כיצד סיליקון קרביד משפר את איכות היציקות?

1.Introduction

ההרכב הכימי של ברזל מותך זהה ותהליך ההיתוך שונה והתכונות של ברזל יצוק המתקבל משתנות מאוד. היציקה מאמצת שיטות כגון התחממות יתר של ברזל מותך, טיפול בחיסון, שינוי יחס הטעינה, הוספת רכיבי קורט או סגסוגת וכו ', לשיפור איכות המתכות והיציקה של ברזל יצוק, ובמקביל לשפר מאוד את התכונות המכניות וה ביצועי העיבוד. אינדוקציה של תנור חשמלי של אינדוקציה של ברזל מותך יכולה לשלוט ביעילות על הטמפרטורה של ברזל מותך, להתאים במדויק את ההרכב הכימי, להפחית את אובדן שריפת האלמנטים ולהיות בתכולת גופרית וזרחן נמוכה. זה מועיל מאוד לייצור ברזל רקיע, ברזל יצוק גרפיט ורמיקולרי וברזל יצוק אפור בעל חוזק גבוה. עם זאת, קצב הגרעין של ברזל מותך המומס בתנור החשמלי אינדוקציה מצטמצם, והפה הלבן נוטה להיות גדול, וקל לייצר גרפיט מקורר במיוחד. למרות שהעוצמה והקשיות עלו, האיכות המתכות של ברזל יצוק אינה גבוהה.

בשנות השמונים ראו מהנדסים סינים שיצאו לחו"ל ללמוד וללמוד כי חפצים דמויי זכוכית שחורים שבורים נוספו לתנור החשמלי של יציקות זרות כשהם מומסים. לאחר בירורים נודע להם כי מדובר בסיליקון קרביד. חברות יציקה במימון יפני מקומי השתמשו גם הן במשך זמן רב בסיליקון קרביד כתוסף. בכוסה או בתנור חשמלי הממיס ברזל מותך, היתרונות של הוספת סוכן סי -בי -סי סי הם רבים. סיליקון קרביד מחולק לדרגה שוחקת ולדרגה מטלורגית. הראשון גבוה בטוהר ויקר, ואילו השני במחיר נמוך.

סיליקון קרביד שהוסיף לתנור הופך לפחמן וסיליקון מברזל יצוק. האחת היא להגדיל את המקבילה לפחמן; השני הוא לחזק את הפחתת הברזל המותך ולהקטין מאוד את ההשפעות השליליות של מטען חלוד. הוספת סיליקון קרביד יכולה למנוע משקעים של קרבידים, להגדיל את כמות הפריט, להפוך את מבנה הברזל היצוק לצפוף, לשפר משמעותית את ביצועי העיבוד ולהפוך את משטח החיתוך לחלק. הגדל את מספר כדורי הגרפיט ליחידת שטח של ברזל יצוק נודולרי והגדיל את קצב הספרואידיזציה. יש לו גם השפעה טובה על הפחתת תכלילים וסיגים לא מתכתיים, ביטול נקבוביות הצטמקות וסילוק נקבוביות תת עוריות.

2. תפקיד הטיפול המקדים

2.1 עקרון הגרעין במערכת האוטקטית Fe-C, ברזל יצוק אפור הוא השלב המוביל באוטקטיקה בשל נקודת ההיתוך הגבוהה של גרפיט בשלב ההתמצקות האוטקטית, ואוסטניט מצטמצם על ידי גרפיט. הגרפיט הדו-פאזי + האוסטניט שגדלו במשותף וגדלו יחד עם כל גרעין גרפיט כמרכז נקראים אשכולות אוקטקטיים. אגרגטים הגרפיט התת -מיקרוסקופיים, חלקיקי גרפיט לא מומסים, כמה סולפידים נקודת התכה גבוהה, תחמוצות, קרבידים, חלקיקי ניטריד וכו 'הקיימים בהמסת הברזל היצוק עלולים להפוך לגרעיני גרפיט הטרוגניים. אין הבדל מהותי בין הגרעין של ברזל יצוק נודולרי לבין גרעיני ברזל יצוק אפור, פרט לכך שחמצן מגנזיום וסולפידים מתווספים לחומר הליבה.
       
