碳化硅合金如何鑄造

1. 碳化硅在煉鋼領域的作用

碳化硅在煉鋼領域的作用：

1、碳化硅的應用是經過!幾十年的實驗總結出來的，在煉鋼行業中有更好的效果。因為它可以防止析出碳化物，增加鐵素體量，減少白口傾向，另外可以提高以及改善機械性能。

2、碳化硅在煉鋼企業中可以更好的增加流動性、使鐵水成分穩定，防止偏析現象，另外可以很好的減少壁厚敏感度，使組織緻密，切削麵光潔，同時增強石墨形核能力和增加石墨核心，漸漸的發現碳化硅可以還原已生銹廢料以及合金，降低鐵水成本，碳化硅可以強力的脫氧作用，凈化鐵水。

3、對於大多數鑄件產品來講，碳化硅系列產品都可以很好的應用。相對而言對於球墨鑄鐵來說，是強力的脫氧劑，可減少球化劑添加量，提高球化率，碳化硅可以消除鐵液的氧化因素，減少爐壁氧化，延長爐壁壽命30%。

2. 碳化硅顆粒增強鋁基復合材料研究現狀及發展 論文一篇，要綜述性的東西，不能有實驗和計算內容。

碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的研究現狀及發展趨勢

摘要：綜述了鋁基復合材料的發展歷史及國內外研究現狀，重點闡述了碳化硅顆粒增強鋁基復合材料制備工藝的
發展現狀。同時說明了碳化硅顆粒增強鋁基復合材料研究中仍存在的問題，在此基礎上展望了該復合材料的發展前景。
關鍵詞：SiCp /Al 復合材料； 制備方法
中圖分類號：TB333 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3814(2011)12-0092-05
Research Status and Development Trend of SiCP/Al Composite
ZHENG Xijun, MI Guofa
(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)
Abstract：The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite was
introced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Al
composite was analyzed and the development prospect of the composite was put forward.
Key words：SiCp /Al composite; preparation methods
收稿日期:2010-11-20
作者簡介:鄭喜軍(1982- ),男,河南西平人,碩士研究生,研究方向為材
料加工工程;電話:0391-3987472;E-mail:[email protected]
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應用進行了廣泛的關注和研究，從材料的制備工藝、
組織結構、力學行為及斷裂韌性等方面做了許多基
礎性的工作， 取得了顯著的成績。在美國和日本等
國，該類材料的制備工藝和性能研究已日趨成熟，在
電子、軍事領域開始得到實際應用。SiC 來源於工業
磨料，可成百噸的生產，價格便宜，SiC 顆粒強化鋁基
復合材料被美國視為有突破性進展的材料， 其性能
可與鈦合金媲美，而價格還不到鈦合金的1/10。碳化
硅顆粒增強鋁基復合材料是最近20 年來在世界范
圍內發展最快、應用前景最廣的一類不連續增強金
屬基復合材料，被認為是一種理想的輕質結構材料，
尤其在機動車輛發動機活塞、缸頭(缸蓋)、缸體等關
鍵產品和航空工業中具有廣闊的應用前景[5-7]。
在1986 年，美國DuralAluminumComposites 公
司發明了碳化硅顆粒增強鋁硅合金的新技術， 實現
了鑄造鋁基復合材料的大規模生產， 以鑄錠的形式
供給多家鑄造廠製造各種零件[8-9]。美國Duralcan 公
司在加拿大己建成年產11340 t 的SiC/Al 復合材料
型材、棒材、鑄錠以及復合材料零件的專業工廠。目
前，Duralcan 公司生產的20%SiCp /A356Al 復合材
料的屈服強度比基體鋁合金提高75%、彈性模量提
高30%、熱膨脹系數減小29%、耐磨性提高3～4
倍。美國DWA 公司生產的碳化硅增強復合材料隨
碳化硅含量的增加，只有伸長率下降的，其他性能都
得到了很大提高。到目前為止，SiCp/Al 復合材料被
成功用於航空航天、電子工業、先進武器系統、光學
精密儀器、汽車工業和體育用品等領域，並取得巨大
經濟效益。表1 列舉了一些SiCp/Al 復合材料的力
學性能。
目前國內從事研製與開發碳化硅顆粒增強鋁復
合材料工作的科研院所與高校主要有北京航空材料
研究院、上海交通大學、哈爾濱工業大學、西北工業
大學、國防科技大學等。哈爾濱工業大學研製的
SiCw/Al 用於某衛星天線絲桿，北京航空材料研究院
