碳化硅在合成鑄鐵中的應用

SiC加入灰鐵中可促進A型石墨的生成，改善冶金質量，提高鐵液的純凈度 ，而且SiC對孕育處理的回應能力很好。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越的合成鑄鐵。碳化硅對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，進一步影響凝固過程，從而改善鑄鐵微觀組織。

　　熔煉溫度在1400~1450℃時，SiC在鐵液中未完全溶解，擴散速度較慢，但SiC熔煉溫度大于1600℃時，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，也能保證鐵水質量，且能降低能耗。

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

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散過程，防止過快自身濃度勻化，減少石墨衰退，十分利于長效孕育。

2. SiC與FeSi孕育劑相比，SiC更能承受鐵液溫度不穩定，造成孕育不良效果的影響，即無論溫度低或偏高，均可達到好的孕育效果。溫度低時（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膜不會被鐵液中的C去和SiO2反應，將SiO2膜消失或變薄，因為鐵液中的碳必須在溫度超過一定值后，才能有碳出現，按：SiO2 + [C] = Si + CO↑ 式子進行。

3.如果鐵液溫度過高，超過了臨界值，從熱力學角度看，熔液中有[C]出現，它必然要與SiC顆粒外殼SiO2膜反應，破壞或消耗SiO2膜?？墒菍嵺`證明，SiC顆粒附近存在一個富Si層，它阻礙了這上面[C]還原反應的進行。所以，不管是低溫或高溫，孕育結果穩定。

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

5. SiC經人工氧化后形成一定數量的裂開SiO2膜，可保證孕育結果穩定，可人為控制。

6. SiC起到了保證長效孕育功能的Si源作用。

二、碳化硅預處理劑在灰鑄鐵、球墨鑄鐵生產中的作用：

1. SiC在灰鐵預處理中的作用：

  (A)促進A型石墨的形成；

(B)減少共晶過冷度；

(C)增加共晶團數；

(D)減少初生奧氏體過冷度，初生奧氏體樹枝晶多且短，有利于形成A型石墨。

2. SiC在球鐵預處理中的作用：

A) 增加石墨球數，提高石墨球圓整度；

B) 降低鐵液過冷度，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）改善鑄件的力學性能和機加工性能。

　　試驗證明，選用84-88％左右的碳化硅，它含SiO2微細質點多，是最適合做鐵液預處理劑的。

三、化學成分：（%）

四、改性碳化硅的使用方法：

1、 作為預處理劑使用。鐵水熔煉完成，出爐前3-5分鐘將爐內的熔渣扒凈。將本產品加到鐵液表面即可，建議加入量0.15%-0.2%（根據鑄件要求調整加入量）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。加入量根據爐料成分來調整（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%計算。