Silikónový kovje hlavnou surovinou pre dva hlavné priemyselné sektory: výrobu hliníkových zliatin a syntézu organokremičitých látok. Tri najčastejšie obchodované komerčné triedy súSilikónový kov 553, Silikónový kov 441aSilikónový kov 3303. Mnoho kupujúcich si jednoducho vyberá triedy na základe cenovky bez toho, aby plne rozumeli tolerancii nečistôt vlastného výrobného procesu.
Pri tavení hliníka môže prebytok železa a vápnika zhoršiť výkonnosť odlievania a zvýšiť množstvo odpadu. Pri výrobe organokremičitých monomérov stopové nečistoty z ťažkých kovov otrávia katalyzátory na báze medi, znížia výťažok monoméru a generujú viac nežiaducich vedľajších produktov. Použitie nesprávnej triedy kremíkového kovu prinesie skryté výrobné straty, aj keď náklady na nákup surovín vyzerajú konkurencieschopné.
Výkonnostné rozdiely medzi tromi stupňami
553 je najnižší stupeň čistoty spomedzi troch. Vyznačuje sa vyšším obsahom železa, hliníka a vápnika. Výrobné náklady zostávajú na relatívne nízkej úrovni. Jeho tolerancia voči nečistotám je obmedzená. Vysoký obsah vápnika a ťažkých kovov obmedzuje jeho použitie v citlivej chemickej syntéze.
441 je najpoužívanejšia trieda na všeobecné použitie. Vyvažuje čistotu a výrobné náklady. Železo a hliník sú kontrolované na maximum 0,40% a vápnik je obmedzený na 0,10%. Hodí sa pre väčšinu štandardných výrobných scenárov a funguje v hliníkovom aj organokremičitom priemysle. Je to ťažná trieda pre hromadnú výrobu.
3303 je kremíkový kov vysokej čistoty. Železo a hliník sú obmedzené na 0,30% a vápnik je prísne kontrolovaný pod 0,03%. Bór, fosfor a stopové množstvo ťažkých kovov sú tiež udržiavané na oveľa nižších úrovniach. Materiál poskytuje stabilný výkon pre výrobné linky s vysokými požiadavkami, ale náklady na suroviny sú vyššie ako 553 a 441.
Definícia základnej triedy a chemická špecifikácia
Štvormiestne pravidlo pomenovania pre kremíkový kov predstavuje maximálny obsah železa, hliníka a vápnika v poradí. Napríklad Si 553 znamená Fe menšie alebo rovné 0,50 %, Al menšie alebo rovné 0,50 %, Ca menšie alebo rovné 0,30 %. Tieto tri prvky sú hlavnými kontrolnými položkami. Pre špičkové aplikácie musia kupujúci sledovať aj bór, fosfor a stopové prvky ťažkých kovov vrátane niklu, medi a titánu.
| Parameter | Silicon Metal 553 | Silicon Metal 441 | Silicon Metal 3303 |
|---|---|---|---|
| kremík (Si) min | 98.5% | 99.0% | 99.3% |
| Železo (Fe) max | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Hliník (Al) max | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Vápnik (Ca) max | 0.30% | 0.10% | 0.03% |
| Typický bór | 80-150 ppm | 40-80 ppm | 15-40 str./min |
| Typický fosfor | 60-120 ppm | 30-70 ppm | 10-35 str./min |
| Všeobecná úroveň nečistôt | Vysoká | Stredná | Nízka |
Používa sa na hliník a silikón
Aplikácia na výrobu hliníkových zliatin
Výroba hliníkovej zliatiny spotrebuje veľké množstvo kremíkového kovu ako legujúcej prísady. Rôzne hliníkové produktové rady majú rôzne limity nečistôt.
Silicon Metal 553
553 je možné použiť na nízkokvalitné odlievanie hliníkových zliatin s požiadavkami na voľné nečistoty. Nie je vhodný pre vysoko pevný hliník, automobilové hliníkové diely alebo extrúzne profily. Vysoký obsah železa a vápnika vytvorí vo vnútri hliníkovej matrice krehké intermetalické fázy. Tieto fázy znižujú ťažnosť, spôsobujú povrchové defekty a zvyšujú mieru odmietnutia hotových výrobkov.
Silicon Metal 441
441 je bežnou voľbou pre najbežnejšiu výrobu hliníkových zliatin. Funguje dobre pre bežné zliatiny na tlakové liatie a bežné extrúzne materiály. Poskytuje stabilný legovací efekt a dobrý nákladový výkon. V prípade automobilového hliníka a hliníka s vysokou pevnosťou musia výrobcovia do nákupných zmlúv pridať ďalšie limity na bór a fosfor.
