Pretratamiento de carburo de silicio en hierro fundido: nucleación, control de grafito y mejora del rendimiento

2026,09,19

El propósito del proceso de pretratamiento es aumentar el número de núcleos heterogéneos disponibles para la nucleación del grafito en el hierro fundido y mejorar su estabilidad dentro de la masa fundida. Esto permite que la transformación eutéctica (y la posterior precipitación y crecimiento del grafito) ocurra a temperaturas más altas, mejorando así las condiciones para la formación de grafito. Desde el inicio de este proceso de pretratamiento, el carburo de silicio ha sido el material elegido, principalmente debido a sus propiedades físicas: tiene un punto de fusión muy alto, lo que significa que no se funde completamente en el hierro fundido y experimenta una pérdida mínima por quemado; en cambio, se disuelve y dispersa gradualmente por toda la masa fundida. Tras la disolución, la sílice libre en la superficie de las partículas de carburo de silicio se dispersa en la masa fundida como partículas extremadamente finas, que sirven como sitios de nucleación durante la formación de la fase de grafito. Debido a que el proceso de disolución del carburo de silicio es relativamente lento, se debe agregar temprano en la secuencia de fusión, generalmente antes de cargar la chatarra de acero y el recarburador. La tasa de adición de carburo de silicio como agente de pretratamiento es generalmente de alrededor del 0,5% al 1%. Sin embargo, la eficacia del tratamiento varía significativamente dependiendo de factores como la composición de la masa fundida, las características y condiciones del horno y los hábitos del operador; en consecuencia, las fundiciones pueden ajustar la dosis en función de los resultados observados. La eficacia se evalúa mediante análisis metalográficos: en el caso del hierro gris, se examina la morfología del grafito; para el hierro dúctil, la atención se centra en el grado de nodularización, el recuento de nódulos y el tamaño de las células eutécticas. En las fundiciones de hierro fundido gris, el contenido de azufre debe mantenerse aproximadamente entre 0,06% y 0,08%. En condiciones con un cierto nivel de oxígeno disuelto, el uso de este proceso de pretratamiento previene la formación de grafito tipo B, D y E y aumenta el número de células eutécticas en la microestructura. El hierro fundido sometido a un pretratamiento presenta propiedades mecánicas más estables y una maquinabilidad mejorada; Además, el proceso mitiga significativamente el efecto de desvanecimiento de la inoculación. Esto se debe a que el ferrosilicio añadido durante la inoculación lleva diminutas partículas de sílice en su superficie, lo que significa que el pretratamiento en sí actúa como una forma de inoculación, mientras que la inoculación sirve para complementar el pretratamiento. Cuando se aplica al hierro dúctil, las métricas clave son la nodularidad y el recuento de nódulos. Por supuesto, un mayor número de nódulos no es necesariamente mejor; sin embargo, un recuento mayor generalmente da como resultado nódulos más finos y esféricos y propiedades mecánicas superiores. En resumen, el pretratamiento es un proceso ampliamente adoptado por las empresas modernas.