Як карбід кремнію покращує якість виливків?

Час публікації: 06 / 17 2021 Автор: Редактор сайту Відвідування: 13770

1.Введення

Хімічний склад розплавленого заліза однаковий, процес виплавки різний, а властивості чавуну сильно відрізняються. Ливарний завод використовує такі методи, як перегрів розплавленого заліза, обробка щепленням, зміна коефіцієнта заряду, додавання слідів або легуючих елементів тощо, для поліпшення металургійної якості та характеристик лиття чавуну, і в той же час значно покращують механічні властивості та продуктивність обробки. Індукційна виплавка розплавленого чавуну в електропечі може ефективно контролювати температуру розплавленого заліза, точно регулювати хімічний склад, зменшувати втрати горіння елементів і мати низький вміст сірки та фосфору. Це дуже вигідно для виробництва ковкого чавуну, вермулярного графітового чавуну та високоміцного сірого чавуну. Однак швидкість утворення розплавленого заліза, виплавленого в індукційній електричній печі, зменшується, а білий рот має тенденцію бути великим, і легко можна отримати переохолоджений графіт. Хоча міцність і твердість зросли, металургійна якість чавуну не висока.

У 1980-х роках китайські інженери, які виїжджали за кордон для навчання та навчання, побачили, що чорні предмети, подібні до битого скла, додавали до електропечі іноземних ливарних заводів, коли їх плавили. Після запитів вони дізналися, що це карбід кремнію. Вітчизняні ливарні компанії, які фінансуються Японією, також тривалий час використовували карбід кремнію як добавку у великих кількостях. У куполі або електропечі, що плавить розплавлене залізо, переваг додавання агента попередньої обробки SiC багато. Карбід кремнію поділяється на абразивний та металургійний. Перші відрізняються високою чистотою і дороговартістю, а другі - низькою ціною.

Карбід кремнію, доданий у піч, перетворюється на вуглець і кремній з чавуну. Перший - збільшити еквівалент вуглецю; інший - посилити скорочення розплавленого заліза та значно зменшити негативні наслідки іржавого заряду. Додавання карбіду кремнію може запобігти осадженню карбідів, збільшити кількість фериту, зробити структуру чавуну щільною, значно покращити продуктивність обробки та зробити поверхню різання гладкою. Збільште кількість графітових кульок на одиницю площі вузлового чавуну та збільште швидкість сфероїдації. Він також добре впливає на зменшення неметалевих включень та шлаків, усуваючи пористість усадки та усуваючи підшкірні пори.

2. Роль попередньої обробки

2.1 Принцип зародження У евтектичній системі Fe-C сірий чавун є провідною фазою евтектики через високу температуру плавлення графіту на етапі евтектичного застигання, а аустеніт осаджується графітом. Двофазні зерна графіту + аустеніту, вирощені спільно та спільно вирощені зерна, утворені з кожною серцевиною графіту як центром, називаються евтектичними скупченнями. Субмікроскопічні заповнювачі графіту, нерозплавлені частинки графіту, деякі сульфіди з високою температурою плавлення, оксиди, карбіди, частинки нітриду тощо, що існують у розплаві чавуну, можуть стати гетерогенними ядрами графіту. Не існує суттєвої різниці між зародженням залізного чавуну і зародженням сірого чавуну, за винятком того, що до матеріалу серцевини додаються оксиди магнію та сульфіди.

