含铁的锡精矿还原熔炼

Sn-Fe 合金
由Sn-Fe二元合金相图(图1-3-4)可见，该二元系比较复杂，其中包含有三个包晶转变(包晶转变温度分别为901、740和496C)、一个熔晶转变(781"C)、 一个偏晶转变(1130C)、 二个共析转变(751 和620"C)、二个包析转变(881 和831C)和一个共晶转变(约232C)。由液相线可知，铁在液锡中的溶解度随温度升高而增加。在500~ 1130C范围内铁的溶解度为0. 082%~17. 5%。在1130C以上出现分层区，上层为富锡层，下层为富铁层，随着温度升高分图1-3-4 Sn-Fe 相图层区渐缩小。当液态Sn-Fe合金冷却时，铁的溶解度降低，由1130C降至232C时，分别析出a-Fe (含锡16.1%~17.9%)、5相(含锡约63%)、ε相(含锡约58.5%的FesSnz)、7相(FeSn)
和0相(FeSn2)。这就是含铁的锡精矿还原熔炼时产生所谓甲锡和第三章 锡合金及金属间化合物乙锡以及出现硬头(a-Fe+ζ) 的热力学原因。在232- 550C的温度范围内，铁在液态锡中
这些数据是粗锡精炼除铁(熔析或凝析除铁)的物理化学依据。该二元系中存在着五个金属间化合物: 750~ 880C的8相(FeSn)，呈六方结构; 620~830C的e相(FesSn)，呈复杂单斜
结构; η相(FeSn) 呈六方结构; 0相(FeSn2) 呈体心立方结构及ζ相等。在496C以下温度FeSn和FeSn为稳定的包晶化合物平衡共存。0相(FeSn2)的形成是制造马口铁的基础。无论是热镀或电镀，在钢板上的镀锡层形成FeSn是马口铁具有显著特点(强度高、可锻性好、可焊性好、耐蚀好、无毒、能涂漆以及镀层外观精美等)的根本原因。在富铁边的Y-Fe相区边，锡在r Fe中的固溶度是有限的。两条虚线间的区域为两相区(a-Fe+Y-Fe)，这两条虚线常称为Y曲线。Y曲线的位置、形状及两相区(a-Fe+Y-Fe)面积大小还将受到含碳量的影响。因此，铁基粉末制品中加入适量的锡，不仅可以降低烧结温度，而且可以改善其质量，这已在许多国家广泛采用。