Bagaimana Silikon Karbida Meningkatkan Kualiti Casting?

Masa Terbitan: 06 / 17 2021 Pengarang: Penyunting Laman Lawati: 13469

1.Introduction

Komposisi kimia besi cair adalah sama, dan proses peleburannya berbeza, dan sifat besi tuang yang diperoleh sangat berbeza. Pengecoran menggunakan kaedah seperti pemanasan besi cair, rawatan inokulasi, mengubah nisbah cas, menambahkan unsur jejak atau paduan, dan lain-lain, untuk meningkatkan kualiti metalurgi dan prestasi tuang besi tuang, dan pada masa yang sama meningkatkan sifat mekanikal dan prestasi pemprosesan. Peleburan relau elektrik induksi besi lebur dapat mengawal suhu besi cair secara berkesan, menyesuaikan komposisi kimia dengan tepat, mengurangkan kehilangan unsur pembakaran, dan mempunyai kandungan sulfur dan fosforus yang rendah. Ia sangat bermanfaat untuk pengeluaran besi mulur, besi tuang grafit vermikular dan besi tuang kelabu berkekuatan tinggi. Walau bagaimanapun, kadar nukleasi besi cair yang dileburkan di dalam tungku elektrik induksi dikurangkan, dan mulut putih cenderung besar, dan mudah menghasilkan grafit superkol. Walaupun kekuatan dan kekerasan telah meningkat, kualiti besi cor metalurgi tidak tinggi.

Pada tahun 1980-an, jurutera Cina yang pergi ke luar negara untuk belajar dan belajar melihat bahawa objek seperti kaca pecah hitam telah ditambahkan ke tungku elektrik pengecoran asing ketika mereka dileburkan. Setelah membuat pertanyaan, mereka mengetahui bahawa itu adalah silikon karbida. Syarikat pengecoran yang dibiayai oleh Jepun dalam negeri juga telah menggunakan silikon karbida sebagai bahan tambahan dalam jumlah yang lama. Dalam besi cair tungku atau tungku elektrik, kelebihan menambahkan agen pra-rawatan SiC adalah banyak. Silikon karbida terbahagi kepada gred kasar dan metalurgi. Yang pertama mempunyai kesucian tinggi dan mahal, sementara yang kedua harganya rendah.

Silikon karbida yang ditambahkan ke dalam tungku diubah menjadi karbon dan silikon besi tuang. Salah satunya ialah meningkatkan setara karbon; yang lain adalah untuk memperkuat pengurangan besi cair dan mengurangkan kesan buruk dari karat. Penambahan silikon karbida dapat mencegah pemendakan karbida, meningkatkan jumlah ferit, membuat struktur besi tuang padat, meningkatkan prestasi pemprosesan secara signifikan dan membuat permukaan pemotongan menjadi lancar. Menambah bilangan bola grafit per unit luas besi cor nodular dan meningkatkan kadar sferoidisasi. Ia juga mempunyai kesan yang baik untuk mengurangkan kemasukan dan sanga bukan logam, menghilangkan porositi penyusutan, dan menghilangkan liang subkutan.

2. Peranan Pra Rawatan

2.1 Prinsip nukleasi Dalam sistem eutektik Fe-C, besi tuang kelabu adalah fasa eutektik utama kerana titik lebur grafit yang tinggi semasa tahap pemadatan eutektik, dan austenit dipicu oleh grafit. Butir dua fasa + austenit yang ditanam dan ditanam bersama yang dibentuk dengan setiap teras grafit sebagai pusatnya disebut gugus eutektik. Agregat grafit submikroskopik, zarah grafit tidak dileburkan, beberapa sulfida titik lebur tinggi, oksida, karbida, zarah nitrida, dan lain-lain yang ada dalam lebur besi tuang boleh menjadi nukleus grafit heterogen. Tidak ada perbezaan penting antara nukleasi besi tuang nodular dan nukleasi besi tuang kelabu, kecuali bahawa magnesium oksida dan sulfida ditambahkan ke bahan inti.

