石墨粉在铸铁涂料中起什么作用?
石墨的化学成分为单质碳(C)。自然界纯石墨少见,常含有多种杂质,如SiO、AlO、FeO、MgO、CaO、PO、CuO和H2O、沥青及粘土等,杂质多时可达10%~20%。石墨晶体结构为层状结构,层内极坚固的结合、层间巨大的间距及弱键构成了石墨结构杰出的特色,导致了石墨的片状形状和极彻底解理、低硬度(1~2,但垂直解理为3~5)、光滑、可塑、低密度(2.1~2.3g/cm3);晶格和金特点使石墨呈金属色(铁黑-钢灰),具有金属光泽、不透明、良导电性和导热性;成分和坚强的结构层使石墨具有化学稳定性和耐高温性等。
工业上首要依据石墨的结晶程度将其分为两类:一类为晶质石墨,呈鳞片状或块状,晶体大于0.001mm(1μm),一般可用肉眼或显微镜辨识其晶形;另一类为隐晶质石墨,晶体细小,显微镜下难以辨识其晶形,又称不定形石墨或土状石墨。
石墨粉是中性耐火填料,对金属激冷才能高,不被金属或金属氧化物所潮湿,不与金属液产生化学反应,耐火度高,如天然鳞片石墨熔点高达3000℃以上,一般工业用石墨熔点约2100℃。
石墨的耐火功能极佳,而且不为液态金属所潮湿,这两大特色是其他任何资料所不能比较的。此外,石墨热导率高、热容量大、热膨胀系数十分低,石墨粉的密度较低,简单在水中悬浮,再加上来历丰厚、价格低廉,故石墨粉是砂型铸铁件生产中最常用的耐火填料,砂型和金属型铸铜、铸铝件生产中也常用它。石墨粉一般不适用于铸钢,这主要是因为石墨会使铸钢渗碳的原因。
石墨最大的缺点是黑而细腻,沾在皮肤及衣物上以后不易洗净,扬起的粉尘污染操作环境。近年来,对无石墨的浅色涂料的研究受到了遍及注重,但迄今仍未找到令人清意的石墨代用资料。
作为涂料的骨料,石墨粉还有两个一般未被注重的缺点:其一是耐火度太高、难I烧结,无论参加何种辅助资料,都不能使涂料层的高温强度明显提高,涂料易于脱落造成铸件缺点;其二是易吸收辐射热而且热导率又高,有时会促进夹砂缺点的构成。
碳质类耐火粉料还包含废石墨电极与废石墨坩埚碾碎成的颗粒,以及冲天炉打炉后烧掉的焦炭碾碎成的颗粒。这类资料价格低廉,可部分取代石墨粉作涂料耐火粉料使用。