研製的SiCp/Al 用於某衛星遙感器定標裝置[10-11]。
國內到目前為止還沒有出現高質量高性能的碳
化硅顆粒增強鋁基復合材料， 雖然部分性能已達到
國外產品的指標， 但在產品的尺寸精度上還存在不
小的差距，另外製造成本太高，離工業化生產還有一
段距離要走。
2 鋁基復合材料的性能特徵
(1)高比強度、比模量由於在金屬基體中加入
了適量的高強度、高模量、低密度的增強物，明顯提
高了復合材料的比強度和比模量， 特別是高性能連
續纖維，如硼纖維、碳(石墨)纖維、碳化硅纖維等增
強物，他們具有很高的強度和模量[1]。
(2)良好的高溫性能，使用溫度范圍大增強纖
維、晶須、顆粒主要是無機物，在高溫下具有很好的
高溫強度和模量， 因此金屬基復合材料比基體金屬
有更高的高溫性能。特別是連續纖維增強金屬基基
復合材料，其高溫性能可保持到接近金屬熔點，並比
金屬基體的高溫性能高許多。
(3)良好的導熱、導電性能金屬基復合材料中
金屬基體佔有很高的體積百分數， 一般在60%以
上，因此仍保持金屬的良好的導熱、導電性能。
(4)良好的耐磨性金屬基復合材料，特別是陶
瓷纖維、晶須、顆粒增強金屬基復合材料具有很好的
耐磨性。這是由於在基體中加入了大量細小的陶瓷
顆粒增強物，陶瓷顆粒硬度高、耐磨、化學性能穩定，
用它們來增強金屬不僅提高了材料的強度和剛度，
也提高了復合材料的硬度和耐磨性。
(5)熱膨脹系數小，尺寸穩定性好金屬基復合
材料中所用的增強相碳纖維、碳化硅纖維、晶須、顆
粒、硼纖維等均具有很小的熱膨脹系數，特別是超高
模量的石墨纖維具有負熱膨脹系數， 加入相當含量
的此類增強物可降低材料膨脹系數， 從而得到熱膨
脹系數小於基體金屬、尺寸穩定性好的金屬基復合
材料。
(6)良好的抗疲勞性和斷裂韌性影響金屬基復
合材料抗疲勞性和斷裂韌性的因素主要有增強物與
復合體系制備工藝
增強體含量
(vol,%)
拉伸強度
/MPa
彈性模量
/GPa
伸長率
(%)
SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 5.3
SiCP/2124Al 粉末冶金20 552 103 7.0
SiCP/6061Al 粉末冶金20 496 103 5.5
SiCP/7090Al 粉末冶金20 724 103 2.5
SiCP/6061Al 粉末冶金40 441 125 0.7
SiCP/7091Al 粉末冶金15 689 97 5.0
SiCP/A356Al 攪拌鑄造20 350 98 0.5
SiCP/A359Al 無壓浸滲30 382 125 0.4
表1 碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的力學性能[1]
Tab.1 Mechanical properties of aluminum matrix
composite reinforced by SiC particle
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材料熱處理技術Material & Heat Treatment 2011 年6 月
金屬基體的界面結合狀態、金屬基體與增強物本身
的特性以及增強物在基體中的分布等。特別是界面
結合強度適中，可以有效傳遞載荷，又能阻止裂紋擴
展，從而提高材料的斷裂韌性。
(7)不吸潮、不老化、氣密性好與聚合物相比，金
屬性質穩定、組織緻密，不存在老化、分解、吸潮等問
題，也不會發生性能的自然退化，在空間使用不會分解
出低分子物質而污染儀器和環境，有明顯的優勢。
(8)較好的二次加工性能可利用傳統的熱擠壓、
鍛壓等加工工藝及設備實現金屬基復合材料的二次
加工。由於鋁基復合材料不但具有金屬的塑性和韌
性，而且還具有高比強度、比模量、對疲勞和蠕變的
抗力大、耐熱性好等優異的綜合性能。尤其在最近
20 年以來， 鋁基復合材料獲得了驚人的發展速度，
表2 列舉了一些鋁基復合材料的力學性能。
3 主要應用領域
3.1 在航空航天及軍事領域的應用
美國ACMC 公司和亞利桑那大學光學研究中
心合作，研製成超輕量化空間望遠鏡和反射鏡，該望
遠鏡的主鏡直徑為0.3m，僅重4.54kg。ACMC 公司
用粉末冶金法製造的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料
還用於激光反射鏡、衛星太陽反射鏡、空間遙感器中
掃描用高速擺鏡等；美國用高體積分數的SiCp/Al代
替鈹材，用於慣性環形激光陀螺儀制導系統、三叉戟
導彈的慣性導向球及管型測量單元的檢查口蓋，成
本比鈹材降低2/3；20 世紀80 年代美國洛克希德.馬
丁公司將DWA 公司生產的25%SiCp /6061Al 用作
飛機上承載電子設備的支架，其比剛度比7075 鋁合
金約高65%；美國將SiCp/6092Al 用於F-16 戰斗機
的腹鰭， 代替原有的2214 鋁合金蒙皮， 剛度提高
50%，壽命從幾百小時提高到8000 小時左右，壽命
