碳化硅在合成鑄鐵中的應(yīng)用

SiC加入灰鐵中可促進(jìn)A型石墨的生成，改善冶金質(zhì)量，提高鐵液的純凈度 ，而且SiC對(duì)孕育處理的回應(yīng)能力很好。廢鋼（普通碳素鋼）的碳硅含量低（C＜0.4%左右），組織細(xì)密，成熟度高，所以利用SiC和增碳劑的配合使用，可以獲得組織和性能更優(yōu)越的合成鑄鐵。碳化硅對(duì)球鐵原鐵水處理具有顯著的減少白口傾向、消除反白口、改善組織的作用。在碳化硅的作用下，鐵液的形核能力得到提高，進(jìn)一步影響凝固過(guò)程，從而改善鑄鐵微觀組織。

　　熔煉溫度在1400~1450℃時(shí)，SiC在鐵液中未完全溶解，擴(kuò)散速度較慢，但SiC熔煉溫度大于1600℃時(shí)，雖然SiC能完全溶解，但SiC的吸收率增加減緩，因此將熔煉溫度設(shè)置在1500~1550℃，此溫度既能保證SiC具有較高的吸收率，也能保證鐵水質(zhì)量，且能降低能耗。

SiC的溶解吸熱過(guò)程（硅鐵是放熱過(guò)程），降低了局部Si和C富集區(qū)向鐵液中的擴(kuò)散速度。

一、從碳化硅的溶解特性的角度分析，它是一種十分理想的長(zhǎng)效孕育劑，理由如下：

1. SiC孕育劑顆粒表面生成的SiO2膜阻隔（或延緩了）碳、硅元素在熔液中的擴(kuò)散過(guò)程，防止過(guò)快自身濃度勻化，減少石墨衰退，十分利于長(zhǎng)效孕育。

2. SiC與FeSi孕育劑相比，SiC更能承受鐵液溫度不穩(wěn)定，造成孕育不良效果的影響，即無(wú)論溫度低或偏高，均可達(dá)到好的孕育效果。溫度低時(shí)（在保證SiC處理所要求的最低溫度前提下），SiC顆粒表面生成的SiO2膜不會(huì)被鐵液中的C去和SiO2反應(yīng)，將SiO2膜消失或變薄，因?yàn)殍F液中的碳必須在溫度超過(guò)一定值后，才能有碳出現(xiàn)，按：SiO2 + [C] = Si + CO↑ 式子進(jìn)行。

3.如果鐵液溫度過(guò)高，超過(guò)了臨界值，從熱力學(xué)角度看，熔液中有[C]出現(xiàn)，它必然要與SiC顆粒外殼SiO2膜反應(yīng)，破壞或消耗SiO2膜。可是實(shí)踐證明，SiC顆粒附近存在一個(gè)富Si層，它阻礙了這上面[C]還原反應(yīng)的進(jìn)行。所以，不管是低溫或高溫，孕育結(jié)果穩(wěn)定。

4. 用SiC做孕育劑所得到的石墨核心數(shù)要比FeSi的多，一方面，“Ｃ”直接做了核心；另一方面，富Si微區(qū)使它附近的“Ｃ”過(guò)飽和。以石墨析出。核心數(shù)量多與受SiO2膜保護(hù)，以及富Si、富C的液體“圍墻”擋住，這三條件足以使它變成長(zhǎng)效孕育劑及預(yù)處理劑。

5. SiC經(jīng)人工氧化后形成一定數(shù)量的裂開(kāi)SiO2膜，可保證孕育結(jié)果穩(wěn)定，可人為控制。

6. SiC起到了保證長(zhǎng)效孕育功能的Si源作用。

二、碳化硅預(yù)處理劑在灰鑄鐵、球墨鑄鐵生產(chǎn)中的作用：

1. SiC在灰鐵預(yù)處理中的作用：

  (A)促進(jìn)A型石墨的形成；

(B)減少共晶過(guò)冷度；

(C)增加共晶團(tuán)數(shù)；

(D)減少初生奧氏體過(guò)冷度，初生奧氏體樹(shù)枝晶多且短，有利于形成A型石墨。

2. SiC在球鐵預(yù)處理中的作用：

A) 增加石墨球數(shù)，提高石墨球圓整度；

B) 降低鐵液過(guò)冷度，減小白口傾向；

C) 具有脫氧功能，凈化鐵液，可減輕銹蝕爐料中氧化物的有害影響；

C）提高鎂的收得率，減少球化劑的加入量；

D）改善鑄件的力學(xué)性能和機(jī)加工性能。

　　試驗(yàn)證明，選用84-88％左右的碳化硅，它含SiO2微細(xì)質(zhì)點(diǎn)多，是最適合做鐵液預(yù)處理劑的。

三、化學(xué)成分：（%）

四、改性碳化硅的使用方法：

1、 作為預(yù)處理劑使用。鐵水熔煉完成，出爐前3-5分鐘將爐內(nèi)的熔渣扒凈。將本產(chǎn)品加到鐵液表面即可，建議加入量0.15%-0.2%（根據(jù)鑄件要求調(diào)整加入量）2-3分鐘以后出爐即可。

2、如代替硅鐵和增碳劑使用。在鐵水熔煉前期，和增碳劑一同加入爐底。加入量根據(jù)爐料成分來(lái)調(diào)整（0.5%-2%）。其中硅的回收率80%-95%。

3.碳化硅的增硅量按加入量的50%計(jì)算。