Осадження графіту в розплавленому чавуні має пройти два процеси: зародження та зростання. Існує два способи зародження графіту: гомогенне зародження та гетерогенне зародження. Однорідне зародження також називають спонтанним. У розплавленому чавуні є велика кількість хвилеподібних атомів вуглецю, які перевищують критичний розмір ядра кристала, і групи атомів вуглецю, упорядковані в короткому діапазоні, можуть стати однорідними кристалічними ядрами. Експерименти показують, що ступінь переохолодження однорідних кристалічних ядер дуже велика, і гетерогенне кристалічне ядро необхідно в основному використовувати як зароджувальний агент для графіту в розплавленому залізі. У розплавленому чавуні є велика кількість сторонніх частинок, а на кожні 5 см1 розплавленого заліза припадає 3 мільйонів окислених матеріалів. Підкладками із зародження графіту можуть стати лише ті частинки, які мають певний зв’язок з параметрами ґратки та фазами графіту. Характерний параметр співвідношення ґратки узгодження називається ступенем невідповідності площини. Звичайно, лише тоді, коли невідповідність площини решітки невелика, атоми вуглецю можуть легко відповідати ядру графіту. Якщо матеріалом зародження є атоми вуглецю, то ступінь їх невідповідності дорівнює нулю, і такі умови зародження є найкращими.

Внутрішня енергія карбіду кремнію, розкладеного на вуглець і кремній у розплавленому залізі, більша, ніж вуглець і кремній, що містяться в самому розплавленому залізі. Si, що міститься в самому розплавленому чавуні, розчиняється в аустеніті, а вуглець у розплавленому чавуні з пластичного чавуну частково знаходиться в залізі. У рідині утворюються графітові сфери, деякі з яких ще не випали в осад в аустеніті. Тому додавання карбіду кремнію має хороший ефект розкислення.

Si + O2 → SiO2
(1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
(2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
(3) Енстатитовий склад MgO ∙ SiO2 та форстеритовий склад 2MgO ∙ 2SiO2 мають високий ступінь невідповідності графіту (001), який важко використати як основу для зародження графіту. Після обробки розплавленим залізом, що містить Ca, Ba, Sr, Al та феросиліцій, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
(4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
(5) Де X —— Ca, Ba, Sr.

Продукти реакції XO ∙ SiO2 та XO ∙ Al2O3 ∙ SiO можуть утворювати огранені кристали на підкладках MgO ∙ SiO2 та 2MgO ∙ 2SiO2. Через низьку невідповідність між графітом та XO ∙ SiO2 та XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2 він сприяє зародженню графіту. Хороша графітизація. Це може покращити продуктивність обробки та покращити механічні властивості.

2.2 Попереднє щеплення нерівноважного графіту:

Як правило, сфера гетерогенного зародження розширюється за рахунок інокуляції, а роль гетерогенного зародження у розплавленому залізі:

Сприяти великій кількості осаду C на етапі евтектичного застигання та формувати графіт для сприяння графітизації;
Зменшити ступінь переохолодження розплавленого заліза та зменшити тенденцію до появи білих ротів;
Збільште кількість евтектичних скупчень у сірому чавуні або збільшіть кількість графітових кульок у ковкому чавуні.

SiC додають під час виплавки шихти. Карбід кремнію має температуру плавлення 2700 ° С і не плавиться у розплавленому чавуні. Він плавиться лише у розплавленому залізі за такою формулою реакції.
SiC+Fe → FeSi+C (нерівноважний графіт)

(6) У формулі Si в SiC поєднується з Fe, а решта C є нерівноважним графітом, який служить ядром осадження графіту. Нерівноважний графіт робить С в розплавленому залізі нерівномірно розподіленим, а місцевий елемент С надто високим, і в мікрообластях з'являться "вуглецеві піки". Цей новий графіт має високу активність, а його невідповідність вуглецю дорівнює нулю, тому він легко поглинає вуглець у розплавленому залізі, а ефект щеплення надзвичайно чудовий. Видно, що таким зародковим агентом на основі кремнію є карбід кремнію.