Silicon Metal 3303
3303 je vybraný pre špičkové hliníkové aplikácie. Je vhodný pre vysoko pevný hliník, zliatiny súvisiace s letectvom a presné odliatky. Nízky obsah nečistôt zabraňuje škodlivej intermetalickej tvorbe. Pomáha zlepšovať mechanické vlastnosti a kvalitu povrchu hliníkových výrobkov.
Aplikácia na výrobu organokremičitanu (silikónu).
Syntéza organokremičitých monomérov prebieha v reaktoroch s fluidným lôžkom s katalyzátormi na báze medi. Stopové množstvo ťažkých kovov spôsobí deaktiváciu katalyzátora a zníži selektivitu dimetyldichlórsilánu. Obsah vápnika tiež priamo ovplyvňuje stabilitu reakcie vo fluidnom lôžku.
Silicon Metal 553
553 sa neodporúča na výrobu organokremičitých monomérov. Vysoký obsah vápnika a nečistôt z ťažkých kovov naruší reakciu fluidného lôžka. Vedie to k nestabilnému konverznému pomeru, zvýšeniu produkcie odpadového oleja a častému nastavovaniu reaktora. Môže byť použitý len pre veľmi nízke kvality silikónových produktov s veľmi voľnými štandardmi kvality.
Silicon Metal 441
441 je štandardná trieda pre konvenčnú výrobu organokremičitých látok. Je široko používaný pre všeobecný silikónový olej, bežnú silikónovú gumu a výrobu bežných tmelov. Kupujúci by mali potvrdiť limity niklu, medi a titánu v COA. Stabilná hladina vápnika je kľúčom k udržaniu konzistentných reakčných cyklov.
Silicon Metal 3303
3303 je určený pre špičkovú výrobu organokremičitých látok. Používa sa na silikón s vysokou transparentnosťou, špeciálne silany a vysokovýkonné tmely. Mimoriadne nízky obsah vápnika a stopových prvkov ťažkých kovov spomaľuje otravu katalyzátorom. Zlepšuje selektivitu monomérov a znižuje tvorbu nežiaducich vedľajších produktov.
Referenčná porovnávacia tabuľka
| Konečné použitie | Odporúčaný stupeň | Kľúčové kontrolné body | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Nízke odliatky z hliníka | 553 | Obsah Fe, Al | Nie pre vysokopevnostný alebo automobilový hliník |
| Všeobecné tlakové liatie a extrúzia hliníka | 441 | Ca, B, P | Cenovo najefektívnejší pre hromadnú výrobu |
| Presná hliníková zliatina s vysokou pevnosťou | 3303 | Úplná kontrola stopových nečistôt | Vyššie náklady na suroviny |
| Všeobecný silikónový olej a obyčajná guma | 441 | Ca, Ni, Cu, Ti | Štandardná voľba pre objemový organokremičitý výstup |
| Vysoko transparentný silikón a špeciálny silan | 3303 | Nízke limity Ca a ťažkých kovov | Znižuje deaktiváciu katalyzátora |
| Nízkokvalitný silikón s voľnou špecifikáciou | 553 | Vysoké riziko nečistôt | Zriedkavo používaný v moderných silikónových závodoch |
Poznámka:
Výber 553 len za nízku cenu. Mnohé továrne na výrobu hliníka a silikónu utrpeli po prechode na 553 straty kvality. Vyššia šrotovnosť a prestoje výroby kompenzujú počiatočné úspory surovín.
Použitie 441 pre špičkový organokremičitý alebo prémiový hliník. Dokonca aj malé výkyvy stopových nečistôt ovplyvnia výkonnosť konečného produktu.
Nadmerné používanie 3303 na bežnú sériovú výrobu. Vysoká čistota neprináša žiadne ďalšie výhody pre linky s nízkymi požiadavkami a zvyšuje celkové výrobné náklady.
Posudzovanie kvality len podľa štvormiestneho čísla triedy. Štvormiestny kód zahŕňa iba železo, hliník a vápnik. Bór, fosfor a ťažké kovy si vyžadujú osobitnú kontrolu.
Kremíkový kov 553, 441 a 3303 slúži rôznym výrobným scenárom pre hliníkový a silikónový priemysel. 553 je materiál s nízkou čistotou len pre aplikácie s nízkymi požiadavkami. 441 poskytuje vyvážené náklady a výkon a pôsobí ako hlavná trieda pre najbežnejšiu výrobu hliníka a organokremičita. 3303 ponúka výkon s nízkym obsahom nečistôt pre špičkové produkty so zodpovedajúcimi vyššími nákladmi na materiál.
O výbere by nemala rozhodovať iba kúpna cena. Výrobné linky musia zodpovedať triede kremíkového kovu s vlastnou toleranciou nečistôt, štandardom kvality produktu a zariadením na spracovanie. Správne prispôsobenie tried pomáha výrobcom stabilizovať výrobu, znižovať mieru šrotu a dosahovať primerané celkové výrobné náklady.
