Kako silicijev karbid poboljšava kvalitet odljevaka?

1.Introduction

Hemijski sastav rastopljenog željeza je isti, a proces taljenja je različit, a svojstva lijevanog željeza uvelike variraju. Ljevaonica usvaja metode kao što su pregrijavanje rastopljenog željeza, tretman inokulacije, mijenjanje omjera punjenja, dodavanje elemenata u tragovima ili legiranju itd., Radi poboljšanja metalurške kvalitete i performansi lijevanja lijevanog željeza, a ujedno i značajno poboljšavaju mehanička svojstva i performanse obrade. Taljenje rastopljenog gvožđa indukcionom električnom peći može efikasno kontrolisati temperaturu rastaljenog gvožđa, precizno prilagoditi hemijski sastav, smanjiti gubitak sagorijevanja elemenata i imati nizak sadržaj sumpora i fosfora. Vrlo je koristan za proizvodnju nodularnog liva, vermikularnog grafitnog lijeva i sivog lijeva visoke čvrstoće. Međutim, brzina nukleacije rastaljenog gvožđa topljenog u indukcijskoj električnoj peći je smanjena, a bijela usta imaju tendenciju da budu velika, pa je lako proizvesti prehlađeni grafit. Iako su čvrstoća i tvrdoća porasle, metalurška kvaliteta lijevanog željeza nije visoka.

Osamdesetih godina prošlog vijeka kineski inženjeri koji su otišli u inostranstvo na studije i studije vidjeli su da su predmeti nalik crnom slomljenom staklu dodani u električnu peć stranih livnica kada su topljeni. Nakon upita saznali su da se radi o silicijum karbidu. Domaće livnice koje finansiraju Japani takođe su dugo koristile silicijum karbid kao aditiv u velikim količinama. Kod kupole ili električne peći za taljenje rastopljenog gvožđa prednosti dodavanja agensa za predtretman SiC su mnoge. Silicijum karbid je podeljen na abrazivne i metalurške. Prvi je visoke čistoće i skup, dok je drugi niske cijene.

Silicij -karbid koji se dodaje u peć pretvara se u ugljik i silicij od lijevanog željeza. Jedan je povećanje ekvivalenta ugljika; drugi je pojačati smanjenje rastopljenog željeza i uvelike smanjiti štetne učinke hrđavog naboja. Dodavanje silicijevog karbida može spriječiti taloženje karbida, povećati količinu ferita, učiniti strukturu lijevanog željeza gustom, značajno poboljšati performanse obrade i učiniti površinu za rezanje glatkom. Povećajte broj grafitnih kuglica po jedinici površine nodularnog lijeva i povećajte brzinu sferoidizacije. Također ima dobar učinak na smanjenje nemetalnih inkluzija i troske, uklanjanje poroznosti skupljanja i uklanjanje potkožnih pora.

2. Uloga predtretmana

2.1 Princip nukleacije U Fe-C eutektičkom sistemu, sivo lijevano željezo je vodeća faza eutektike zbog visoke tališta grafita tokom faze eutektičkog očvršćavanja, a austenit se taloži grafitom. Dvofazna grafit + austenit ko-uzgojena i ko-uzgojena zrna formirana sa svakom jezgrom grafita kao središtem zovu se eutektički grozdovi. Submikroskopski agregati grafita, netopljene čestice grafita, neki sulfidi, oksidi, karbidi, nitridi, sa visokim talištem, koji postoje u talini lijevanog željeza mogu postati heterogena jezgra grafita. Ne postoji bitna razlika između nukleacije nodularnog lijeva i nukleacije sivog lijeva, osim što se u jezgru dodaju magnezijevi oksidi i sulfidi.
       