提高17 倍，可大幅度降低檢修次數，提高飛機的機
動性，還可用於F-16 的導彈發射軌道；英國航天金
屬及復合材料公司(AMC)採用高能球磨粉末冶金法
研製出高剛度﹑ 耐疲勞的SiCp/2009Al， 成功用於
Eurocopter 公司生產的N4 及EC-120 新型直升
機[12]；採用無壓浸滲法制備的高體積分數SiCp/Al 作
為印刷電路板芯板用於F-22「猛禽」戰斗機的遙控
自動駕駛儀、發電元件、飛行員頭部上方顯示器、電
子計數測量陣列等關鍵電子系統上， 以代替包銅的
鉬及包銅的鍛鋼，可使質量減輕70%，同時降低了
電子模板的工作溫度；SiCp/Al 印刷電路板芯板已用
於地軌道全球移動衛星通信系統； 作為電子封裝材
料，還可用於火星「探路者」和「卡西尼」土星探測器
等航天器上。美國採用高體積分數SiCp /Al 代替
Cu-W 封裝合金作為電源模塊散熱器，已用於EV1 型
電動轎車和S10 輕型卡車上；美國將氧化反應浸滲法
制備的SiC-Al2O3/Al 作為附加裝甲，用於「沙漠風暴」
地面進攻的裝甲車；美國GardenGrove 光學器材公司
用SiCp/Al 制備Leopardl 坦克火控系統瞄準鏡。
3.2 在汽車工業中的應用
由山東大學與曲阜金皇活塞有限公司聯合研製
的SiCp /Al 活塞已用於摩托車及小型汽車發動機；
自20 世紀90 年代以來， 福特和豐田汽車公司開始
採用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 來製作剎車盤；美
國Lanxide 公司生產的SiCp/Al 汽車剎車片於1996
年投入批量生產[13]；德國已將該材料製作的剎車盤
成功應用於時速為160km/h 的高速列車上。整體采
用鍛造的SiCp/Al 活塞已成功用於法拉利生產的一
級方程式賽車。
3.3 在運動器械上的應用
BP 公司研製的20%SiCp/2124Al 自行車框架已
在Raleigh 賽車上使用；SiCp /Al 復合材料可應用於
自行車鏈輪、高爾夫球頭和網球拍等高級體育用品；
在醫療上用於假體的製造。
4 制備及成型方法
一般來說， 根據鋁基體狀態的不同，SiCp/Al 的
制備方法大致可分為固態法和液態法兩類。目前主
要有粉末冶金法、噴射沉積法、攪拌鑄造法和擠壓鑄
造法。
4.1 粉末冶金法
粉末冶金法又稱固態金屬擴散法，該方法由於克
增強相/ 基體增強相含量
拉伸強度
/MPa
彈性模量
/GPa
伸長率(%)
SiC/Al-4Cu 15 476 92 2.3
SiCp /ZL101 20 375 101 1.64
SiCp /ZL101A 20 330 100 0.5
SiCp /6061 25 517 114 4.5
SiCp /2124 25 565 114 5.6
Al2O3 /Al-1.5Mg 20 226 95 5.9
Cf /Al 26 387 112 -
表2 金屬基復合材料的力學性能[1]
Tab.2 Mechanical properties of metal matrix composite[1]
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服了碳化硅顆粒與鋁合金熔液潤濕困難的缺點，因而
是最先得到發展並用於SiCp/Al 的制備方法之一。具
體制備SiCp/Al 的粉末冶金工藝路線有多種，目前最
為流行和典型的工藝流程為：碳化硅粉末與鋁合金粉
末混合一冷模壓(或冷等靜壓)一真空除氣一熱壓燒
結(或熱等靜壓)一熱機械加工(熱擠、軋、鍛)。
粉末冶金法的優點在於碳化硅粉末和鋁合金粉
末可以按任何比例混合，而且配比控制准確、方便。
粉末冶金法工藝成熟，成型溫度較低，基本上不存在
界面反應、質量穩定，增強體體積分數可較高，可選
用細小增強體顆粒。缺點是設備成本高，顆粒不容易
均勻混合，容易出現較多孔隙，要進行二次加工，以
提高機械性能，但往往在後續處理過程中不易消除；
所制零件的結構、形狀和尺寸都受到一定的限制，粉
末冶金技術工藝程序復雜，燒結須在在密封、真空或
保護氣氛下進行， 制備周期長， 降低成本的可能性
小，因此制約了粉末冶金法的大規模應用。
4.2 噴射沉積法
噴射沉積法是1969 年由Swansea 大學Singer
教授首先提出[14]，並由Ospray 金屬有限公司發展成
工業生產規模的製造技術。該方法的基本原理是：對
鋁合金基體進行霧化的同時，加入SiC 增強體顆粒，
使二者共同沉積在水冷襯板上， 凝固得到鋁基復合
材料。該工藝的優點是增強體與基體熔液接觸時間
短，二者反應易於控制；對界面的潤濕性要求不高，
可消除顆粒偏析等不良組織， 組織具有快速凝固特
征；工藝流程短、工序簡單、效率高，有利於實現工業
化生產。缺點是設備昂貴，所制備的材料由於孔隙率
高而質量差必須進行二次加工， 一般僅能製成鑄錠
或平板； 大量增強顆粒在噴射過程中未能與霧化的
