碳化硼在助熔劑的應用
碳化硼 (B₄C) 很少用作 主要熔劑成分 (因為傳統熔劑主要作用是熔化/去除氧化物),但它在高溫冶金製程中發揮著特殊的「功能性熔劑作用」—主要用於 控制碳含量、精煉合金、改質氧化物夾雜物, 同時促進爐渣形成。其應用充分利用了其高熔點(約 2450°C)、化學穩定性和碳供體能力。
助焊劑相關製程的關鍵應用
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黑色冶金學(鋼/鐵精煉)
在特殊鋼生產(例如高速鋼、不銹鋼)中,碳化硼作為 碳調整助熔劑添加 到熔融的鐵/鋼中:- 它捐贈碳來微調合金的碳含量(對硬度和強度至關重要),而不會引入雜質(不像煤或焦炭,可能會帶來硫/磷)。
- 它與有害的氧化物夾雜物(例如 FeO、SiO₂)反應,形成低熔點硼矽酸鹽爐渣,浮到表面並被去除,從而提高鋼的純度和機械性能。
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有色合金生產(鋁、銅合金)
對於高純度鋁或銅合金,碳化硼作為 精煉助熔劑:- 它與熔融合金中的溶氧反應,形成 B₂O₃(氧化硼),B₂O₃ 會蒸發或與其他氧化物結合形成爐渣,從而減少削弱合金的氧化物夾雜物。
- 在鋁冶煉中,它還有助於抑制有害鋁碳化物(Al₄C₃)的形成,防止最終產品變脆。
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焊接和釬焊焊劑(特殊情況)
在高溫焊接中(例如,對於鎢或鉬等難熔金屬),碳化硼偶爾會被加入到 高溫焊劑配方中:- 它能在焊接溫度(~1800–2200°C)下抵抗分解,並有助於去除母材表面的氧化物,確保焊接熔合牢固。
- 它還在焊接池中添加了少量的硼,透過形成細小的硼化物沉澱物來增強接頭。
為什麼它不是“傳統通量”
傳統助熔劑(例如硼砂、二氧化矽)的工作原理是在中低溫下熔化以溶解氧化物。相比之下,碳化硼則:
- 具有極高的熔點(太高而無法在大多數低溫製程中充當“熔化劑”)。
- 它的價值在於 化學改質 (碳控制、夾雜物細化)而不僅僅是爐渣形成——使其成為焊劑系統中的“功能添加劑”,而不是獨立的焊劑。