Mnoho ľudí nie je oboznámených skarbid kremíka. Aj keď zdieľa veľa podobností sferro kremíkpri použití obsahujú kremík, ktorý prostredníctvom kremíkových reakcií vykonáva kľúčové funkcie, ako napríkladdeoxidáciaa legované. Zliatina FESI však bežne používa nižšie koncentrácie, napríklad65%, 72%a75%, zatiaľ čo karbid kremíka má širší rozsah koncentrácií, v rozmedzí od 60%do 90%a dokonca až do 99%. V našej každodennej práci dostávame otázky týkajúce sa karbidového kremíka s koncentráciami 64%,70%, 88%a90%. Na vyriešenie tohto zmätku najprv vysvetlím rôzne koncentrácie a veľkosti karbidu kremíka používané na deoxidáciu zlievárne.
V zlievárni sa karbid kremíka (SIC) široko používa ako deoxidizátor. Jeho základnou funkciou je reagovať na kremík (SI) v zliatine karbidu kremíka s kyslíkom (O) v roztavenej oceli alebo železniu za vzniku oxidu kremíka (SIO₂), čím sa znižuje obsah kyslíka v tavenine a minimalizuje defekty, ako je napríklad pórovitosť a inklúzia trosky. Obsah a veľkosť deoxidátorov karbidu kremíka sú úzko spojené s odlievacím materiálom (napr. Liatinová železo, liata oceľ) a procesom tavenia.
Bežný rozsah obsahu deoxidizátora kremíka a kritériá výberu
Obsah deoxidizátora kremíkového karbidu (odkaz na čistotu SIC) je zvyčajne medzi 60% a 80%. Špecifický výber by mal byť založený na požiadavkách na odlievací materiál a kontrolu nákladov:
1. 60%-70% Stredne nízka obsah
Príslušné aplikácie:Tavenie a deoxidácia obyčajného sivého liatiny a ťažného železa.
Charakteristiky zloženia:Okrem SIC obsahuje určité množstvo voľného kremíka (SI), voľného uhlíka (C) a malé množstvo nečistôt (ako sú február a al₂o₃). Voľný kremík sa priamo podieľa na deoxidačnej reakcii (SI + O₂ → Sio₂), zatiaľ čo voľný uhlík dopĺňa obsah uhlíka v roztavenom železniu, čím znižuje tendenciu bielych liatinových častí.
Výhody:Nízke náklady, účinnosť deoxidácie dostatočná na splnenie požiadaviek bežného liatiny (liatina má vyššiu toleranciu pre obsah kyslíka ako liata oceľ) a oxidy železa v nečistinách majú malý vplyv na vlastnosti liatiny.
2. 70%-80% stredne vysoký karbid kremíka
Aplikácie:Deoxidácia s vysokou pevnosťou liatiny (ako je vermikulárny grafitový želez) a nízko uliate oceľ.
Zložené charakteristiky:Nízky bezplatný kremík a obsah nečistoty, s úplnejšou štruktúrou kryštálov SIC. Deoxidácia sa primárne spolieha na kremík v SIC (keď SI v SIC reaguje s kyslíkom, uvoľňuje sa uhlík: sic + 2 o → sio₂ + c). Generovaný uhlík vylepšuje veľkosť zŕn a zlepšuje pevnosť liatia.
Výhody:Deoxidačná reakcia je stabilnejšia, čo vedie k menším a rovnomernejším distribuovaným inklúziám SIO₂, ktoré sa ľahko vznášajú a odstránia. To tiež znižuje problém zníženej húževnatosti liatiny spôsobeného nadmerným bezplatným kremíkom, vďaka čomu je vhodný pre odliatky s vysokými požiadavkami na mechanické vlastníctvo.