合金液滴復合， 造成原材料損失大， 工藝控制較復
雜，增強體顆粒利用率低、沉積速度較慢、成本較高。
4.3 攪拌鑄造法
攪拌鑄造法的基本原理[15-17]：依靠強烈攪拌在合
金液中形成渦漩的負壓抽吸作用， 將增強體顆粒吸
入基體合金液體中。具體工藝路線：將顆粒增強體加
入到基體金屬熔液中， 通過一定方式的攪拌與一定
的攪拌速度使增強體顆粒均勻地分散在金屬熔體
中，以達到相互混合均勻與浸潤的目的，復合成顆粒
增強金屬基復合材料熔體。然後可澆鑄成錠坯、鑄件
等使用。該方法的優點是：工藝簡單、設備投資少、生
產效率高、製造成本低、可規模化生產。缺點是：加入
的增強體顆粒粒度不能太小， 否則與基體金屬液的
浸潤性差， 不易進入金屬液或在金屬液中容易團聚
和聚集；普遍存在界面反應，強烈的攪拌容易造成金
屬液氧化，大量吸氣及夾雜物混入，顆粒加入量也受
到一定限制，只能製成鑄錠，需要二次加工。
4.4 擠壓鑄造法
擠壓鑄造法是首先把SiC 顆粒用適當的粘結劑粘
結，製成預制塊放入澆注模型中，預熱到一定的溫度，
然後澆入基體金屬液，立即加壓，使熔融的金屬熔液浸
滲到預制塊中，最後去壓、冷卻凝固形成SiCp/Al。該方
法的優點是：設備較簡單且投資少，工藝簡單且穩定
性較好，生產周期短，易於工業化生產，能實現近無余
量成型，增強體體積分數較高，基本無界面反應。缺點
是容易出現氣體或夾雜物，缺陷比較多，需增強顆粒
需預先製成預成型體， 預成型體對產品質量影響大，
模具造價高，而且復雜零件的生產比較困難。
5 SiCp /Al 復合材料發展的建議與對策
SiCp /Al 復合材料作為一種新的結構材料有著
廣闊的發展前景, 但要實現產業化還需做大量的研
究工作。除了要對SiCp/Al 復合材料的制備工藝、界
面結合狀態、增強機制等方面的內容做進一步研究，
其相關領域的研究及發展也應給予重視。
5.1 現有制備工藝進一步完善和新工藝的開發
現有工藝制備方法雖然已經成功製造了復合材
料，但很難用於工業化生產且尚處於實驗室研究階
段[18]。SiC 顆粒存在於鋁液中，使金屬液粘度提高，流動
性降低，鑄造時充填性變差，當顆粒含量增加至20%或
在較低溫度(<730℃)時，流動性急劇降低以致於無法正
常澆注。另外，SiC顆粒具有較大的表面積， 表面能較
大，易吸附氣體並帶入金屬液中，而金屬液粘度大也易
捲入氣體並難以排出，產生氣孔缺陷。因此，對現有工
藝的進一步完善和新工藝的開發成為下一步研究工作
的主要任務。
5.2 後續加工工藝的研究
金屬基復合材料的切削加工、焊接、熱處理等後
續加工工藝的研究較少，成為限制其應用的瓶頸。高
強度、高硬度增強體的加入使金屬基復合材料成為
難加工材料[18-19]，而由於增強體與基體合金的熱膨脹
系數差異大引起位錯密度的提高， 也使金屬基復合
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材料的時效行為與基體合金有所不同[20]。另外，增強
體影響焊接熔池的粘度和流動性， 並與基體金屬發
生化學反應限制了焊接速度， 給金屬基復合材料的
焊接造成了極大困難。因此， 解決可焊性差的問題
也成為進一步研究的主要方向。
5.4 環境性能方面的改善
金屬基復合材料的環境性能方面的研究， 即如
何解決金屬基復合材料與環境的適應性， 實現其廢
料的再生循環利用也引起了一些學者的重視， 這個
問題關繫到有效利用資源，實現社會可持續發展，因
此， 關於環境性能方面的研究將是該領域今後研究
的熱點。由於鋁基復合材料是由兩種或兩種以上組
織結構、物理及化學性質不同的物質結合在一起形
成一類新的多相材料， 其回收再利用的技術難度要
比傳統的單一材料大得多。隨著鋁基復合材料的批
量應用，必然面臨廢料回收的問題，通過對復合材料
的回收再利用， 不但可減少廢料對環境的污染還可
減低鋁基復合材料的制備成本、降低價格，增加與其
他材料的競爭力，有利於促進自身的發展。文獻[21]
配製了混合鹽溶劑， 採用熔融鹽法成功地分離出顆
粒增強鋁基復合材料中的增強材料，研究結果表明，
利用該技術處理顆粒增強鋁基復合材料， 其回收利
用率可達85%。
6 結語
與鋁合金基體相比， 鋁基復合材料具有更高的
使用溫度、模量和強度，熱穩定性增加及更好的耐磨
損性能，它的應用將越來越廣泛。然而，在目前的
研究中仍然存在許多疑問和有待解決的問題， 例如
怎樣去克服鋁基復合材料突出的界面問題， 並且力
求研究結果有助於改善生產應用問題； 在制備過程
前後， 怎樣通過熱處理手段來改善成品的各方面性
能；如何利用由於熱失配造成的內、外應力使材料服
役於各種環境。此外，原位反應中仍不免其他副反應
夾雜物存在， 同時對增強體的體積分數也難以精確
控制，這些都是亟待研究解決的問題。
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3. 碳化硅生產工藝流程詳細介紹碳化硅生產工藝流程以及工作原理介紹