משקעים של גרפיט בברזל מותך חייבים לעבור שני תהליכים: גרעין וצמיחה. ישנן שתי דרכים לגרעין גרפיט: גרעין הומוגני וגרעין הטרוגני. גרעין הומוגני נקרא גם גרעין ספונטני. ישנם מספר רב של אטומי פחמן מתגלגלים בברזל המותך החורגים מגודל גרעין הגביש הקריטי, וקבוצות אטומי הפחמן המסודרות בצורה מסודרת בטווח הקצר עלולות להפוך לגרעיני קריסטל הומוגניים. ניסויים מראים כי מידת ההתקררות של גרעיני קריסטל הומוגניים היא גדולה מאוד, ויש להשתמש בעיקר בגרעין הגביש ההטרוגני כסוכן גרעין לגרפיט בברזל מותך. בברזל היצוק המותג ישנם מספר רב של חלקיקים זרים, ויש 5 מיליון נקודות חומר מחומצן בכל 1 ס"מ 3 של ברזל מותך. רק אותם חלקיקים בעלי קשר מסוים עם פרמטרי הסריג ושלבי הגרפיט יכולים להפוך למצעים של גרעיני גרעין. הפרמטר האופייני ליחסי התאמת הסריג נקרא מידת חוסר ההתאמה למישור. כמובן, רק כאשר חוסר ההתאמה של מישור הסריג קטן, אטומי הפחמן יכולים להתאים בקלות לגרעין הגרפיט. אם חומר הגרעין הוא אטומי פחמן, אז מידת ההתאמה שלהם היא אפס, ותנאי גרעין כאלה הם הטובים ביותר.

האנרגיה הפנימית של סיליקון קרביד המתפרק לפחמן וסיליקון בברזל מותך גדולה מהפחמן והסיליקון הכלולים בברזל המותך עצמו. הסי הכלול בברזל המותך עצמו מומס באוסטניט, והפחמן בברזל המותך של ברזל יצוק רקיע נמצא בחלקו בברזל. בנוזל נוצרות כדורי גרפיט, שחלקם טרם הוחלפו באוסטניט. לכן, לתוספת של סיליקון קרביד יש אפקט חימצון טוב.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) להרכב האנסטטיטי MgO ∙ SiO2 ולהרכב פורסטריט 2MgO ∙ 2SiO2 יש רמה גבוהה של חוסר התאמה עם גרפיט (001), שקשה להשתמש בו כבסיס לגרעין גרפיט. לאחר הטיפול בברזל מותך המכיל Ca, Ba, Sr, Al ופרוסיליקון, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
• (4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
• (5) איפה X —— Ca, Ba, Sr.

מוצרי התגובה XO ∙ SiO2 ו- XO ∙ Al2O3 ∙ SiO יכולים ליצור גבישים בעלי פנים על מצעי MgO ∙ SiO2 ו- 2MgO ∙ 2SiO2. בשל חוסר ההתאמה הנמוך בין גרפיט ל- XO ∙ SiO2 ו- XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2, הוא תורם לגרעין גרפיט. גרפיטיזציה טובה. זה יכול לשפר את ביצועי העיבוד ולשפר את התכונות המכניות.

2.2 חיסון מקדים של גרפיט שאינו שיווי משקל:

באופן כללי, היקף הגרעין ההטרוגני מורחב באמצעות חיסון ותפקיד הגרעין ההטרוגני בברזל מותך:

• קדם כמות גדולה של משקעים של C בשלב ההתמצקות האוטקטי וצור גרפיט לקידום גרפיטיזציה;
• הפחית את מידת התקררות הברזל המותכת והפחית את הנטייה של הפה הלבן;
• הגדל את מספר האשכולות האוטקטיים בברזל יצוק אפור או הגדל את מספר כדורי הגרפיט בברזל משי.

