改善铸铁石墨形态的重要性材料

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      铸铁件生产中存在着的问题较多，比如使用低质炉料引起铁液夹杂物较多、纯净度低，灰铸铁件孕育效果差，过冷石墨超标（D、E型石墨）或石墨片粗大，导致力学性能不合格；球墨铸铁件中球化不良，石墨球数少，球经大圆整度差，镁的消耗大；薄壁铸件游离碳化物超标；铸件缩松、疏松引起渗漏等，碳化硅经过大量生产实践验证是一种能有效改善铸铁冶金质量的重要材料之一。

　　SiC在合成铸铁中的应用

　　SiC加入灰铁中可促进A型石墨的生成，改善冶金质量，提高铁液的纯净度 ，而且SiC对孕育处理的回应能力很好。废钢（普通碳素钢）的碳硅含量低（C＜0.4%左右），组织细密，成熟度高，所以利用SiC和增碳剂的配合使用，可以获得组织和性能更优越的合成铸铁。碳化硅对球铁原铁水处理具有显著的减少白口倾向、消除反白口、改善组织的作用。在碳化硅的作用下，铁液的形核能力得到提高，进一步影响凝固过程，从而改善铸铁微观组织。

　　熔炼温度在1400~1450℃时，SiC在铁液中未完全溶解，扩散速度较慢，但SiC熔炼温度大于1600℃时，虽然SiC能完全溶解，但SiC的吸收率增加减缓，因此将熔炼温度设置在1500~1550℃，此温度既能保证SiC具有较高的吸收率，也能保证铁水质量，且能降低能耗。

　　SiC的溶解吸热过程（硅铁是放热过程），降低了局部Si和C富集区向铁液中的扩散速度。

　　从碳化硅的溶解特性的角度分析，它是一种十分理想的长效孕育剂，理由如下：

　　1. SiC孕育剂颗粒表面生成的SiO2膜阻隔（或延缓了）碳、硅元素在熔液中的扩散过程，防止过快自身浓度匀化，减少石墨衰退，十分利于长效孕育。

　　2. SiC与FeSi孕育剂相比，SiC更能承受铁液温度不稳定，造成孕育不良效果的影响，即无论温度低或偏高，均可达到好的孕育效果。温度低时（在保证SiC处理所要求的最低温度前提下），SiC颗粒表面生成的SiO2膜不会被铁液中的C去和SiO2反应，将SiO2膜消失或变薄，因为铁液中的碳必须在温度超过一定值后，才能有碳出现，按：SiO2 + [C] = Si + CO↑ 式子进行。

　　3.如果铁液温度过高，超过了临界值，从热力学角度看，熔液中有[C]出现，它必然要与SiC颗粒外壳SiO2膜反应，破坏或消耗SiO2膜。可是实践证明，SiC颗粒附近存在一个富Si层，它阻碍了这上面[C]还原反应的进行。所以，不管是低温或高温，孕育结果稳定。

　　4. 用SiC做孕育剂所得到的石墨核心数要比FeSi的多，一方面，“Ｃ”直接做了核心；另一方面，富Si微区使它附近的“Ｃ”过饱和。以石墨析出。核心数量多与受SiO2膜保护，以及富Si、富C的液体“围墙”挡住，这三条件足以使它变成长效孕育剂及预处理剂。

　　5. SiC经人工氧化后形成一定数量的裂开SiO2膜，可保证孕育结果稳定，可人为控制。

　　6. SiC起到了保证长效孕育功能的Si源作用。

　　（2）碳化硅预处理剂在灰铸铁、球墨铸铁生产中的作用：

　　1. SiC在灰铁预处理中的作用：

　　（A）促进A型石墨的形成；

　　(B)减少共晶过冷度；

　　(C)增加共晶团数；

　　(D)减少初生奥氏体过冷度，初生奥氏体树枝晶多且短，有利于形成A型石墨。

　　2. SiC在球铁预处理中的作用：

　　A) 增加石墨球数，提高石墨球圆整度；

　　B) 降低铁液过冷度，减小白口倾向；

　　C) 具有脱氧功能，净化铁液，可减轻锈蚀炉料中氧化物的有害影响；

　　C）提高镁的收得率，减少球化剂的加入量；

　　D）改善铸件的力学性能和机加工性能。

　　试验证明，选用84-88％左右的碳化硅，它含SiO2微细质点多，是最适合做铁液预处理剂的。

　　（4）化学成分：（%）

碳	硅	铝	硫
大于25-27	60-63	小于0.5	小于0.5

　　（5）改性碳化硅的使用方法：

　　1、 作为预处理剂使用。铁水熔炼完成，出炉前3-5分钟将炉内的熔渣扒净。将本产品加到铁液表面即可，建议加入量0.15%-0.2%（根据铸件要求调整加入量）2-3分钟以后出炉即可。

　　2、如代替硅铁和增碳剂使用。在铁水熔炼前期，和增碳剂一同加入炉底。加入量根据炉料成分来调整（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%计算。

                               
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