Kerpasan grafit dalam besi cair mesti menjalani dua proses: nukleasi dan pertumbuhan. Terdapat dua cara nukleasi grafit: nukleasi homogen dan nukleasi heterogen. Nukleasi homogen juga disebut nukleasi spontan. Terdapat sebilangan besar atom karbon beralun dalam besi cair yang melebihi ukuran nukleus kristal kritikal, dan kumpulan atom karbon yang disusun secara teratur dalam jarak pendek boleh menjadi inti kristal homogen. Eksperimen menunjukkan bahawa tahap supercooling inti kristal homogen sangat besar, dan inti kristal heterogen mesti digunakan terutamanya sebagai agen nukleat untuk grafit dalam besi cair. Terdapat sebilangan besar zarah asing dalam besi tuang lebur, dan terdapat 5 juta titik bahan teroksidasi di setiap 1cm3 besi cair. Hanya zarah-zarah yang mempunyai hubungan tertentu dengan parameter kisi dan fasa grafit yang dapat menjadi substrat nukleasi grafit. Parameter ciri hubungan pemadanan kisi disebut darjah ketidakcocokan satah. Tentunya, hanya apabila ketidakcocokan satah kisi kecil dapat atom karbon dengan mudah menyamai inti grafit. Sekiranya bahan nukleasi adalah atom karbon, maka tahap ketidakcocokannya adalah sifar, dan keadaan nukleasi seperti itu adalah yang terbaik.

Tenaga dalaman silikon karbida terurai menjadi karbon dan silikon dalam besi lebur lebih besar daripada karbon dan silikon yang terkandung dalam besi cair itu sendiri. Si yang terkandung dalam besi cair itu sendiri dilarutkan dalam austenit, dan karbon di dalam besi cair besi tuang mulur sebagian terdapat dalam besi. Sfera grafit terbentuk dalam cecair, beberapa di antaranya belum didakan dalam austenit. Oleh itu, penambahan silikon karbida mempunyai kesan deoksidasi yang baik.

Si + O2 → SiO2
(1) MgO + SiO2 → MgO ∙ SiO2
(2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
(3) Komposisi Enstatit MgO ∙ SiO2 dan komposisi forsterit 2MgO ∙ 2SiO2 mempunyai tahap ketidakcocokan yang tinggi dengan grafit (001), yang sukar digunakan sebagai asas untuk penumpukan grafit. Setelah dirawat dengan besi cair yang mengandungi Ca, Ba, Sr, Al dan ferrosilicon, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
(4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
(5) Di mana X —— Ca, Ba, Sr.

Produk tindak balas XO ∙ SiO2 dan XO ∙ Al2O3 ∙ SiO dapat membentuk kristal segi pada substrat MgO ∙ SiO2 dan 2MgO ∙ 2SiO2. Oleh kerana ketidakcocokan yang rendah antara grafit dan XO ∙ SiO2 dan XO ∙ Al2O3 O SiO2, maka kondusif untuk nukleasi grafit. Grafitisasi yang baik. Ia dapat meningkatkan prestasi pemprosesan dan meningkatkan sifat mekanikal.

2.2 Pra-inokulasi grafit bukan keseimbangan:

Secara amnya, skop nukleasi heterogen diperluas melalui inokulasi, dan peranan nukleasi heterogen dalam besi cair:

RomMempromosikan sejumlah besar pemendakan C pada tahap pemejalan eutektik dan membentuk grafit untuk mempromosikan grafitisasi;
②Mengurangkan tahap supercooling besi cair dan mengurangkan kecenderungan mulut putih;
③Meningkatkan bilangan kelompok eutektik dalam besi tuang kelabu atau menambah bilangan bola grafit dalam besi mulur.

SiC ditambahkan semasa peleburan caj. Silikon karbida mempunyai titik lebur 2700 ° C dan tidak mencair dalam besi cair. Ia hanya mencair dalam besi cair mengikut formula tindak balas berikut.
SiC + Fe → FeSi + C (grafit bukan keseimbangan)

(6) Dalam rumus, Si di SiC digabungkan dengan Fe, dan C yang tersisa adalah grafit bukan keseimbangan, yang berfungsi sebagai inti pemendakan grafit. Grafit tanpa keseimbangan menjadikan C dalam besi cair diedarkan tidak rata, dan unsur C tempatan terlalu tinggi, dan "puncak karbon" akan muncul di kawasan mikro. Grafit baru ini mempunyai aktiviti yang tinggi, dan ketidakcocokannya dengan karbon adalah sifar, jadi mudah untuk menyerap karbon dalam besi cair, dan kesan inokulasi sangat unggul. Dapat dilihat bahawa silikon karbida adalah agen nukleasi berasaskan silikon.