1、主要生產工藝
碳化硅生產工藝流程簡述如下:
⑴、原料破碎
採用錘式破碎機對石油焦進行破碎,破碎到工藝要求的粒徑。
⑵、配料與混料
配料與混料是按照規定配方進行稱量和混勻的過程。本項目配料採用平台,混料採用混凝土攪拌機,按照工藝要求對石油焦和石英砂進行配料、混料作業。
⑶、電爐准備
電爐准備是把上次用過的爐重新修整、整理,以再次投入使用。作業內容包括潔理爐底料,修整電極,清理爐牆並修補,去裝力、1擋, 檢查、排除爐的其他缺陷。

4. 關於碳化硅的一些問題

碳化硅是一種人造材料，一般不與酸反應，因此它的硬度高而成為兩大普通磨料（剛玉、碳化硅）之一，大量用於研磨材料、耐火材料、電阻元件、功能陶瓷、高溫半導體等行業。根據碳化硅的色澤和用途，它主要分為黑色碳化硅（TH）、綠色碳化硅（TL）、礬土碳化硅（TF）。 ——綠碳化硅的性質具有較高的硬度和一定的韌性，多用於磨加工光學玻璃、硬質合金、鈦合金以及軸承鋼的研磨拋光、高速鋼刀具的刃磨等； ——黑碳化硅多用於切割和研磨抗張強度低的材料，如有色金屬材料、灰鑄鐵工件、玻璃、陶瓷、石材和耐火製品等。 綠碳化硅微粉和黑碳化硅微粉可用於光學玻璃、硬質合金、鈦合金以及軸承鋼的研磨拋光、高速鋼刀具的刃磨和有色金屬材料、灰鑄鐵工件、玻璃、陶瓷、石材和耐火製品等，它們的特點是磨削精度高、光潔度高。 碳化硅的5大主要用途 1有色金屬冶煉工業的應用 利用碳化硅具有耐高溫,強度大,導熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅罐蒸餾爐精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內襯,鋅粉爐用弧型板,熱電偶保護管等 2鋼鐵行業方面的應用 利用碳化硅的耐腐蝕、抗熱沖擊耐磨損、導熱好的特點，用於大型高爐內襯提高了使用壽命 3冶金選礦行業的應用 碳化硅硬度僅次於金剛石，具有較強的耐磨性能，是耐磨管道葉輪泵室旋流器，礦斗內襯的理想材料，其耐磨性能是鑄鐵、橡膠使用壽命的5-20倍，也是航空飛行跑道的理想材料之一 4建材陶瓷、砂輪工業方面的應用 利用其導熱系數。熱輻射，高熱強度大的特性，製造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，提高窯爐的裝容量和產品質量，縮短生產周期，是陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料 5節能方面的應用 利用良好的導熱和熱穩定性，作熱交換器，燃耗減少20%，節約燃料35%，使生產率提高20-30%。特別是礦山選廠用排放輸送管道的內放，其耐磨程度是普通耐磨材料的6-7倍 一. 碳化硅化學成份、粒度: 黑碳化硅化學成分（C） 粒度范圍 化學成分%（按重量百分比） SIC F.C Fe2O3 16#-90# ≥98.50 ≤0.02 ≤0.60 100#-180# ≥98.00 ≤0.30 ≤0.80 220#-240# ≥97.00 ≤0.30 ≤1.20 二. 碳化硅化學成份、粒度: 綠碳化硅化學成分（GC） 粒度范圍 化學成分%（按重量百分比） SIC F.C Fe2O3 20#-90# ≥99.00 ≤0.20 ≤0.20 100#-180# ≥98.50 ≤0.25 ≤0.50 220#-240# ≥97.50 ≤0.25 ≤0.70 W63-W20 ≥97.00 ≤0.30 ≤0.70 W14-W10 ≥95.50 ≤0.30 ≤0.70 W7-W5 ≥94.00 ≤0.50 ≤0.70 三. 磨料的粒度： 磨料料度基本粒度尺寸范圍對照表 粒度號 GR.NO 中國 日本 美國 國際標准 歐洲磨料協會 GB2477-83 R6001-87 ANSI(74) FEPA(84) FEPA(71) 4 5600-4750 1 5600-4750 5600-4750 1 5 4750-4000 1 4750-4000 4750-4000 1 6 4000-3350 1 4000-3360 4000-3350 1 7 3350-2800 1 3360-2830 3350-2800 1 8 2800-2360 2830-2380 2830-2380 2800-2360 2800-2360 10 2360-2000 2380-2000 2380-2000 2360-2000 12 2000-1700 2000-1680 2000-1680 2000-1700 2000-1700 14 1700-1400 1680-1410 1680-1410 1700-1400 1700-1400 16 1400-1180 1410-1190 1410-1190 1400-1180 1400-1180 20 1180-1000 1190-1000 1190-1000 1180-1000 1180-1000 22 1000-850 1000-840 1000-850 1000-850 24 850-710 840-710 841-707 850-710 850-710 30 710-600 710-590 707-595 710-600 710-600 36 600-500 590-500 595-500 600-500 600-500 40 500-425 500-420 500-425 500-425 46 425-355 420-350 420-354 425-355 425-355 54 355-300 350-297 354-297 355-300 355-300 60 300-250 297-250 297-250 300-250 300-250 70 250-212 250-210 250-210 250-212 250-212 80 212-180 210-177 210-177 212-180 212-180 90 180-150 177-149 177-149 180-150 180-150 100 150-125 