影響增碳效果的因素
(1)增碳劑粒度的影響 增碳劑吸收率的高低取決于增碳劑溶解擴(kuò)散速度和氧化損耗速度的綜合作用。在一般情況下,增碳劑顆粒小,溶解速度快,損耗速度大;增碳劑顆粒大,溶解速度慢,損耗速度小。增碳劑粒度大小的選擇與爐膛直徑和容量有關(guān)。一般情況下,爐膛的直徑和容量大,增碳劑的粒度要大一些;反之,增碳劑的粒度要小一些。
(2)增碳劑加入量的影響 在一定的溫度和化學(xué)成分相同的條件下,鐵液中碳的飽和濃度一定。在一定飽和度下,增碳劑加入量越多,溶解擴(kuò)散所需時(shí)間就越長,相應(yīng)損耗量就越大,吸收率就會(huì)降低。
(3)溫度對增碳劑吸收率的影響 原則上鐵液溫度越高,越有利于增碳劑的吸收溶解,反之,增碳劑難以溶解,增碳劑吸收率降低。但是鐵液溫度過高時(shí),增碳劑雖然更容易充分溶解,但是碳的燒損率會(huì)增加,終導(dǎo)致碳含量降低,增碳劑總體吸收率降低。一般鐵液溫度在1460~1550℃時(shí),增碳劑吸收效率好。
(4)鐵液攪拌對增碳劑吸收率的影響 攪拌有利于碳的溶解和擴(kuò)散,避免增碳劑浮在鐵液表面而被燒損。在增碳劑未完全溶解前,攪拌時(shí)間長,吸收率高。攪拌還可以減少增碳保溫時(shí)間,使生產(chǎn)周期縮短,避免鐵液中合金元素?zé)龘p。但攪拌時(shí)間過長,不僅對爐子的使用壽命有很大影響,而且在增碳劑溶解后,攪拌會(huì)加劇鐵液中碳的損耗。因此,適宜的鐵液攪拌時(shí)間應(yīng)以保證增碳劑完全溶解為適宜。
(5)鐵液化學(xué)成分對增碳劑吸收率的影響 當(dāng)鐵液中初始碳含量高時(shí),在一定的溶解極限下,增碳劑的吸收速度慢,吸收量少,燒損相對較多,增碳劑吸收率低。當(dāng)鐵液初始碳含量較低時(shí),情況相反。另外,鐵液中硅和硫阻礙碳的吸收,降低增碳劑的吸收率;而錳元素有助于碳的吸收,提高增碳劑吸收率。就影響程度而言,硅大,錳次之,碳、硫影響較小。因此,實(shí)際生產(chǎn)過程中,應(yīng)先增錳,再增碳,后增硅。