Silikon karbida ditambahkan semasa peleburan besi tuang. Untuk besi tuang kelabu, pra-inkubasi grafit bukan keseimbangan akan menghasilkan sebilangan besar kelompok eutektik dan meningkatkan suhu pertumbuhan (mengurangkan relatif pendinginan), yang kondusif untuk pembentukan grafit jenis A. bilangan inti kristal meningkat, menjadikan serpihan Grafit baik-baik saja, yang meningkatkan tahap grafitisasi dan mengurangkan kecenderungan mulut putih, sehingga meningkatkan sifat mekanik. Untuk besi cor grafit sferoid, peningkatan teras kristal meningkatkan bilangan sfera grafit dan kadar sferoidisasi dapat ditingkatkan.

2.3 Penghapusan besi tuang kelabu hipereutektik jenis-E. Grafit primer jenis-C dan jenis-F terbentuk dalam fasa cecair. Kerana proses pertumbuhan tidak terganggu oleh austenit, dalam keadaan normal, mudah tumbuh menjadi serpihan besar dan Grafit jenis C yang kurang bercabang: Apabila pemutus berdinding nipis disejukkan dengan cepat, grafit akan bercabang dan tumbuh menjadi bintang- grafit jenis-F berbentuk.
Grafit serpihan yang ditanam pada tahap pemejalan eutektik menghasilkan grafit A, B, E, D dengan pelbagai bentuk dan taburan yang berbeza di bawah komposisi kimia yang berbeza dan keadaan pendinginan yang berbeza.

Grafit Jenis A terbentuk dalam gugus eutektik dengan keupayaan pendinginan rendah dan keupayaan nukleasi yang kuat, dan diedarkan secara merata dalam besi tuang. Di antara pearlite serpihan halus, semakin kecil panjang grafit, semakin tinggi kekuatan tegangannya, yang sesuai untuk alat mesin dan pelbagai corak mekanikal.

Grafit Jenis D adalah grafit interdendritik titik dan lembaran dengan taburan bukan arah. Besi tuang grafit jenis-D mempunyai kandungan ferit yang tinggi dan sifat mekaniknya terjejas. Walau bagaimanapun, besi tuang grafit jenis-D mempunyai banyak dendrit austenit, grafit pendek dan melengkung, dan kumpulan eutektik dalam bentuk pelet. Oleh itu, dibandingkan dengan besi tuang grafit jenis A matriks yang sama, ia cenderung mempunyai kekuatan yang lebih tinggi.

Grafit Jenis E adalah sejenis grafit serpihan yang lebih pendek daripada grafit Jenis A. Seperti grafit jenis-D, ia terletak di antara dendrit dan secara kolektif disebut sebagai grafit dendrit. Tinta E mudah dihasilkan dalam besi tuang dengan setara karbon rendah (tahap besar hypoeutectic) dan dendrit austenit kaya. Pada masa ini, gugus eutektik dan dendrit mengalami pertumbuhan silang. Oleh kerana bilangan cecair besi eutektik interdendritik kecil, grafit eutektik yang diendapkan hanya menyebarkan sepanjang arah dendrit, yang mempunyai arah yang jelas. Tahap undercooling membentuk grafit jenis E lebih besar daripada grafit jenis A dan kurang daripada grafit jenis-D, dan ketebalan dan panjangnya antara grafit jenis A dan D. Grafit Jenis E tidak tergolong dalam grafit supercooled, dan sering disertakan dengan grafit jenis D. Pembahagian arah grafit jenis E di antara dendrit memudahkan besi tuang menjadi rapuh dan pecah pada jalur sepanjang arah susunan grafit di bawah daya luaran yang kecil. Oleh itu, grafit jenis E muncul, dan sudut coran kecil dapat dipatahkan dengan tangan, dan kekuatan coran sangat berkurang. Apabila kandungan karbon meningkat, kadar penyejukan yang diperlukan untuk membentuk grafit interdendritik meningkat, dan kemungkinan menghasilkan grafit interdendritik menurun. Tahap overheating yang tinggi dari peleburan dan pemeliharaan haba jangka panjang akan meningkatkan tahap undercooling, sehingga meningkatkan kadar pertumbuhan dendrit, menjadikan dendrit lebih lama dan mempunyai arah yang lebih jelas. Apabila SiC digunakan untuk pra-inkubasi besi cair, penghancuran austenit primer dikurangkan pada masa yang sama, dan dendrit austenit pendek diperhatikan pada masa ini. Menghilangkan asas struktur grafit jenis E.

2.4 Meningkatkan Kualiti Besi Tuang

Untuk besi cor grafit sferoid, sekiranya terdapat jumlah agen spheroidisasi yang sama, pra-perlakuan dengan silikon karbida, hasil akhir magnesium lebih tinggi. Untuk besi cair yang diolah sebelumnya dengan silikon karbida, jika jumlah sisa magnesium dalam pemutus disimpan kira-kira sama, jumlah agen sferoidisasi yang ditambahkan dapat dikurangkan sebanyak 10%, dan kecenderungan mulut putih besi cor nodular dapat dikurangkan.