SiC מתווסף במהלך ההתכה של המטען. סיליקון קרביד בעל נקודת התכה של 2700 מעלות צלזיוס ואינו נמס בברזל מותך. הוא נמס רק בברזל מותך על פי נוסחת התגובה הבאה.
SiC+Fe → FeSi+C (גרפיט שאינו שיווי משקל)

(6) בנוסחה, Si ב SiC משולב עם Fe, ו- C הנותר הוא גרפיט שאינו שיווי משקל, המשמש את ליבת משקעי הגרפיט. גרפיט שאינו בשיווי משקל גורם ל- C בברזל המותך לחלק לא אחיד, ואלמנט C המקומי גבוה מדי, ו"פסגות פחמן "יופיעו באזורי המיקרו. לגרפיט החדש הזה יש פעילות גבוהה, וחוסר ההתאמה שלו לפחמן הוא אפסי, כך שקל לספוג את הפחמן בברזל המותך, ואפקט החיסון עדיף ביותר. ניתן לראות כי סיליקון קרביד הוא חומר גרעין כזה המבוסס על סיליקון.

במהלך ההתכה של ברזל יצוק מוסיפים סיליקון קרביד. עבור ברזל יצוק אפור, הדגירה המוקדמת של גרפיט שאינו בשיווי משקל תייצר מספר רב של אשכולות אוקטקטיים ותגדיל את טמפרטורת הגידול (להפחית את התקררות היחסית), התורמת להיווצרות גרפיט מסוג A; מספר גרעיני הקריסטל גדל, מה שהופך את הפתיתים לגרפיט הוא בסדר, מה שמשפר את מידת הגרפיטיזציה ומפחית את הנטייה של הפה הלבן, ובכך משפר את התכונות המכניות. עבור ברזל יצוק גרפיט כדורי, הגידול בליבות הגבישות מגביר את מספר תחומי הגרפיט וניתן לשפר את קצב הספרואידיזציה.

2.3 חיסול ברזל יצוק אפור היפראוטקטי מסוג E גרפיט מסוג E. גרפיט ראשוני מסוג C ו- F נוצר בשלב הנוזלי. מכיוון שתהליך הגדילה אינו מופרע על ידי אוסטניט, בנסיבות רגילות, קל לגדול לפתיתים גדולים ולגרפיט מסוג C פחות מסועף: כאשר היציקה עם דפנות הקירות מתקררת במהירות, הגרפיט יסתעף וגדל לכוכב- גרפיט מעוצב מסוג F.
גרפיט הפתיתים הגדל בשלב ההתמצקות האוטקטי מייצר גרפיטים A, B, E, D בצורות שונות ובהפצות שונות בתכשירים כימיים שונים ובתנאי קירור שונים.

גרפיט סוג A נוצר באשכול האוטקטי עם קירור תת נמוך ויכולת גרעין חזקה, ומופץ באופן שווה בברזל יצוק. בין פנינת הפניל הדקה, ככל שאורך הגרפיט קטן יותר, כך חוזק מתיחה גבוה יותר, המתאים לכלי מכונה ויציקות מכניות שונות.

גרפיט סוג D הוא גרפיט אינטר-דנדריטי נקודתי וגיליוני עם התפלגות לא כיוונית. לברזל יצוק גרפיט מסוג D יש תכולת פריט גבוהה ותכונותיו המכניות מושפעות. עם זאת, ברזל יצוק מסוג גרפיט מסוג D מכיל דנדריטים רבים של אוסטניט, גרפיט הוא קצר ומסולסל, והקבוצה האוטקטית היא בצורת כדורים. לכן, בהשוואה לאותה מטריצת ברזל יצוק מסוג גרפיט מסוג A, הוא נוטה לחוזק גבוה יותר.