Карбід кремнію додають під час виплавки чавуну. Для сірого чавуну попереднє інкубування нерівноважного графіту генерує велику кількість евтектичних скупчень і підвищує температуру росту (зменшує відносне переохолодження), що сприяє утворенню графіту типу А; кількість кристалічних ядер збільшується, завдяки чому пластівці з графіту залишаються дрібними, що покращує ступінь графітизації та зменшує тенденцію до появи білих ротів, тим самим покращуючи механічні властивості. Для сфероїдального графітового чавуну збільшення кристалічних стрижнів збільшує кількість графітових куль, і швидкість сфероїдизації може бути покращена.

2.3 Ліквідація графітового гіперейтектичного сірого чавуну типу Е. Первинний графіт типу С і типу Ф утворюється в рідкій фазі. Оскільки процес росту не перешкоджає аустеніту, за звичайних обставин легко виростати у великі пластівці та менш розгалужений графіт типу С: Коли тонкостенне лиття швидко охолоджується, графіт розгалужується і переросте у зірку. графіт F-типу.
Пластівчастий графіт, вирощений на етапі евтектичного застигання, виробляє графіти A, B, E, D різної форми та різного розподілу за різних хімічних складів та різних умовах переохолодження.

Графіт типу А утворюється в евтектичному скупченні з низьким переохолодженням і сильною здатністю до утворення зародків і рівномірно розподілений у чавуні. Серед дрібнозернистого перліту, чим менша довжина графіту, тим вище міцність на розрив, що підходить для верстатів та різних механічних виливків.

Графіт типу D-точковий та листовий міждендритний графіт з ненаправленим розподілом. Чавун із графіту D-типу має високий вміст фериту і впливає на його механічні властивості. Тим не менш, графітовий чавун типу D має багато аустенітних дендритів, графіт короткий і скручений, а евтектична група у формі гранул. Тому, порівняно з тим же матричним графітовим чавуном типу А, він має більшу міцність.

Графіт типу Е - це різновид пластівчастого графіту, коротший за графіт типу А. Як і графіт типу D, він розташований між дендритами і разом називається дендритним графітом. Е -чорнило легко виготовляти з чавуну з низьковуглецевим еквівалентом (великий ступінь гіпотевктики) та багатими аустенітовими дендритами. У цей час евтектичні скупчення та дендрити перехрещуються. Оскільки кількість міждендритної евтектичної залізної рідини невелика, випав евтектичний графіт розподіляється лише по напрямку дендритів, що має очевидну спрямованість. Ступінь переохолодження, що утворює графіт Е-типу, більший, ніж у графіту А-типу, і менший, ніж у графіту D-типу, а його товщина та довжина знаходяться між графітом А та D-типу. Графіт типу Е не належить до переохолодженого графіту і часто супроводжується графітом типу D. Напрямлений розподіл графіту типу Е серед дендритів полегшує чутливість чавуну до розриву в смузі вздовж напрямку розташування графіту під невеликою зовнішньою силою. Тому з’являється графіт типу Е, а кути невеликих виливків можна ламати вручну, і міцність виливків значно зменшується. Зі збільшенням вмісту вуглецю швидкість охолодження, необхідна для утворення дрібного міждендритного графіту, збільшується, а можливість одержання міждендритного графіту зменшується. Високий ступінь перегріву розплаву та тривале збереження тепла збільшать ступінь недоохолодження, тим самим збільшуючи швидкість росту дендритів, роблячи дендрити довшими та мають більш очевидну спрямованість. Коли SiC використовується для попереднього інкубування розплавленого заліза, переохолодження первинного аустеніту одночасно зменшується, і в цей час спостерігаються короткі аустенітні дендрити. Усуває структурну основу графіту Е-типу.

2.4 Поліпшення якості чавуну

Для сфероїдального графітового чавуну, у випадку тієї ж кількості сфероїдизуючого агента, попередньої обробки карбідом кремнію, кінцевий вихід магнію вищий. Для розплавленого заліза, попередньо обробленого карбідом кремнію, якщо кількість залишкового магнію у виливці залишається приблизно однаковим, кількість доданого сфероїдизуючого агента можна зменшити на 10%, а тенденція до появи білого рота з вузловим чавуном зменшується.