Silikon karbida di relau peleburan, selain karbon dan silikon pada besi cair yang ditunjukkan dalam formula (1), reaksi deoksidasi formula (2) dan (3) juga dilakukan. Sekiranya SiC yang ditambahkan dekat dengan dinding tungku, SiO2 yang dihasilkan akan mendapan di dinding tungku dan meningkatkan ketebalan dinding tungku. Di bawah suhu peleburan yang tinggi, SiO2 akan mengalami reaksi dekarburisasi formula (4) dan reaksi slagging formula (5) dan (6).

(7) 3SiC + 2Fe2O3 = 3SiO2 + 4Fe + 3C
(8) C + FeO → Fe + CO ↑
(9) (SiO2) + 2C = [Si] + 2CO (keadaan gas)
(10) SiO2 + FeO → FeO · SiO2 (terak)
(11) Al2O3 + SiO2 → Al2O3 · SiO2 (terak)

Kesan penyahtoksikan dari silikon karbida menjadikan produk yang terdoksidasi mempunyai rangkaian tindak balas metalurgi pada besi cair, mengurangkan kesan berbahaya oksida dalam muatan yang terhakis, dan membersihkan besi cair secara berkesan.

2.5 Cara Menggunakan Silicon Carbide

Kemurnian silikon karbida gred metalurgi antara 88% dan 90%, dan kekotoran mesti dikurangkan terlebih dahulu semasa mengira peningkatan karbon dan silikon. Mengikut formula molekul silikon karbida, mudah diperoleh: Peningkatan karbon: C = C / (C + Si) = 12 / (12 + 28) = 30% (12) Peningkatan silikon: Si = Si / (C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Jumlah silikon karbida yang ditambahkan biasanya 0.8% -1.0% daripada jumlah besi cair. Kaedah penambahan silikon karbida adalah: peleburan besi cair dalam tungku elektrik. Apabila cawan meleleh 1/3 muatan, tambahkannya ke tengah pelindung, cuba jangan menyentuh dinding tungku, dan kemudian terus menambahkan cas untuk peleburan. Dalam besi cair peleburan cupola, silikon karbida dengan ukuran zarah 1-5mm dapat dicampurkan dengan jumlah semen atau perekat lain yang sesuai, dan air ditambahkan untuk membentuk jisim. Setelah dikeringkan di bawah terik matahari, ia dapat digunakan di tungku mengikut nisbah batch.

3. Ucapan Penutup

Dalam 20 tahun terakhir, sama ada trak, perniagaan atau kereta keluarga, mengurangkan berat kenderaan selalu menjadi trend pembangunan penyelidikan dan pembangunan kenderaan. Dalam kemerosotan krisis kewangan di pasaran, China Northern Corporation menolak tren dan mengeksport trak tugas berat ke Amerika Utara, tepat berdasarkan berat trak tugas berat. Penggunaan besi tuang abu-abu berdinding tipis, besi mulur dan besi cor grafit vermikular, besi mulur berdinding tebal dan besi mulur Aubrey, mengemukakan keperluan yang lebih tinggi pada kualiti besi tuang metalurgi.

Pra-perlakuan suntikan silikon karbida mempunyai kesan yang baik untuk meningkatkan kualiti metalurgi besi tuang. Pakar pengecoran Li Chuanshi menulis sebuah artikel bahawa setelah agen pra-perlakuan ditambahkan ke besi cair, dua kesan dapat diperhatikan: salah satunya adalah meningkatkan setara karbon; yang lain adalah untuk mengubah keadaan metalurgi besi cair, yang meningkatkan pengurangan.

Pada tahun 1978, BC Godsell dari United Kingdom menerbitkan hasil penyelidikannya mengenai perlakuan besi mulur. Sejak itu, penyelidikan eksperimental mengenai proses pretreatment tidak terganggu, dan prosesnya sekarang agak matang. Untuk besi tuang kelabu, pra-rawatan inokulasi silikon karbida dapat mengurangkan tahap undercooling dan mengurangkan kecenderungan mulut putih; meningkatkan teras grafit, mempromosikan pembentukan grafit jenis A, mengurangkan atau mencegah pengeluaran grafit jenis-B, jenis-E dan jenis-D, dan meningkatkan bilangan kelompok eutektik. Grafit serpihan halus; untuk besi cor grafit sferoid, pra-rawatan suntikan silikon karbida mendorong peningkatan bilangan bola grafit di besi tuang, kadar sferoidisasi, dan kebulatan bola grafit.

