理想的铸件性能至关重要。

作用机理
1. 碳含量调整:通过精确控制石墨化增碳剂的加入量,可以有效地调节铁液中的碳含量,这对于实现特定的铸件性能(如硬度、韧性等)极为重要。
2. 石墨形核:石墨化增碳剂的加入有助于促进铁液中的石墨形核,从而改善铸件的微观结构,提高铸件的机械性能。
3. 减少氧化:在熔炼过程中,石墨化增碳剂可以帮助减少铁液与空气接触时的氧化反应,保护铁液的纯净度。
4. 降低收缩倾向:由于石墨化增碳剂促进了铁液中的石墨化过程,这一过程伴随的体积膨胀可以有效减少铸件的收缩倾向,避免或减轻缩孔等缺陷。

应用实践
1. 全废钢加石墨化增碳剂工艺:在追求高强度灰铸铁铸件的生产过程中,采用全废钢加石墨化增碳剂的熔炼工艺可以显著提高铁液的纯净度,从而生产出性能更优的铸件。
2. 电炉熔炼:在电炉熔炼过程中,石墨化增碳剂的使用特别有效,不仅可以增加铁液中的碳含量,还能促进石墨晶核的形成,减少铁液的氧化。
3. 加入方式:石墨化增碳剂可以通过与废钢等炉料一同加入电炉的方式加入,也可以在铁液表面少量添加。但是,应该避免一次性大量加入,以免造成过氧化,影响增碳效果。
4. 石墨化增碳剂的选用:不同类型的铸铁(如灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等)对碳含量的要求不同,因此需要根据实际需求选择合适的石墨化增碳剂类型和添加量。

对精密铸造的影响
1. 提高铸件质量:通过合理使用石墨化增碳剂,可以提高铸件的密度和强度,减少缺陷,如气孔、缩松等。
2. 促进石墨化:石墨化增碳剂有助于铁液中石墨的形成,改善铸件的耐磨性和切削加工性能。
3. 控制成本:石墨化增碳剂的使用可以增加废钢的使用量,减少生铁的消耗,从而降低生产成本。
4. 环境友好:相比传统的增碳方法,使用石墨化增碳剂可以减少有害气体的排放,符合现代工业对环保的要求。

总之,石墨化增碳剂在铸造行业中的应用不仅能够显著提升铸件的质量和性能,还能够帮助铸造企业实现节能减排的目标,符合可持续发展的要求。随着铸造技术的不断进步,石墨化增碳剂的应用范围和技术水平也在不断提高,未来石墨化增碳剂在铸造领域的应用前景十分广阔。

李氏实业铁合金
李氏实业铁合金是一家专注于铁合金和石墨化增碳剂生产的高新技术企业。公司拥有先进的生产设备和严格的质量管理体系,致力于为客户提供高品质的碳化硅和石墨化增碳剂产品。李氏实业铁合金的产品广泛应用于铸造、钢铁、耐火材料等行业,深受客户好评。公司秉承“科技创新,品质至上”的经营理念,不断研发新产品,提升技术水平,为推动行业发展贡献力量。

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