Taloženje grafita u rastopljenom željezu mora proći dva procesa: nukleaciju i rast. Postoje dva načina nukleacije grafita: homogena i heterogena nukleacija. Homogena nukleacija naziva se i spontana nukleacija. U rastopljenom željezu postoji veliki broj valovitih atoma ugljika koji prelaze kritičnu veličinu jezgre kristala, a grupe atoma ugljika raspoređene na uredan način u kratkom rasponu mogu postati homogena kristalna jezgra. Eksperimenti pokazuju da je stupanj prehlađenja homogenih jezgri kristala vrlo velik, a heterogeno jezgro kristala mora se uglavnom koristiti kao sredstvo za nukleaciju grafita u rastopljenom željezu. U rastopljenom livu postoji veliki broj stranih čestica, a na svakih 5 cm1 rastopljenog gvožđa ima 3 miliona oksidiranih materijalnih tačaka. Samo one čestice koje imaju određenu vezu s parametrima rešetke i fazama grafita mogu postati podloge za nukleaciju grafita. Karakteristični parametar odnosa podudaranja rešetke naziva se ravan stepen neusklađenosti. Naravno, samo kada je neusklađenost ravnine rešetke atomi ugljika lako parirati jezgri grafita. Ako je materijal za nukleaciju atomi ugljika, tada je njihov stupanj neusklađenosti nula, a takvi uvjeti nukleacije su najbolji.

Unutrašnja energija silicijum karbida razloženog na ugljenik i silicijum u rastopljenom gvožđu veća je od ugljenika i silicija koji se nalaze u samom rastopljenom gvožđu. Si koji se nalazi u rastopljenom gvožđu rastvoren je u austenitu, a ugljenik u rastopljenom gvožđu od nodularnog liva delimično je u gvožđu. U tekućini se formiraju grafitne kugle, od kojih neke još nisu taložene u austenitu. Zbog toga dodatak silicijevog karbida ima dobar deoksidacijski učinak.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) Estatitni sastav MgO ∙ SiO2 i sastav forsterita 2MgO ∙ 2SiO2 imaju visok stepen neusklađenosti sa grafitom (001), koji se teško može koristiti kao baza za nukleaciju grafita. Nakon obrade rastopljenim gvožđem koje sadrži Ca, Ba, Sr, Al i ferosilicijum, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
• (4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
• (5) Gdje je X —— Ca, Ba, Sr.

Produkti reakcije XO ∙ SiO2 i XO ∙ Al2O3 ∙ SiO mogu formirati fasetirane kristale na podlogama MgO ∙ SiO2 i 2MgO ∙ 2SiO2. Zbog male neusklađenosti između grafita i XO ∙ SiO2 i XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2, pogoduje nukleaciji grafita. Dobra grafitizacija. Može poboljšati performanse obrade i poboljšati mehanička svojstva.

2.2 Pre inokulacije neravnotežnog grafita:

Općenito, opseg heterogene nukleacije se širi inokulacijom, a uloga heterogene nukleacije u rastopljenom željezu:

• Podsticanje velike količine taloženja C u fazi eutektičkog očvršćavanja i formiranje grafita za poticanje grafitizacije;
• ②Smanjite stepen prehlađivanja rastaljenog gvožđa i smanjite tendenciju belih usta;
• ③Povećajte broj eutektičkih grozdova u sivom lijevu ili povećajte broj grafitnih kuglica u nodularnom livu.

SiC se dodaje tokom topljenja naboja. Silicijum -karbid ima tačku topljenja 2700 ° C i ne topi se u rastopljenom gvožđu. Topi se samo u rastopljenom željezu prema sljedećoj reakcijskoj formuli.
SiC+Fe → FeSi+C (neravnotežni grafit)

(6) U formuli, Si u SiC je kombiniran s Fe, a preostali C je neravnotežni grafit, koji služi kao jezgra taloženja grafita. Neravnotežni grafit čini C u rastopljenom gvožđu neravnomjerno raspoređenim, a lokalni C element je previsok, a u mikropodručjima će se pojaviti "vrhovi ugljika". Ovaj novi grafit ima visoku aktivnost, a neusklađenost s ugljikom je nula, pa je lako apsorbirati ugljik u rastopljenom željezu, a učinak inokulacije je izuzetno superiorniji. Može se vidjeti da je silicijev karbid takav nuklearni agens na bazi silicija.

Silicij -karbid se dodaje pri taljenju lijevanog željeza. Za sivo lijevano željezo, predinkubacija neravnotežnog grafita generirat će veliki broj eutektičkih nakupina i povećati temperaturu rasta (smanjiti relativno pothlađivanje), što pogoduje stvaranju grafita tipa A; povećava se broj kristalnih jezgri, pa ljuspice grafita odgovaraju, što poboljšava stupanj grafitizacije i smanjuje sklonost bijelim ustima, čime se poboljšavaju mehanička svojstva. Za sferoidno grafitno lijevano željezo, povećanje kristalnih jezgri povećava broj grafitnih kuglica i brzina sferoidizacije se može poboljšati.

