增碳剂在铸铁工艺中的作用有哪些
增碳剂在铸铁(尤其是球墨铸铁和灰铸铁)熔炼工艺中扮演着至关重要的角色,其主要作用可以归纳为以下几点:
- 补充碳元素:
这是增碳剂最直接、最基本的作用。在熔炼过程中,特别是大量使用废钢(含碳量通常低于0.3%)作为炉料时,铁水中的碳含量会严重不足,无法达到目标铸铁成分(通常含碳量在2.5%-4.0%之间)。增碳剂就是用来向铁水中添加所需碳元素,使其达到目标碳含量。
- 弥补熔炼过程中的碳烧损:
在感应电炉等熔炼设备中,尤其是在氧化性气氛下,铁水中的碳会被氧化(烧损),导致碳含量下降。加入增碳剂可以抵消这部分碳的损失,确保最终铁水成分稳定。
- 调整和稳定铁水成分:
增碳剂提供了一种快速、灵活的手段,在熔炼后期或出炉前对铁水的碳含量进行微调,使其精确达到目标值。这对于生产不同牌号、要求成分精确控制的铸铁至关重要。
- 提高铸铁性能(核心作用):
促进石墨化:高品质的增碳剂(如低硫、低氮的煅烧石油焦、石墨化石油焦)含有大量易于析出的石墨碳。这些碳原子可以作为石墨析出的核心,促进铁水在凝固过程中形成石墨(而不是渗碳体),从而有效减少白口倾向,改善铸件的加工性能。
改善石墨形态:增碳剂引入的碳,特别是其携带的微小石墨颗粒或提供的形核核心,有助于细化石墨片(灰铁)或使石墨球更圆整、细小(球铁)。良好的石墨形态是获得高强度、高韧性铸铁的关键。
提升力学性能:通过促进良好的石墨化和改善石墨形态,增碳剂能显著提高铸铁的强度(抗拉强度、屈服强度)和韧性(延伸率)。
减少铁水氧化:增碳剂的加入有助于降低铁水中的氧含量,减少铁水的氧化倾向,从而降低铸件产生气孔、夹渣等缺陷的风险。
- 优化炉料结构,降低生产成本:
生铁价格通常远高于废钢。通过大量使用价格相对低廉的废钢作为主要炉料,并配合使用增碳剂来补充碳元素,可以显著降低原材料成本。这是现代铸造厂普遍采用的经济策略。
注:仅供参考