גרפיט מסוג E הוא סוג של גרפיט פתיתים הקצר מגרפיט מסוג A. כמו גרפיט מסוג D, הוא ממוקם בין דנדריטים והוא מכונה ביחד גרפיט דנדריט. קל לייצר דיו E בברזל יצוק עם שווי פחמן נמוך (מידה רבה של היפואקטיקה) ודנדריטים עשירים באוסטניט. בשלב זה, האשכולות והדנדריטים האוטקטיים צולבים צמיחה. מכיוון שמספר נוזלי הברזל האוטקטיים הבין-דנדריטים הוא קטן, הגרפיט האוטקטי המשקעים מתפזר רק לכיוון הדנדריטים, בעל כיוון ברור. מידת ההתקררות של יצירת גרפיט מסוג E גדולה מזו של גרפיט מסוג A ופחות מזה של גרפיט מסוג D, ועוביו ואורכו הם בין גרפיט מסוג A ו- D. גרפיט סוג E אינו שייך לגרפיט מקורר-על, ולעתים קרובות הוא מלווה בגרפיט מסוג D. התפלגות הכיוון של גרפיט מסוג E בין דנדריטים מקלה על ברזל יצוק להיות שביר ולהישבר ברצועה לאורך כיוון סידור הגרפיט בכוח חיצוני קטן. לכן מופיע גרפיט מסוג E, וניתן לשבור את פינות היציקות הקטנות ביד, ועוצמת היציקות מופחתת מאוד. ככל שתכולת הפחמן עולה, קצב הקירור הדרוש ליצירת גרפיט אינטרדנדריטי עדין גדל, והאפשרות לייצר גרפיט בין -דנדריטי יורדת. מידת התחממות יתר של ההמסה ושימור החום לטווח הארוך יגדילו את מידת ההתקררות, ובכך יגדילו את קצב הגידול של הדנדריטים, יהפכו את הדנדריטים לארוכים יותר ויש להם כיווניות ברורה יותר. כאשר משתמשים ב- SiC לדגירה מוקדמת של הברזל המותך, קירור התת-קירור של האוסטניט הראשי מצטמצם באותו זמן, ונצפים דנדריטים קצרים של אוסטניט בשלב זה. מבטל את הבסיס המבני של גרפיט מסוג E.

2.4 שפר את איכות ברזל יצוק

עבור ברזל יצוק גרפיט ספרואיד, במקרה של אותה כמות של חומר גלם, טיפול מקדים עם סיליקון קרביד, התשואה הסופית של מגנזיום גבוהה יותר. עבור ברזל מותך שמטופל מראש בסיליקון קרביד, אם כמות המגנזיום הנותרת ביציקה נשמרת בערך זהה, ניתן להפחית את כמות חומר הגיבוי הנגרם ב -10%, ולהקל על נטיית הפה הלבנה של ברזל יצוק נודולרי.

בנוסף לסידן הפחמני והסיליקון בברזל המותך המוצג בנוסחה (1), מתבצעת תגובת החמצון של הנוסחאות (2) ו- (3). אם ה- SiC הנוסף קרוב לקיר התנור, ה- SiO2 שנוצר יופקד על קיר התנור ויגדיל את עובי קיר התנור. תחת הטמפרטורה הגבוהה של ההיתוך, SiO2 יעבור את תגובת הניקור של נוסחה (4) ואת תגובת הסיגוח של הנוסחה (5) ו- (6).

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

ההשפעה החמצנית של סיליקון קרביד גורמת למוצר החסר חמצון להיות בעל סדרה של תגובות מטלורגיות בברזל המותך, המפחית את ההשפעות המזיקות של תחמוצות במטען המאוכל, ומטהר ביעילות את הברזל המותך.