2.3 Uklanjanje grafitnog hipereutektičkog sivog lijeva E-tipa. Primarni grafit C-tipa i F-tipa nastaju u tekućoj fazi. Budući da austenit ne ometa proces rasta, u normalnim okolnostima, lako je izrasti u velike pahuljice i manje razgranati grafit C-tipa: Kad se lijevanje s tankim stijenkama brzo ohladi, grafit će se razgranati i izrasti u zvijezdu oblikovani grafit F-tipa.
Pahuljin grafit uzgojen u fazi eutektičkog očvršćavanja proizvodi grafite A, B, E, D različitih oblika i različite distribucije pod različitim kemijskim sastavima i različitim uvjetima podhlađenja.

Grafit tipa A nastaje u eutektičkom grozdu s niskim podhlađenjem i snažnom sposobnošću nukleacije, a ravnomjerno je raspoređen u lijevanom željezu. Među finim perlitima u ljusci, što je manja dužina grafita, veća je vlačna čvrstoća, pogodna za alatne strojeve i različite mehaničke odljevke.

Grafit tipa D je interdendritični grafit u obliku tačke i lima sa neusmjerenom distribucijom. D-grafitno liveno gvožđe ima visok sadržaj ferita i utiče na njegova mehanička svojstva. Međutim, grafitno lijevano željezo tipa D ima mnogo austenitnih dendrita, grafit je kratak i uvijen, a eutektička grupa je u obliku peleta. Stoga, u usporedbi s istim matričnim grafitnim lijevom A-tipa, ono ima veću čvrstoću.

Grafit tipa E je vrsta pahuljica grafita koja je kraća od grafita tipa A. Kao i grafit D-tipa, nalazi se između dendrita i zajedno se naziva dendritski grafit. E -mastilo se lako proizvodi od livenog gvožđa sa ekvivalentom niskog ugljenika (veliki stepen hipoeutektike) i bogatim austenitnim dendritima. U to vrijeme eutektički grozdovi i dendriti ukrštaju rast. Budući da je broj interdendritičke eutektičke željezne tekućine mali, istaloženi eutektički grafit se distribuira samo duž smjera dendrita, koji ima očiglednu usmjerenost. Stupanj pothlađivanja koji formira grafit E-tipa veći je od grafita A-tipa i manji je od grafita D-tipa, a njegova debljina i dužina su između grafita A i D-tipa. Grafit tipa E ne pripada prehlađenom grafitu i često ga prati grafit tipa D. Usmjerena distribucija grafita E-tipa među dendritima olakšava da je lijevano željezo krhko i da se lomi u traci duž smjera rasporeda grafita pod malom vanjskom silom. Stoga se pojavljuje grafit E-tipa, a uglovi malih odljevaka mogu se ručno razbiti, a čvrstoća odljevaka uvelike se smanjuje. S povećanjem sadržaja ugljika, brzina hlađenja potrebna za stvaranje finog interdendritičkog grafita raste, a smanjuje se i mogućnost proizvodnje interdendritičnog grafita. Visok stupanj pregrijavanja taline i dugotrajno očuvanje topline povećat će stupanj pothlađivanja, povećavajući time brzinu rasta dendrita, čineći dendrite duljim i očiglednijim usmjerenjem. Kada se SiC koristi za predinkubaciju rastaljenog gvožđa, istovremeno se smanjuje pothlađivanje primarnog austenita, a u to vrijeme primjećuju se kratki austenitni dendriti. Uklanja strukturnu osnovu grafita E-tipa.

2.4 Poboljšati kvalitetu lijevanog željeza

Za sferoidno grafitno lijevano željezo, u slučaju iste količine sferoidirajućeg sredstva, prethodno tretirano silicijevim karbidom, konačni prinos magnezija je veći. Za rastopljeno željezo prethodno obrađeno silicijevim karbidom, ako se količina preostalog magnezija u lijevanju održava približno jednakom, količina dodanog sferoidirajućeg sredstva može se smanjiti za 10%, a tendencija nodularnog lijeva u bijelim ustima se umanjuje.