149-125 149-125 150-125 150-125 120 125-106 125-105 125-105 125-106 125-106 150 106-75 105-74 105-74 106-75 106-75 180 90-63 88-63 88-63 90-63 90-63 220 75-53 74-53 74-53 75-53 75-53 240 75-53 74-53 粒度號 基本粒*尺寸對照表 中國 中國 日本 國際(79)/ 美國(74) GB2477-81 GB2477-83 R6001-1973 12 2000～1600 2000～1700 2000～1680 2000～1680 14 1600～1250 1700～1400 1680～1410 1680～1410 16 1250～1000 1400～1180 1410～1190 1410～1190 20 1000～800 1180～1000 1190～1000 1190～1000 22 - 1000～850 - - 24 800～630 850～710 840～710 841～707 30 630～500 710～600 710～590 707～595 36 500～400 600～500 590～500 595～500 40 - 500～425 - - 46 400～315 425～355 420～350 420～354 54 - 355～300 350～297 354～297 60 315～250 350～250 297～250 297～250 70 250～200 250～212 250～210 250～210 80 200～160 212～180 210～177 210～177 90 - 180～150 177～149 177～149 100 160～125 150～125 149～125 149～125 120 125～100 125～106 125～105 125～105 150 100～80 106～75 105～74 105～74 180 80～63 90～63 88～63 88～63 220 - 75～53 74～53 74～53 240 63～50 75～53 74～53 280 50～40 四. 陶瓷磨具、砂帶用碳化硅磨料的化學成分 牌號 粒度范圍 化學成分.% SiC (≥) FC(≤) FC 2O2(≤) C 12°~90° P12~p100 98.50 0.20 0.60 100°~150° P120~p150 98.00 0.30 0.80 180°~220° P180~p220 97.00 0.30 1.20 GC 12°~90° P12~p100 99.00 0.20 0.20 100°~150° P120~p150 98.50 0.25 0.50 180°~220° P180~p220 97.50 0.25 0.70 W63~w20 P240~p1000 97.00 0.30 0.70 W14~w10 P1200 95.50 0.40 0.70 W7~w5 94.00 0.50 0.70 五. 有機結合劑磨具、手工用張頁式塗附磨具用碳化硅磨料的化學成分 牌號 粒度范圍 化學成分.% SiC (≥) FC(≤) FC 2O2(≤) C-B C-P 12°~90° P12~p100 98.00 0.25 0.70 100°~150° P120~p150 97.50 0.35 0.90 180°~220° P180~p220 96.00 0.35 1.35 C-B C-P 12°~90° P12~p100 98.50 0.25 0.25 100°~150° P120~p150 98.00 0.30 0.55 180°~220° P180~p220 97.00 0.30 0.80 W63~w20 P240~p1000 96.50 0.35 0.80 W14~w10 P1200 94.50 0.45 0.80 W7~w5 93.00 0.60 0.80

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5. 碳化硅可以製造多大體積的

碳化硅又名碳硅石、金剛砂，是一種無機物，化學式為SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產綠色碳化硅時需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。 中國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。
碳化硅是由美國人艾奇遜在1891年電熔金剛石實驗時，在實驗室偶然發現的一種碳化物，當時誤認為是金剛石的混合體，故取名金剛砂，1893年艾奇遜研究出來了工業冶煉碳化硅的方法，也就是大家常說的艾奇遜爐，一直沿用至今，以碳質材料為爐芯體的電阻爐，通電加熱石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。
1955年，理論和技術上重大突破，LELY提出生長高品質碳化概念，從此將SiC作為重要的電子材料。
碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約95%，其韌性高於綠碳化硅，大多用於加工抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC約97%以上，自銳性好，大多用於加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用於珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝製取的黃綠色晶體，用以製作的磨具適於軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。