2.5 כיצד להשתמש בסיליקון קרביד

טוהר הקרביד הסיליקוני ממתכות הוא בין 88% ל -90%, ויש לנכות תחילה את הזיהומים בעת חישוב הגידול בפחמן ובסיליקון. על פי הנוסחה המולקולרית של סיליקון קרביד, קל להשיג: עלייה בפחמן: C = C/(C + Si) = 12/(12 + 28) = 30% (12) עלייה בסיליקון: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) כמות הסיליקון קרביד שנוספה היא בדרך כלל 0.8% -1.0% מכמות הברזל המותך. שיטת הוספת סיליקון קרביד היא: התכת ברזל מותך בתנור חשמלי. כאשר כור ההיתוך נמס 1/3 מהמטען, הוסף אותו לאמצע כור ההיתוך, נסה לא לגעת בדופן הכבשן ולאחר מכן המשך להוסיף את המטען להיתוך. בברזל מותך של כיפה, ניתן לערבב סיליקון קרביד בגודל חלקיקים של 1-5 מ"מ עם כמות מתאימה של מלט או דבקים אחרים, ולהוסיף מים ליצירת מסה. לאחר ייבוש בשמש החמה, ניתן להשתמש בו בתנור על פי יחס האצווה.

3. הערות מסכמות

ב -20 השנים האחרונות, בין אם מדובר במשאית, עסק או מכונית משפחתית, הפחתת משקל הרכב תמיד הייתה מגמת הפיתוח של מחקר ופיתוח מכוניות. בשפל השוק של המשבר הפיננסי, התאגיד הסיני הצפוני ניצח את המגמה וייצא משאיות כבדות לצפון אמריקה, בהתבסס על משקלן הקל של המשאיות הכבדות. היישום של ברזל יצוק אפור דק דק, ברזל רקיע וברזל יצוק גרפיט ורמיקי, ברזל גמיש דק ועבה וברזל גמיש של אוברי, מציב דרישות גבוהות יותר לאיכות המתכות של ברזל יצוק.

לחיסון המקדים של חיסון של סיליקון קרביד יש השפעה טובה על שיפור האיכות המתכות של ברזל יצוק. מומחה היציקה לי צ'ואנשי כתב מאמר כי לאחר הוספת חומר הטיפוח לברזל המותך ניתן להבחין בשתי השפעות: האחת היא הגדלת המקבילה לפחמן; השני הוא לשנות את התנאים המתכותיים של הברזל המותך, מה שמשפר את ההקטנות.

בשנת 1978, BC Godsell מבריטניה פרסמה את תוצאות המחקר שלה בנושא טיפול מקדים של ברזל רקיע. מאז, המחקר הניסיוני על תהליך הטיפול המקדים היה ללא הפרעה, והתהליך כיום בוגר יחסית. עבור ברזל יצוק אפור, טיפול מוקדם בחיסון סיליקון קרביד יכול להפחית את מידת ההתקררות ולהפחית את הנטייה של הפה הלבן; להגדיל את ליבת הגרפיט, לקדם היווצרות גרפיט מסוג A, להפחית או למנוע ייצור של גרפיט מסוג B, E ו- D, ולהגדיל את מספר האשכולות האוטקטיים. גרפיט פתיתים עדין; עבור ברזל יצוק גרפיט ספרואיד, הטיפול המוקדם של חיסון סיליקון קרביד מקדם את הגדלת מספר כדורי הגרפיט בברזל היצוק, את קצב הספרואידיזציה ואת העגלגלות של כדורי הגרפיט.

השימוש בסיליקון קרביד יכול לחזק את אפקט החמצון וההפחתה של תחמוצת ברזל, להפוך את מבנה הברזל היצוק לקומפקטי ולהגדיל את החלקות של משטח החיתוך. השימוש בסיליקון קרביד יכול להאריך את חיי קיר הכבשן מבלי להגדיל את תכולת האלומיניום והגופרית של הברזל המותך.

אנא שמור את המקור והכתובת של מאמר זה לצורך הדפסה מחודשת:כיצד סיליקון קרביד משפר את איכות היציקות?