Silicij karbid u peći za topljenje, pored ugljika i silicija u rastopljenom željezu prikazanom u formuli (1), provodi se i reakcija deoksidacije formula (2) i (3). Ako je dodani SiC blizu zida peći, generirani SiO2 će se taložiti na stijenci peći i povećati debljinu zida peći. Pod visokom temperaturom taljenja, SiO2 će proći reakciju dekarburizacije formule (4) i reakciju trošenja formule (5) i (6).

• (7) 3SiC +2Fe2O3 = 3SiO2 +4Fe +3C
• (8) C + FeO → Fe + CO ↑
• (9) (SiO2) + 2C = [Si] + 2CO (plinovito stanje)
• (10) SiO2 + FeO → FeO · SiO2 (troska)
• (11) Al2O3 + SiO2 → Al2O3 · SiO2 (troska)

Deoksidirajući učinak silicijevog karbida čini da deoksidirani proizvod ima niz metalurških reakcija u rastopljenom željezu, smanjujući štetne učinke oksida u korodiranom naboju i učinkovito pročišćujući rastopljeno željezo.

2.5 Kako se koristi silicijum karbid

Čistoća metalurškog silicijevog karbida je između 88% i 90%, a nečistoće se prvo moraju oduzeti pri izračunavanju povećanja ugljika i silicija. Prema molekulskoj formuli silicijevog karbida, lako je dobiti: Porast ugljika: C = C/(C + Si) = 12/(12 + 28) = 30% (12) Porast silicija: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Količina dodanog silicijevog karbida obično je 0.8% -1.0% od količine rastopljenog željeza. Način dodavanja silicijum karbida je: taljenje rastopljenog gvožđa u električnoj peći. Kad se lončić otopi 1/3 punjenja, dodajte ga u sredinu lonca, pokušajte ne dodirivati ​​stijenku peći, a zatim nastavite dodavati punjenje za taljenje. Kod taljenja rastopljenog željeza u kupoli, silicijev karbid veličine čestica 1-5 mm može se pomiješati s odgovarajućom količinom cementa ili drugih ljepila, a voda se dodaje u masu. Nakon sušenja na vrućem suncu, može se koristiti u peći prema omjeru šarže.

3. Zaključne napomene

U posljednjih 20 godina, bilo da se radi o kamionu, poslovnom ili porodičnom automobilu, smanjenje težine vozila oduvijek je bio trend razvoja istraživanja i razvoja automobila. U padu finansijske krize na tržištu, China Northern Corporation je ublažila trend i izvezla teške kamione u Sjevernu Ameriku, upravo na osnovu male težine teških kamiona. Primjena sivog lijeva sa tankim stijenkama, duktilnog željeza i vermikularnog grafitnog lijevanog željeza, debelozidnog nodularnog liva i Aubreyjevog nodularnog željeza postavlja veće zahtjeve za metaluršku kvalitetu lijevanog željeza.

Prethodna obrada inokulacije silicijevog karbida ima dobar učinak na poboljšanje metalurške kvalitete lijevanog željeza. Stručnjak za ljevaonicu Li Chuanshi napisao je članak da se nakon dodavanja sredstva za predtretman u rastopljeno željezo mogu primijetiti dva učinka: jedan je povećanje ekvivalenta ugljika; drugi je promjena metalurških uslova istopljenog gvožđa, što poboljšava reducibilnost.

Godine 1978. BC Godsell iz Ujedinjenog Kraljevstva objavio je svoje rezultate istraživanja o predtretmanu duktilnog željeza. Od tada je eksperimentalno istraživanje procesa predtretmana neprekidno, a proces je sada relativno zreo. Za sivo lijevano željezo, prethodna obrada inokulacije silicijevog karbida može smanjiti stupanj pothlađivanja i smanjiti sklonost bijelim ustima; povećati jezgru grafita, promovirati stvaranje grafita A-tipa, smanjiti ili spriječiti proizvodnju grafita B-tipa, E-tipa i D-tipa, te povećati broj eutektičkih grozdova. Grafit u obliku ljuspica; za sferoidno grafitno lijevano željezo, prethodna obrada inokulacije silicijevog karbida potiče povećanje broja grafitnih kuglica u lijevanom željezu, stopu sferoidizacije i zaobljenost grafitnih kuglica.

