增碳劑的原料有很多種,生產(chǎn)工藝也各異。并非市面上說采用石墨粉劑經(jīng)壓制成型,這種生產(chǎn)方式需要添加過多的粘結(jié)劑成型,含碳量一般達不到優(yōu)質(zhì)增碳劑的要求

石墨化增碳劑:要合理運用石油焦增碳劑還需要根據(jù)分類來使用,石油焦增碳劑可分為海綿狀石油焦增碳劑、針狀石油焦增碳劑、粒狀石油焦增碳劑、煙燒石油焦增碳劑

石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青做結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標(biāo)高低,可分為普通功率石墨電極、高功率石墨電極和超高功率石墨電極。
⑴促進石墨化的工藝措施是減少鐵液收縮的好措施。
電爐熔煉:增碳技術(shù)的應(yīng)用是解決鐵液收縮的關(guān)鍵技術(shù)。由于鐵液凝固過程中的石墨析出產(chǎn)生石墨化膨脹作用,良好的石墨化會減少鐵液的收縮傾向,因此,增碳技術(shù)是好的工藝。
由于加入增碳劑提高了鐵液的石墨化能力,因此,采用全廢鋼熔煉加增碳劑的工藝,鐵液的收縮傾向反而更小。這是非常重要的一個觀念轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)的觀念是認(rèn)為多加廢鋼會增大鐵液的收縮傾向,這樣我們就容易走入一個誤區(qū),不愿意多用廢鋼,而喜歡多用一些生鐵。
多用生鐵的缺點是:生鐵中有許多粗大的過共晶石墨,這種粗大的石墨具有遺傳性,如果低溫熔煉,粗大的石墨難以消除,粗大的石墨從液態(tài)遺傳到了固態(tài),使凝固過程中本來由于石墨析出應(yīng)該產(chǎn)生的膨脹作用削弱,因此使鐵液凝固過程中的收縮傾向增大,粗大的石墨又必然降低了材料的性能。因此,與用廢鋼增碳工藝相比,大量用生鐵的缺點就是:①強度性能低。同樣成分做過對比試驗,性能低半個排號。②收縮傾向大。同樣條件下,比廢鋼增碳工藝收縮大。
對于電爐熔煉,增碳技術(shù)的核心是使用高品質(zhì)的增碳劑。采用廢鋼增碳工藝,增碳劑就成為增碳工藝中重要的環(huán)節(jié)。增碳劑質(zhì)量的好壞決定了鐵液質(zhì)量的好壞,增碳工藝能否獲得好的石墨化效果,減少鐵液收縮,主要取決于增碳劑:① 增碳劑一定要選用經(jīng)過高溫石墨化處理的增碳劑。只有經(jīng)過高溫石墨化處理,碳原子才能從原來的無序排列變成片狀排列,片狀石墨才能成為石墨形核的好核心,促進石墨化。②好的增碳劑含硫都非常低,w(S)小于0.03%是一個重要的指標(biāo)。
對于沖天爐熔煉:高溫熔煉是關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo),高溫熔煉可以有效消除生鐵粗大石墨的遺傳性。高溫熔煉可以提高滲碳率,減少配料中的生鐵加入量。以滲碳方式獲得的碳活性好,要比多加生鐵帶來的碳有更好的石墨化作用,反映在鑄件上,就是石墨的形態(tài)更好,分布更均勻。石墨的形態(tài)好,就會提高材料的性能,包括切削性能,而 石墨化效果好,就能減少鐵液的收縮傾向。

3、鐵液化學(xué)成分對增碳劑增碳效果的影響
3.1硅對增碳劑增碳效果的影響
鐵液中的硅對增碳效果有較大的影響。硅含量高的鐵液增碳性不好。有人讓鐵液中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.6%~2.1%的范圍內(nèi)變化,并添加如表1所示的A,B兩種增碳劑,觀察加入增碳劑后增碳時間的區(qū)別,鐵液中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高時,增碳速度慢。
3.2硫?qū)υ鎏紕┰鎏夹Ч挠绊?br>正如鐵液中的硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對增碳效果的影響那樣,硫的含量對增碳也有一定的影響。用表2中的A增碳劑,在添加前先加入試劑用的硫化鐵,觀察S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對增碳的影響。當(dāng)添加硫化鐵、鐵液中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.045%時,將它與無添加硫化鐵、鐵液中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0014%的低硫鐵液相比較,增碳速度要遲緩得多。
4、增碳劑選擇及加入方法
4.1應(yīng)選擇含氮量少的增碳劑
鑄鐵鐵液中通常的氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在100 ppm以下。如果含氮量超過此濃度(150-200 ppm或者更高),易使鑄件產(chǎn)生龜裂、縮松或疏松缺陷,厚壁鑄件更容易產(chǎn)生。這是由于廢鋼配比增加時,要加大增碳劑的加入量引起的。焦炭系增碳劑,特別是瀝青焦含有大量的氮。電極石墨的氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.1%以下或極微量,而瀝青焦氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.6%。如果加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%氮的增碳劑2%,僅此就增加了120 ppm質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氮。多量的氮不僅容易產(chǎn)生鑄造缺陷,而且氮可以促使珠光體致密、鐵素體硬化,強烈提高強度。
4.2增碳劑的加入方法
鐵液的攪拌可以促進增碳,因此攪拌力弱的中頻感應(yīng)電爐與攪拌力強的工頻感應(yīng)電爐比較,增碳相對困難得多,所以中頻感應(yīng)電爐有增碳跟不上金屬爐料的熔解速度的可能性。
即使是攪拌力強的工頻感應(yīng)電爐,增碳操作也不能忽視。這是因為,從感應(yīng)電爐熔煉的原理圖可知,感應(yīng)電爐內(nèi)存在***開的攪拌鐵流,在其邊界的爐壁附近還存在著死角。在爐壁停留、附著的石墨團如果不用過度升溫和長時間的鐵液保溫是不能熔入鐵液的。鐵液過度升溫和長時間的保溫,會增大鐵液過冷度,有加大鑄鐵白口化的傾向。此外,對于在爐壁附近產(chǎn)生強感應(yīng)電流的中頻感應(yīng)電爐來說,如果附著在爐壁的石墨團之間鉆進鐵液,在進行下一爐熔煉時,鉆進的金屬被熔化,導(dǎo)致侵蝕和損傷爐壁。因此,在廢鋼配比高,加入增碳劑多的情況下,加入增碳劑要更加注意。

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