מינגה חברת הליהוק למות מוקדשים לייצור ולספק חלקי יציקה איכותיים וביצועים גבוהים (חלקי חלקי יציקת מתכת כוללים בעיקר יציקה למות דקים,ליהוק קאמר חם,יציקה למות קאמרית קרהשירות עגול (שירות ליהוק למות,עיבוד שבבי Cnc,ייצור עובש, טיפול פני שטח) .כל יציקת אלומיניום מותאמת אישית, מגנזיום או זאמאק / אבץ למות יציקה ודרישות יציקה אחרות מוזמנים לפנות אלינו.

תחת השליטה של ​​ISO9001 ו- TS 16949, כל התהליכים מתבצעים באמצעות מאות מכונות יציקה מתקדמות, מכונות בעלות 5 צירים ומתקנים אחרים, החל מפוצצים ועד מכונות כביסה אולטרה סוניק. לא רק יש לה ציוד מתקדם אלא גם בעל מקצוע מקצועי. צוות מהנדסים, מפעילים ופקחים מנוסים כדי להגשים את עיצוב הלקוח.

יצרן חוזה של יציקות למות. היכולות כוללות חלקי יציקת אלומיניום בתא קר מ 0.15 ק"ג. עד 6 ק"ג, הגדרת שינוי מהיר ועיבוד שבבי. שירותי ערך מוסף כוללים ליטוש, רטט, ליטוש, פיצוץ זריקה, צביעה, ציפוי, ציפוי, הרכבה, וכלים. החומרים שעובדים איתם כוללים סגסוגות כגון 360, 380, 383 ו- 413.

סיוע בעיצוב הליהוק למות אבץ / שירותי הנדסה במקביל. יצרן מותאם אישית של יציקות אבץ מדויקות. ניתן לייצר יציקות מיניאטורות, יציקות למות בלחץ גבוה, יציקות עובש מרובות-שקופיות, יציקות עובש קונבנציונאליות, תבניות יחידות ויציקות עצמאיות ויציקות אטומות חלל. יציקות יכולות להיות מיוצרות באורכים ורוחבים עד 24 אינץ 'בסובלנות של +/- 0.0005 אינץ'.  

יצרן מוסמך ISO 9001: 2015 של מגנזיום יצוק. היכולות כוללות יציקת מגנזיום בלחץ גבוה עד 200 טון תא חם & 3000 טון תא קר, עיצוב כלים, ליטוש, יציקה, עיבוד שבבי, צביעה באבקה ונוזל, QA מלא עם יכולות CMM , הרכבה, אריזה ומשלוח.

מוסמך ITAF16949. כולל שירות ליהוק נוסף - יציקת השקעות,יציקת חול,ליהוק כוח משיכה, ליהוק קצף אבוד,יציקה צנטריפוגלית,יציקת ואקום,יציקת עובש קבועההיכולות כוללות EDI, סיוע הנדסי, דוגמנות מוצקה ועיבוד משני.

תעשיות יציקה חלקי תיאור מקרים של: מכוניות, אופניים, כלי טיס, כלי נגינה, כלי שיט, מכשירים אופטיים, חיישנים, דגמים, מכשירים אלקטרוניים, מארזים, שעונים, מכונות, מנועים, רהיטים, תכשיטים, ג'יג'ים, טלקום, תאורה, מכשירים רפואיים, מכשירי צילום, רובוטים, פסלים, ציוד סאונד, ציוד ספורט, כלי עבודה, צעצועים ועוד. 

מה נוכל לעזור לך לעשות בהמשך?

עבור לדף הבית של למות ליהוק סין

By יצרנית יציקת המינגים מינגה קטגוריות: מאמרים מועילים |חוֹמֶר תגיות: יציקות אלומיניום, יציקת אבץ, יציקת מגנזיום, יציקת טיטניום, יציקת נירוסטה, יציקת פליז,יציקת ארד,ליהוק וידאו,ההיסטוריה של חברה,יציקות אלומיניום תגובות כבויות