⑵提高原鐵液的硅量,控制孕育量。
灰鑄鐵中的硅一部分是原鐵液中的硅,一部分是孕育帶入的硅。
許多人喜歡原鐵液中的硅低點(diǎn),然后用很大的孕育量孕育,這種做法并不科學(xué):大量的孕育是不可取的,這會(huì)收縮傾向。孕育是為了增加結(jié)晶核心的數(shù)量,促進(jìn)石墨化,少量的孕育(0.2%~0.4%)就可以達(dá)到這個(gè)目的。從工藝控制來說,孕育量應(yīng)該相應(yīng)穩(wěn)定,不能有過大的變化。這就要求原鐵液的硅量也要相應(yīng)穩(wěn)定。提高原鐵液的硅量,既可以減少白口和收縮傾向,又能發(fā)揮硅固溶強(qiáng)化基體的作用,性能反而不降低。目前比較科學(xué)的做法是提高灰鑄鐵原鐵液的含硅量,孕育量控制在0.3%左右,這樣可以發(fā)揮硅的固溶強(qiáng)化作用,對提高強(qiáng)度有利,也對減少鑄件收縮有利 。
⑶合金化的方法對鐵液收縮有很大影響。
合金化能有效提高鑄鐵的性能,我們常用的合金元素是鉻、鉬、銅、錫、鎳。
鉻:鉻能有效地提高灰鑄鐵的性能,隨著加入量的增加,性能會(huì)一直提高。鉻的白口傾向比較大,這是大家顧忌的問題。加入量太大,會(huì)出現(xiàn)碳化物。至于鉻量的上限如何控制,不同的加鉻工藝,上限有所不同,如果鉻加入到原鐵液中,其上限不要超過0.35%,提高原鐵液中的鉻量會(huì)使鐵液白口傾向和收縮傾向加大,非常有害。
另一種加鉻的工藝不是提高原鐵液鉻,而是將鉻加入到鐵液包中,用沖入法沖入,這種工藝會(huì)大大減少鐵液的白口和收縮傾向,同前一種工藝相比,同樣的鉻量,白口和收縮傾向會(huì)減少一半以上,這種加鉻方式,鉻的上限可以控制到0.45%。
鉬:鉬的特性與鉻非常相似。由于鉬的價(jià)格昂貴,加鉬會(huì)大幅度增加成本。因此,應(yīng)盡可能少加鉬,多加一些鉻。用沖入法加鉻、加鉬是減少合金化收縮的有效措施。
⑷鐵液澆注溫度對收縮的影響。
溫度高鐵液收縮傾向大,這是大家都有的經(jīng)驗(yàn)。要控制澆注溫度在合理的范圍內(nèi)是非常重要的,澆注溫度如果高于工藝規(guī)定的合理的溫度20~30℃,收縮傾向就會(huì)大幅增加。生產(chǎn)中要注意這樣一種現(xiàn)象,沒有自動(dòng)保溫功能的電爐,可能會(huì)使鐵液溫度升高,包鐵液的澆注溫度會(huì)低一些,隨后溫度會(huì)越來越高,如果不加以控制,就有可能產(chǎn)生收縮廢品。生產(chǎn)中包鐵液要燙包,燙好的包再用,而且包鐵液澆注溫度要控制在下限,不要在上限,防止溫度不斷升高。電爐熔煉控制好澆注溫度,是防止鑄件產(chǎn)生收縮廢品的關(guān)鍵措施。
⑸鐵液氧化傾向不容忽略:氧化大、收縮大。
鐵液氧化傾向大是非常有害的,也會(huì)收縮傾向。為了降低鐵液氧化,沖天爐熔煉就要實(shí)現(xiàn)快速熔煉。現(xiàn)在國外的電爐熔煉技術(shù)可以做到加入的鐵料在幾分鐘內(nèi)快速熔化,大大縮短了鐵料在高溫氧化階段的時(shí)間,氧化傾向大幅降低,同時(shí)由于電爐增碳技術(shù)的應(yīng)用,使鐵液的氧化進(jìn)一步降低,所以電爐熔煉也可以生產(chǎn)出低氧化、低收縮的鐵液。只要嚴(yán)格控制好澆注溫度,用電爐熔煉生產(chǎn)復(fù)雜的缸體、缸蓋鑄件也很有優(yōu)勢。

但是要避免大批量往鐵水里投料,以防止氧化過多而出現(xiàn)增碳效果不明顯和鑄件碳含量不夠的情況。增碳劑的加入量,根據(jù)其他原材料的配比和含碳量來定。不同種類的鑄鐵,根據(jù)需要選擇不同型號的增碳劑。增碳劑特點(diǎn)本身選擇純凈的含碳石墨化物質(zhì),降低生鐵里過多的雜質(zhì),增碳劑選擇合適可降低鑄件生產(chǎn)成本

石墨行業(yè)技術(shù)分析,出口大都是低技術(shù)含量低附加值的資源性石墨產(chǎn)品,如中低檔的高碳石墨、高純石墨、微粉石墨、球狀石墨及可膨脹石墨等產(chǎn)品。
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