Penggunaan silikon karbida dapat menguatkan kesan deoksidasi dan pengurangan besi oksida, menjadikan struktur besi tuang padat dan meningkatkan kelancaran permukaan pemotongan. Penggunaan silikon karbida dapat memanjangkan jangka hayat dinding relau tanpa meningkatkan kandungan aluminium dan sulfur besi lebur.

Harap simpan sumber dan alamat artikel ini untuk dicetak semula:Bagaimana Silikon Karbida Meningkatkan Kualiti Casting?

Minghe Syarikat Die Casting dikhaskan untuk pembuatan dan menyediakan Bahagian Casting yang berkualiti dan berprestasi tinggi (bahagian logam die casting merangkumi terutamanya Pemutus Die-Thin-Wall,Pemutus Die Hot Chamber,Pemutus Dewan Sejuk, Perkhidmatan Pusingan (Die Casting Service,Pemesinan Cnc,Membuat acuan, Rawatan Permukaan). Sebarang pemutus die aluminium adat, magnesium atau pemutus zamak / zink dan syarat pemutus lain dipersilakan untuk menghubungi kami.

KEDAI SYARIKAT CASTING ISO90012015 DAN ITAF 16949

Di bawah kawalan ISO9001 dan TS 16949, Semua proses dilakukan melalui ratusan mesin die casting canggih, mesin 5 paksi, dan kemudahan lain, mulai dari blaster hingga mesin basuh Ultra Sonic. Minghe tidak hanya memiliki peralatan canggih tetapi juga memiliki profesional pasukan jurutera, pengendali dan pemeriksa yang berpengalaman untuk menjadikan reka bentuk pelanggan menjadi kenyataan.

CASTING DIE ALUMINIUM YANG KUAT DENGAN ISO90012015

Pengilang kontrak die casting. Keupayaan merangkumi bahagian pemutus aluminium ruang sejuk dari 0.15 lbs. hingga 6 lbs., penyusunan perubahan cepat, dan pemesinan. Perkhidmatan bernilai tambah merangkumi penggilap, getaran, deburring, peledakan tembakan, lukisan, penyaduran, pelapisan, pemasangan, dan perkakas. Bahan yang dikerjakan merangkumi aloi seperti 360, 380, 383, dan 413.

BAHAGIAN CASTING ZINC DIE SEMPURNA DI CHINA

Bantuan reka bentuk pemutus zink / perkhidmatan kejuruteraan serentak. Pengilang khas tuangan die zink ketepatan. Casting miniatur, coran die tekanan tinggi, tuangan acuan multi-slaid, coran acuan konvensional, die die unit dan die die bebas dan coran tertutup rongga boleh dihasilkan. Casting boleh dibuat dengan panjang dan lebar hingga 24 in. Dalam toleransi +/- 0.0005 in.

Pengilang pembuatan die cast magnesium dan acuan ISO 9001 2015

Pengilang die cast magnesium yang diperakui ISO 9001: 2015, Keupayaan merangkumi pemutus die magnesium bertekanan tinggi hingga 200 tan ruang panas & ruang sejuk 3000 tan, reka bentuk perkakas, penggilap, pengacuan, pemesinan, serbuk & lukisan cecair, QA penuh dengan keupayaan CMM , pemasangan, pembungkusan & penghantaran.

Perkhidmatan Casting Tambahan Minghe Casting-casting pelaburan dll

ITAF16949 diperakui. Perkhidmatan Casting Tambahan Termasuk pemutus pelaburan,pemutus pasir,Pemutus Graviti, Pemutus Buih yang Hilang,Pemutus Sentrifugal,Pemutus Vakum,Pemutus Acuan Kekal,. Keupayaan merangkumi EDI, bantuan kejuruteraan, pemodelan pepejal dan pemprosesan sekunder.

Industri Pemutus Bahagian Kes Kajian untuk: Kereta, Basikal, Pesawat, Alat muzik, Kapal air, Peranti optik, Sensor, Model, Peranti elektronik, Penutup, Jam, Mesin, Mesin, Perabot, Perhiasan, Jig, Telekomunikasi, Pencahayaan, Peranti perubatan, Perisian fotografi, Robot, Arca, Peralatan bunyi, Peralatan sukan, Perkakas, Mainan dan banyak lagi.