6. 碳化硅 冶煉

飛展磨料磨具的碳化硅主要化學成份為SiC 。由石油焦碳、石英砂、木屑等為原料在電阻爐中熔煉而成微觀形狀呈六方晶體，碳化硅的莫氏硬度為9.2，威氏顯微密硬度為3000--3300公斤/毫米2，努普硬度為2670—2815公斤/毫米，顯微硬度3300千克每立方毫米。密度一般認為是3.20克/毫米3，其碳化硅磨料的自然堆積密度在1.2--1.6克/毫米3之間，比重為3.20～3.25。主要用於，硬度合金、鈦合金、不銹鋼、銅、鋁、鋅、陶瓷、、石材、瑪瑙、玉器、高級珠寶、電子元件的研磨及拋光。還可以製造磨具、高級耐火材料。

7. 碳化硅的製品

碳化硅製品可以分為很多類，根據不同的使用環境，分為不同的種類。一般使用到機械上比較多。例如使用到機械密封件上，可以稱為碳化硅密封環，可以分為靜環、動環、平環等。也可以根據客戶的特別要求，製作出各種形狀的碳化硅製品，例如碳化硅異形件，碳化硅板，碳化硅環等。
碳化硅的製品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強度等特點，這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應用。
在應用在密封環上：碳化硅陶瓷的耐化學腐蝕性好、強度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系數小，且耐高溫，因而是製造密封環的理想材料。它與石墨材料組合配對時，其摩擦系數比氧化鋁陶瓷和硬質合金小，因而可用於高PV值，特別是輸送強酸、強鹼的工況中使用。我公司生產的SIC-1型碳化硅常壓燒結製品，具有密度高、硬度高、生產批量大、可生產復雜形狀製品的特點，適用於高性能的密封件中使用，特別是高 PV 值及耐強酸、強鹼的工況。而我公司生產的SIC-3型碳化硅陶瓷製品是含石墨的碳化硅材料。由於在碳化硅基體中含有大量的彌散細小的石墨顆粒，與其它材料配對使用時，其摩擦系數非常小，具有良好的自潤滑性能，特別適用於製作氣密封或有干摩擦工況的密封件中使用，從而使密封件的使用壽命及工作的可靠性提高。

8. 鑄造用增碳劑有哪幾種 鑄造用增碳劑有哪些成分組成

增碳劑對於鑄件生產確實有很大的幫助，對所有鑄鐵（灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵，灰口鑄鐵、白口鑄鐵等等），石墨增碳劑中的石墨可作為先共晶石墨和共晶石墨的晶核。鑄件不同，需要的增碳劑種類也有差異，從成本方面考慮，選擇合適的增碳劑對鑄件質量以及經濟效益都有很大的幫助
1、球墨鑄鐵
增碳劑對球鐵質量的影響主要是硫。
眾所周知，硫是球鐵的有害元素。鎂對硫有很強的親和力，因此含鎂球化劑加入原鐵液後很容易形成硫化鎂（MgS）化合物，所以從經濟角度考慮，應當選用低硫原材料和採用可以製取低硫量鐵液的熔煉方法，因為原鐵液流量高（>0.02%）需要較多的球化劑才能使石墨球化和保持球化。
2、灰鑄鐵
增碳劑對灰鑄鐵質量的影響主要是氮。
灰鑄鐵中的氮含量是雙刃劍，一定量的氮可使灰鑄鐵使石墨片捲曲並促進珠光體細化，改善其力學性能（高品牌灰鑄鐵溶氮量甚至可以高達120ppm（厚壁鑄件不得超過80ppm））;但過高（>100ppm）的氮含量會使灰鑄鐵產生裂隙型氮氣孔。
3、嘉碳精選高碳、低硫原料，應用自主研發的助溶技術，全過程全封閉自動化生產線，極大的提高了增碳劑的超強通和吸收率，從而達到更好的增碳效果。
1）超強通
增碳劑的孔隙度大，比表面積大有更大的表面浸潤於鐵液，加快溶碳的溶解和擴散，可提高增碳劑的吸收。人造石墨碎雖然純度很高，但由於密度較大，比表面積小，吸收能耗高，溶解速度慢，導致吸收率不高。
2）加入量
在一定的溫度和化學成分的條件下，鐵液中C的飽和濃度是一定的。在一定的飽和濃度下，增碳劑加入量越多，溶解、擴散所需要的時間越長，損耗大、吸收率底。
3）穩定性
穩定性在增碳劑的選擇中容易被忽視，但對於穩定生產確保質量具有重要的作用。穩定的增碳劑不但檢測值控制在范圍內有穩定范圍內，而且增碳效果穩定，可預測性和可控性好，減少鐵液成分微調，提高生產率、防止鐵液質量變差。不同種類、不同產地、不同批次的增碳劑，其使用效果可鞥有 差異，應用時必須注意，需在采購和生產的過程中注意收集數據並加以考量。

