如何选用合理的增碳剂，来提高铸件抗拉强度

铸铁的组织和性能很大程度上取决于原材料的微观组织和质量，由于生铁中石墨遗传性的影响，使电炉熔炼不得不采用大量废钢和增碳剂。而增碳剂的使用非常重要，尤其是对致密性要求高的缸体、缸盖铸件。

选用增碳剂一定要选用质量好、含氮适量的产品。好的增碳剂，硫含量在0.5%以下，氮含量适中。氮不是金属，却可以作为合金元素，来提高铸件强度，因此，合适的灰铸铁件所用增碳剂，应当将含氮量控制在一个既能提高铸铁强度而又不产生氮气孔的范围。

铸孚增碳剂的分类

铸孚增碳剂分为普通增碳剂和石墨化增碳剂。

普通增碳剂又分为煅烧石油焦和煅烧煤两种。煅烧石油焦由炼油厂的延迟焦经1400℃的高温煅烧而成，煅烧煤增碳剂则由优质无烟煤经1200℃的高温煅烧而成。

石墨化增碳剂是以煅烧石油焦为原料，经高温石墨化制作而成。

增碳剂的性能特点

增碳剂为非金属材料，其熔点1200℃~1300℃左右，优质增碳剂性能稳定，吸收速度快，吸收率高。

增碳剂型号及其成分：

型号	固定碳	硫分	灰分	挥发分	水分	颗粒度	含氮量
CF-CA-01	≥98﹪	＜0.5﹪	≤0.5﹪	≤0.7﹪	＜0.5﹪	1-5mm	≤0.4
CF-CA-02	≥98﹪	＜0.5﹪	≤0.5﹪	≤0.7﹪	＜0.5﹪	0-1mm	≤0.4
CF-CA-03	≥93﹪	≤0.3﹪	≤6.0﹪	≤1.2﹪	≤0.5﹪	1-3mm	≤0.4
CF-CA-04	≥90﹪	≤0.3﹪	≤9.0﹪	≤1.5﹪	≤0.5﹪	1-3mm	≤0.4
CF-CA-05	≥98﹪	≤0.05﹪	≤1.0﹪	≤1.0﹪	≤0.5﹪	1-5mm	≤0.05

增碳剂的作用原理

增碳剂在炼钢和铸造中主要起增加碳的作用。

冲天炉熔烧铸铁时，熔融的铁液以液滴形式通过灼热的底焦，增碳效果好。感应电炉在熔炼合成铸铁时（废钢+增碳剂）,增碳剂是必不可少的。以增碳剂代替生铁可以减少生铁中的“有害遗传”，提高铁液的冶金质量。

根据冶炼工艺的不同，增碳剂可以增加钢材、铸件的机械强度。增碳剂可促进铁液中石墨的形核能力，增加球墨铸铁的球墨数量、改善灰铸铁的微观组织结构，并提高灰铸铁强度，使碳元素在铸件中以A型石墨出现，得到细小、均匀的石墨，促进球化及孕育过程。

粒度大小：0.1—1mm,1—5mm

包装规格：防水吨袋包装，小袋25kg包装。

使用方法：

1. 分散加入法：根据含碳量的要求按配料比，一层炉料一层增碳剂加入电炉中下部位。我们推荐这种加入方法。

2. 集中加入法：在炉内先熔化或剩余少量铁水时，将增碳剂一次性全部加入，并立即加炉料覆盖。

注意：增碳剂的加入方法，前期与炉料同时加入，中期炉料已部分熔化，熔化后期铁液中加入都可以。不过后期加入量不要超过0.2%，以避免石墨粗大。

铸孚增强型增碳剂应用案例

1、云南某汽车配件有限公司

该公司主要生产载重汽车制动鼓，采用148造型机造型，用过三种增碳剂。最早使用圆柱状石墨增碳剂，虽然没有氮气孔，但是抗拉强度较低；改用某厂家增碳剂，抗拉强度提高了，但是出现氮气孔缺陷；后采用铸孚增碳剂，抗拉强度明显提高，同时也避免了氮气孔缺陷。

公司使用生产情况：

（1）配料比例

名称	比例 （%）
废钢	45-55
生铁	8-12
回炉料	30-40
改性碳化硅	0.5-0.7
增碳剂	1.4-2

（2）化学成分

成分	碳	硅	锰	硫	磷	铬	铜	备注
炉前	3.32-3.38	0.98-1.12	0.45-0.55	0.06-0.07	0.05-0.06	0.15-0.2	0.11-0.15
炉后	3.32-3.38	1.5-1.6	0.45-0.55	0.06-0.07	0.05-0.06	0.32-0.4	0.22-0.28

（3）机械性能

试棒名称	抗拉强度(MPa)	硬度（HB)	备注
圆柱石墨增碳剂本体试棒	230-245	185-205	月数据
某厂增碳剂单铸试棒	325-345	195-215	月数据
某厂增碳剂本体试棒	260-280	190-210	月数据
铸孚增碳剂单铸试棒	330-350	195-215	月数据
铸孚增碳剂本体试棒	270-295	185-205	月数据

（4）气孔数据

编号	气孔（件）	共生产（件）	气孔比例%	备注
1	512	4950	10.3	某厂增碳剂，月数据
2	5	4055	0.12	铸孚增碳剂，月数据

（5）结论：

a、使用铸孚增碳剂在不增加合金的情况下实现了高碳当量下的高强度，抗拉强度较原来有所提高。

b、该企业生产制动鼓的氮气孔缺陷基本消除，证明该企业原来所用增碳剂氮含量较高，从而导致氮气孔出现。铸孚增碳剂含氮量合适，即提高了铸件抗拉强度，也减少了氮气孔缺陷。

c、最近生产制动鼓含碳量已提至3.4%，铜含量降低至0.2%,机械性能不变。

 

2、河北某汽车配件有限公司

河北某汽车配件有限公司，生产载重汽车制动鼓。原来采用降低碳当量的方式来提高铸件性能。

公司原有成分如下：

化学成分	碳	硅	锰	硫	磷	抗拉强度（MPa)
	3.1-3.15	1.4-1.6	0.6-0.8	0.03-0.04	0.03-0.05	250-270

原来尝试将含碳量提高至3.3%以上，但抗拉强度只有220MPa。

在河南铸孚公司的指导下，通过改变炉料配比。并使用铸孚增碳剂。

现化学成分如下：

化学成分	碳	硅	锰	硫	磷	抗拉强度（MPa)
	3.3-3.35	1.5-1.7	0.6-0.8	0.03-0.04	0.03-0.05	250-270

采用铸孚增碳剂，在不加合金情况下满足了高碳当量下灰铸铁的性能要求。

总之，碳化硅和增碳剂这两种非金属材料在铸铁上使用，需认真选择，合理使用，才能达到预期的效果。