Špecifikácie spoločnej veľkosti a ich vplyv na výkon deoxidácie
Veľkosť deoxiderov karbidu kremíka priamo ovplyvňuje ich rýchlosť rozpustenia v tavenine a ich účinnosť deoxidácie. Bežné veľkosti častíc sa pohybujú od 0,5 do 5 mm a sú rozdelené do nasledujúcich typov:
| Špecifikácie veľkosti | Typické aplikácie | Deoxidačný efekt a charakteristiky |
| 0,5-1 mm (v poriadku) | Malé stredne indukčné pece, topenie s tenkou stenou | Veľká plocha, dostatočný kontakt s taveninou, rýchlosť rýchleho rozpúšťania a rýchla deoxidačná reakcia, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie vyžadujúce rýchle úpravu obsahu kyslíka; Ľahko sa však utiahne do taveniny a vytvára jemné inklúzie (vyžaduje zvýšené miešanie na podporu plávajúceho). |
| 1-3 mm (stredné) | Tavenie tradičného liatiny v stredne indukčných peciach/elektrických oblúkových peciach | Mierna rýchlosť rozpustenia, hladká reakcia, vyvážený deoxidačný efekt, nízka tvorba inklúzie a ľahké plávajúce, vďaka čomu je najpoužívanejšou veľkosťou. |
| 3-5 mm (hrubé) | Veľké elektrické oblúkové pece, topenie s hustou stenou | Pomalá rýchlosť rozpustenia, dlhé trvanie reakcie, vyhýbanie sa „rekonštrukcii“ spôsobenej nadmernou deoxidáciou (vhodné pre procesy s dlhými časmi topenia); Je však potrebné dostatočné miešanie, aby sa zabránilo usadeniu častíc v dne pece. |
Princípy výberu veľkosti:
Keď sú teploty topenia vysoké (napr. Liate oceľ, 1500-1600 stupňov), môže sa použiť mierne hrubšia veľkosť (na zníženie rýchleho vyhorenia pri vysokých teplotách);
Pri teplotách topenia sú nízke (napr. Liatina, 1300-1400 stupňov), sú uprednostňované jemné alebo stredné častice (na zabezpečenie úplného rozpustenia).
Tenkostenné odliatky sú citlivé na inklúzie a vyžadujú jemné častice s intenzívnym miešaním; Hrubé stenuté odliatky môžu tolerovať mierne hrubšie častice, pričom uprednostňujú kontinuálnu deoxidáciu.
Porovnanie deoxidačných účinkov pod rôznymi parametrami
1. Vplyv obsahu na deoxidačný účinok
Nízky obsah (60%-70%):
Deoxidácia je rýchlejšia (voľný kremík reaguje priamo), ale nadmerné nečistoty v neskorších štádiách reakcie môžu sťažovať odstránenie inklúzií (napr. Silikáty) a v odliatku sa môžu tvoriť malé póry. To je vhodné pre odliatky s požiadavkami s nízkou hustotou (napr. Parsty poľnohospodárskych strojov a všeobecné postele strojového náradia).
Vysoký obsah (70%-80%):
Deoxidačná reakcia je dôkladnejšia, čo vedie k inklúziám SIO₂ s vysokou čistotou (menej nečistôt), ktoré majú tendenciu agregovať a plávať, čo vedie k vyššej hustote odlievania. Rýchlosť deoxidácie je však o niečo pomalšia (spolieha sa na rozklad SIC), čo si vyžaduje dlhší reakčný čas. Vďaka tomu je vhodné pre vysokonapäťové odliatky, ako sú vysokotlakové ventily a bloky motora.
2. Vplyv veľkosti na účinnosť deoxidácie
Nadmerne jemné častice (<0.5mm):
Ľahko ich utiahne prúdenie vzduchu v tavenine a tvoria „dym“. Niektoré častice sú vylúčené bez účasti na reakcii, čo vedie k zníženej účinnosti deoxidácie. Zvyškové ultrajemne inklúzie môžu tiež znížiť húževnatosť odlievania.
Excessively coarse particles (>5 mm):
Sú neúplne rozpustené v tavenine a majú tendenciu usadiť sa na dne pece, ktoré tvoria „mŕtvy materiál“, čo vedie k odpadu. Okrem toho nedostatočná lokálna deoxidácia môže viesť k lokalizovanej pórovitosti alebo inklúziám trosky v odliatku.
Základné parametre deoxidátorov zliatiny SIC (obsah 60%-80%, veľkosť 0,5-5 mm) sa určujú na základe výkonnostných požiadaviek odliatiaceho materiálu, charakteristík procesu tavenia a rovnováhy nákladov:
Pre bežné liatinové železo sa uprednostňuje obsah 60%-70% a veľkosť 1-3 mm pre nízke náklady a rýchlu deoxidáciu.
V prípade vysoko pevnej liatiny alebo s nízkym zliatinou sa vyberie 70%-80% obsah a veľkosť strednej katastrofy, aby sa zabezpečila dôkladná deoxidácia a vysoká hustota odlievania.
Primerane zladenie týchto parametrov môže účinne znížiť defekty odlievania a zlepšiť stabilitu výroby.