9. 碳化硅是什麼

碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。 碳化硅又稱碳硅石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種。可以稱為金鋼砂或耐火砂。 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內經高溫冶煉而成。目前我國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。
性質
分子式為SiC，其硬度介於剛玉和金剛石之間，機械強度高於剛玉，可作為磨料和其他某些工業材料使用。工業用碳化硅於1891年研製成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供開採的礦源。 純碳化硅是無色透明的晶體。工業碳化硅因所含雜質的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結構分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅)。α-SiC由於其晶體結構中碳和硅原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體，已發現70餘種。β-SiC於2100℃以上時轉變為α-SiC。
碳化硅的工業製法是用優質石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊，經破碎、酸鹼洗、磁選和篩分或水選而製成各種粒度的產品。 碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98.5％，其韌性高於綠碳化硅，大多用於加工抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC99％以上，自銳性好，大多用於加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用於珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝製取的黃綠色晶體，用以製作的磨具適於軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。 碳化硅由於化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，例如：以特殊工藝把碳化硅粉末塗布於水輪機葉輪或汽缸體的內壁，可提高其耐磨性而延長使用壽命1～2倍；用以製成的高級耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。低品級碳化硅（含SiC約85％）是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，並便於控制化學成分，提高鋼的質量。此外，碳化硅還大量用於製作電熱元件硅碳棒。 碳化硅的硬度很大，具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。
編輯本段用途
(1)作為磨料，可用來做磨具，如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。 (2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。 碳化硅主要有四大應用領域,即: 功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應, 不能算高新技術產品,而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。 (3)高純度的單晶，可用於製造半導體、製造碳化硅纖維。 主要用途：用於3—12英寸單晶硅、多晶硅、砷化鉀、石英晶體等線切割。太陽能光伏產業、半導體產業、壓電晶體產業工程性加工材料。
磨料磨具
主要用於製作砂輪、砂紙、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏及光伏產品中單晶硅、多晶硅和電子行業的壓電晶體等方面的研磨、拋光等。
化工
可用做煉鋼的脫氧劑和鑄鐵組織的改良劑，可用做製造四氯化硅的原料，是硅樹脂工業的主要原料。碳化硅脫氧劑是一種新型的強復合脫氧劑，取代了傳統的硅粉碳粉進行脫氧，和原工藝相比各項理化性能更加穩定，脫氧效果好，使脫氧時間縮短，節約能源，提高煉鋼效率，提高鋼的質量，降低原輔材料消耗，減少環境污染，改善勞動條件，提高電爐的綜合經濟效益都具有重要價值。
耐磨、耐火和耐腐蝕材料
利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性，碳化硅一方面可用於各種冶煉爐襯、高溫爐窯構件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、碳化硅坩堝等。 另一方面可用於有色金屬冶煉工業的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內襯、鋅粉爐用弧型板、熱電偶保護管等；用於製作耐磨、耐蝕、耐高溫等高級碳化硅陶瓷材料；還可以製做火箭噴管、燃氣輪機葉片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飛機跑道太陽能熱水器等的理想材料之一。
有色金屬
利用碳化硅具有耐高溫&def強度大&def導熱性能良好&def抗沖擊&def作高溫間接加熱材料&def如堅罐蒸餾爐&def精餾爐塔盤&def鋁電解槽&def銅熔化爐內襯&def鋅粉爐用弧型板&def熱電偶保護管等.
鋼鐵
利用碳化硅的耐腐蝕&def抗熱沖擊耐磨損&def導熱好的特點&def用於大型高爐內襯提高了使用壽命.
冶金選礦
碳化硅硬度僅次於金剛石&def具有較強的耐磨性能&def是耐磨管道&def葉輪.泵室.旋流器&def礦斗內襯的理想材料&def其耐磨性能是鑄鐵.橡膠使用壽命的5--20倍&def也是航空飛行跑道的理想材料之一.
建材陶瓷砂輪工業
利用其導熱系數.熱輻射&def高熱強度大的特性&def製造薄板窯具&def不僅能減少窯具容量&def還提高了窯爐的裝容量和產品質量&def縮短了生產周期&def是陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料.
節能
利用良好的導熱和熱穩定性&def作熱交換器&def燃耗減少20%&def節約燃料35%&def使生產率提高20-30%&def特別是礦山選廠用排放輸送管道的內放&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍. ②磨料粒度及其組成按GB/T2477--83。磨料粒度組成測定方法按GB/T2481--83。
珠寶
合成碳化硅（Synthetic Moissanite）又名合成莫桑石、合成碳硅石（化學成分SiC），色散0.104比鑽石(0.044)大，折射率2.65-2.69(鑽石2.42)，具有與鑽石相同的金剛光澤，「火彩」更強，比以往任何仿製品更接近鑽石。這是由美國北卡羅來那州的C3公司製造生產的，已擁有世界各國生產合成碳化硅的專利，正在向全世界推廣應用。

10. 碳化硅在鑄造過程中起到什麼作用

鑄造碳化硅使用最為廣泛的為70#碳化硅、88#碳化硅、90#碳化硅，當溫度低於1620℃時，鑄造碳化硅中的碳將起脫氧劑的作用，從而使諸如氧化鐵和氧化錳之類不太固定的氧化物，通過化學響應被還原，當溫度高於1620℃時(例如冶煉時)，碳化硅中的硅將擔負起所有的脫氧任務，而碳則起增碳劑的用處，且其收得率可達100%。