Korištenje silicijevog karbida može pojačati deoksidacijski i redukcijski učinak željeznog oksida, učiniti strukturu lijevanog željeza kompaktnom i povećati glatkoću površine rezanja. Korištenjem silicijevog karbida može se produžiti vijek zida peći bez povećanja sadržaja aluminija i sumpora u rastopljenom željezu.

Molimo zadržite izvor i adresu ovog članka radi ponovnog štampanja:Kako silicijev karbid poboljšava kvalitet odljevaka?

Minghe Tvrtka za lijevanje tla posvećeni su proizvodnji i pružaju kvalitetne dijelove i dijelove za lijevanje visokih performansi (opseg dijelova za livenje metala uglavnom uključuje Tankozidno lijevanje,Vruće komore Die Casting,Livenje u hladnoj komori), Okrugla usluga (usluga lijevanja,CNC obrada,Izrada kalupa, Površinska obrada). Bilo koji prilagođeni lijev od aluminija, livenje magnezijumom ili Zamakom / cinkom i drugi odljevci dobrodošli su da nas kontaktirate.

Pod kontrolom ISO9001 i TS 16949, svi procesi se provode kroz stotine naprednih mašina za livenje pod tlakom, 5-osnih mašina i drugih objekata, od blastera do Ultra Sonic mašina za pranje rublja. Minghe ne samo da ima naprednu opremu već ima i profesionalnu opremu tim iskusnih inženjera, rukovatelja i inspektora kako bi ostvarili dizajn kupca.

Ugovorni proizvođač kalupa. Mogućnosti uključuju dijelove za livenje aluminijuma u hladnoj komori od 0.15 lbs. do 6 lbs., brza promjena i obrada. Usluge s dodanom vrijednošću uključuju poliranje, vibriranje, uklanjanje brušenja, miniranje sačmama, farbanje, oblaganje, premazivanje, montaža i obrada alata. Materijali s kojima se radi uključuju legure poput 360, 380, 383 i 413.

Pomoć pri dizajniranju lijevanja cinkom / istovremene inženjerske usluge. Prilagođeni proizvođač preciznih odljevaka od cinka. Mogu se proizvoditi minijaturni odljevci, odljevci za kalupe pod visokim pritiskom, odlivci kalupa sa više klizača, konvencionalni odljevci od kalupa, odljevci za kalupe i neovisni kalupi i odljevci sa šupljinom. Odljevci se mogu izrađivati ​​u dužinama i širinama do 24 in. U toleranciji +/- 0.0005 in.  

ISO 9001: 2015 certificirani proizvođač lijevanog magnezijuma. Mogućnosti uključuju lijevanje magnezijumom pod visokim pritiskom do 200 tona vruće komore i 3000 tona hladne komore, dizajn alata, poliranje, oblikovanje, obrada, farbanje u prahu i tečnostima, puni QA sa CMM mogućnostima , montaža, pakovanje i dostava.

Ovjeren ITAF16949 Dodatna usluga lijevanja uključuje investiranje,livenje peska,Gravitacijsko lijevanje, Casting Lost Foam,Centrifugalno livenje,Vakuumski livenje,Trajno lijevanje kalupa, .Sposobnosti uključuju EDI, inženjersku pomoć, solidno modeliranje i sekundarnu obradu.

Casting Industries Studije slučaja za dijelove za automobile, bicikle, zrakoplove, muzičke instrumente, plovila, optičke uređaje, senzore, modele, elektroničke uređaje, kućišta, satove, mašine, motore, namještaj, nakit, vrpce, telekom, osvjetljenje, medicinske uređaje, fotografske uređaje, Roboti, skulpture, zvučna oprema, sportska oprema, alat, igračke i još mnogo toga. 

Šta vam možemo dalje pomoći?

∇ Idite na početnu stranicu za Kina za lijevanje pod pritiskom

By Proizvođač lijevanja Minghe | Kategorije: Korisni članci |materijal Tagovi: Aluminijsko livenje, Lijevanje cinka, Magnezijum lijevanje, Titanijsko livenje, Lijevanje nehrđajućeg čelika, Lijevanje od mesinga,Lijevanje bronce,Casting Video,Istorija kompanije,Aluminijsko livenje | Komentari isključeni