Карбід кремнію в плавильній печі, крім вуглецю та кремнію в розплавленому чавуні, представленому у формулі (1), також проводиться реакція розкислення формул (2) та (3). Якщо доданий SiC знаходиться близько до стінки печі, утворений SiO2 осідає на стінці печі та збільшує товщину стінки печі. Під високою температурою виплавки SiO2 пройде реакцію обезуглероживания формули (4) і реакцію шлакування формул (5) і (6).

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

Розкислювальна дія карбіду кремнію змушує розкислений продукт мати серію металургійних реакцій у розплавленому залізі, зменшуючи шкідливу дію оксидів у кородованій шихті та ефективно очищаючи розплавлене залізо.

2.5 Як використовувати карбід кремнію

Чистота карбіду кремнію металургійної марки становить від 88% до 90%, і домішки потрібно спочатку відняти під час розрахунку збільшення вуглецю та кремнію. Відповідно до молекулярної формули карбіду кремнію легко отримати: Збільшення вуглецю: C = C/(C + Si) = 12/(12 + 28) = 30% (12) Збільшення кремнію: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Кількість доданого карбіду кремнію зазвичай становить 0.8% -1.0% від кількості розплавленого заліза. Спосіб додавання карбіду кремнію такий: виплавка розплавленого заліза в електричній печі. Коли тигель розплавиться на 1/3 шихти, додайте його до середини тигля, намагайтеся не торкатися стінки печі, а потім продовжуйте додавати шихту для плавки. У купольному плавленні розплавленого заліза карбід кремнію з розміром частинок 1-5 мм можна змішати з відповідною кількістю цементу або інших клеїв, а воду додати до утворення маси. Після висушування на гарячому сонці його можна використовувати у печі відповідно до пропорції замісу.

3. Заключні зауваження

За останні 20 років, будь то вантажівка, бізнес або сімейний автомобіль, зменшення ваги автомобіля завжди було тенденцією розвитку автомобільних досліджень та розробок. В умовах спаду фінансової кризи на ринку, Китайська Північна Корпорація подолала цю тенденцію та експортувала важкі вантажівки до Північної Америки, виходячи з невеликої ваги важких вантажівок. Застосування тонкостенного сірого чавуну, ковкого заліза та вермулярного графітового чавуну, товстостінного ковкого заліза та ковкого металу Обрі висуває більш високі вимоги до металургійної якості чавуну.

Попередня обробка карбіду кремнію інокуляцією добре впливає на поліпшення металургійної якості чавуну. Експерт ливарного виробництва Лі Чуанші написав статтю про те, що після додавання агента попередньої обробки до розплавленого заліза можна спостерігати два ефекти: один - збільшення еквіваленту вуглецю; інший - змінити металургійні умови розплавленого заліза, що посилює відновлюваність.

У 1978 р. До н.е. Годселл з Великобританії опублікував результати своїх досліджень щодо попередньої обробки ковкого заліза. З тих пір експериментальні дослідження процесу попередньої обробки були безперервними, і цей процес зараз відносно зрілий. Для сірого чавуну попередня обробка щепленням із карбіду кремнію може зменшити ступінь переохолодження та зменшити тенденцію до появи білих ротів; збільшити графітове ядро, сприяти утворенню графіту А-типу, зменшити або запобігти виробництву графіту В-типу, Е-типу та D-типу та збільшити кількість евтектичних скупчень. Графіт з дрібного пластівця; для сфероїдального графітового чавуну попередня обробка інокуляцією з карбіду кремнію сприяє збільшенню кількості графітових кульок у чавуні, швидкості сфероїдації та округлості графітових кульок.

Застосування карбіду кремнію може посилити ефект окислення та відновлення оксиду заліза, зробити структуру чавуну компактною та збільшити гладкість поверхні різання. Застосування карбіду кремнію може продовжити термін служби стінок печі без збільшення вмісту алюмінію та сірки в розплавленому чавуні.

Зберігайте джерело та адресу цієї статті для передруку:Як карбід кремнію покращує якість виливків?

Мінге Компанія лиття під тиском присвячені виробництву та забезпеченню якісних та високоефективних деталей для лиття (в асортимент в основному входять деталі для лиття під тиском Тонкостінне лиття під тиском,Лиття гарячої камери,Лиття під тиском холодної камери), Круглий сервіс (служба лиття під тиском,Обробка ЧПУ,Виготовлення цвілі, Обробка поверхні). Будь-які спеціальні виливки з алюмінію, лиття під тиском магнію або замаку / цинку та інші вимоги до виливків запрошуються до нас.

ISO90012015 І ITAF 16949 МАГАЗИН ЛІТИНГОВОЇ КОМПАНІЇ

Під контролем ISO9001 та TS 16949 усі процеси здійснюються за допомогою сотень вдосконалених машин для лиття під тиском, 5-осьових машин та інших об'єктів, починаючи від бластерів і закінчуючи пральними машинами Ultra Sonic. команда досвідчених інженерів, операторів та інспекторів, щоб здійснити дизайн замовника.

ПОТУЖНЕ АЛЮМІНІЙНЕ ЛІТЕННЯ З ISO90012015

Контрактний виробник лиття під тиском. Можливості включають алюмінієві деталі для лиття під тиском із холодної камери від 0.15 фунтів. до 6 фунтів., швидке налаштування заміни та механічна обробка. Послуги з доданою вартістю включають полірування, вібрацію, зняття задирок, дробеструйну обробку, фарбування, покриття, нанесення покриттів, складання та оснащення. Матеріали, з якими працювали, включають сплави, такі як 360, 380, 383 та 413.

ІДЕАЛЬНІ ЧАСТИНИ ДЛЯ ЛИТЬЯ ЦИНКУ В КИТАЇ

Допомога у проектуванні лиття під тиском цинку / паралельні інженерні послуги. Спеціальний виробник прецизійних виливків з цинкової штампу. Можуть бути виготовлені мініатюрні виливки, виливки під тиском під тиском, виливки з багатоковзових форм, звичайні виливки в прес-формах, виливки під тиском та незалежні виливки під тиском та виливки з порожниною. Виливки можуть виготовлятися з допуском довжини та ширини до 24 дюймів в +/- 0.0005 дюйма.

ISO 9001 2015 сертифікований виробник лиття під тиском магнію та цвілі

Сертифікований виробник литого магнію за стандартом ISO 9001: 2015. Можливості включають лиття під тиском магнію під тиском до 200 тонн гарячої камери та 3000 тонн холодної камери, проектування інструментів, полірування, лиття, механічна обробка, фарбування порошком та рідиною, повний контроль якості з можливостями ШМ , складання, упаковка та доставка.

Minghe Casting Додатковий кастинг Служба - інвестиційне лиття тощо

Сертифіковано ITAF16949 Додаткова послуга кастингу включає інвестиційний лиття,піщане лиття,Гравітаційний лиття, Лиття з втраченою піною,Відцентрове лиття,Вакуумне лиття,Постійне лиття цвілі, .Можливості включають EDI, інженерну допомогу, тверде моделювання та вторинну обробку.

Тематичні дослідження щодо застосування деталей для лиття

Ливарне виробництво Тематичні дослідження деталей для: автомобілів, мотоциклів, літальних апаратів, музичних інструментів, водних суден, оптичних приладів, датчиків, моделей, електронних пристроїв, корпусів, годинників, машин, двигунів, меблів, ювелірних виробів, джиґів, телекомунікацій, освітлення, медичних приладів, фотоприладів, Роботи, скульптури, звукове обладнання, спортивне обладнання, інструменти, іграшки та багато іншого.