Kako silicijev karbid poboljšava kvalitetu odljevaka?

1.Introduction

Kemijski sastav rastopljenog željeza je isti, a proces taljenja različit, a dobivena svojstva lijevanog željeza uvelike variraju. Ljevaonica prihvaća metode kao što su pregrijavanje rastopljenog željeza, liječenje inokulacijom, mijenjanje omjera punjenja, dodavanje elemenata u tragovima ili legiranju itd., Kako bi se poboljšala metalurška kvaliteta i performanse lijevanja lijevanog željeza, a istodobno uvelike poboljšala mehanička svojstva i performanse obrade. Taljenje rastaljenog željeza indukcijskom električnom peći može učinkovito kontrolirati temperaturu rastaljenog željeza, točno prilagoditi kemijski sastav, smanjiti gubitak gorenja elemenata i imati nizak sadržaj sumpora i fosfora. Vrlo je koristan za proizvodnju žilavog željeza, vermikularnog grafitnog lijeva i sivog lijeva visoke čvrstoće. Međutim, brzina nukleacije rastopljenog željeza rastopljenog u indukcijskoj električnoj peći je smanjena, a bijela usta imaju tendenciju da budu velika, te je lako proizvesti prehlađeni grafit. Iako su čvrstoća i tvrdoća porasle, metalurška kvaliteta lijevanog željeza nije visoka.

Osamdesetih godina prošlog stoljeća kineski inženjeri koji su otišli studirati i studirati u inozemstvo vidjeli su da su crni predmeti nalik na slomljeno staklo dodani u električnu peć stranih ljevaonica kada su topljeni. Nakon upita saznali su da se radi o silicijevom karbidu. Domaće ljevaonice koje financira Japana također su dugo koristile silicijev karbid kao dodatak u velikim količinama. Kod kupole ili električne peći za taljenje rastopljenog željeza prednosti dodavanja sredstva za predtretman SiC su mnoge. Silicijev karbid podijeljen je 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 povećati ekvivalent ugljika; drugi je pojačati smanjenje rastaljenog 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 prethodne obrade

2.1 Načelo nukleacije U Fe-C eutektičkom sustavu sivo lijevano željezo je vodeća faza eutektike zbog visokog tališta grafita tijekom faze eutektičkog skrućivanja, a austenit se taloži grafitom. Dvofazna grafitna + austenitna uzgojena i suzgojena zrna nastala sa svakom jezgrom grafita kao središtem nazivaju se eutektički grozdovi. Submikroskopski agregati grafita, netopljene grafitne čestice, neki sulfidi, oksidi, karbidi, nitridi itd. S visokim talištem, koji postoje u talini lijevanog željeza mogu postati heterogene jezgre grafita. Ne postoji bitna razlika između nukleacije nodularnog lijeva i jezgre 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 rastaljenom željezu postoji veliki broj valovitih atoma ugljika koji prelaze kritičnu veličinu jezgre kristala, a skupine atoma ugljika raspoređene na uredan način u kratkom rasponu mogu postati homogene kristalne jezgre. Pokusi pokazuju da je stupanj prehlađenja homogenih jezgri kristala vrlo velik, a heterogena jezgra kristala mora se uglavnom koristiti kao sredstvo za nukleaciju grafita u rastopljenom željezu. U rastaljenom lijevanom željezu postoji veliki broj stranih čestica, a u svakih 5 cm1 rastopljenog željeza nalazi se 3 milijuna oksidiranih materijalnih točaka. Samo one čestice koje imaju određeni odnos s parametrima rešetke i fazama grafita mogu postati podloge za nukleaciju grafita. Karakteristični parametar odnosa podudaranja rešetke naziva se stupanj neusklađenosti ravnine. Naravno, samo kada je neusklađenost ravnine rešetke ugljikovi atomi lako se mogu podudarati s jezgrom grafita. Ako su jezgreni materijali atomi ugljika, tada je njihov stupanj neusklađenosti nula, a takvi uvjeti nukleacije su najbolji.

Unutarnja energija silicijevog karbida razloženog na ugljik i silicij u rastopljenom željezu veća je od ugljika i silicija sadržanog u samom rastaljenom željezu. Si koji se nalazi u samom rastopljenom željezu otopljen je u austenitu, a ugljik u rastopljenom željezu od nodularnog lijeva dijelom je u željezu. U tekućini nastaju grafitne kugle, od kojih se neke još nisu taložile u austenitu. Stoga, dodatak silicijevog karbida ima dobar učinak deoksidacije.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) Sastav enstatita MgO ∙ SiO2 i sastav forsterita 2MgO ∙ 2SiO2 imaju visok stupanj neusklađenosti s grafitom (001), koji se teško može koristiti kao baza za nukleaciju grafita. Nakon obrade rastopljenim željezom 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 tvoriti 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 proširen je inokulacijom, a uloga heterogene nukleacije u rastaljenom željezu:

• ①Promotirati veliku količinu taloga C u fazi eutektičkog skrućivanja i oblikovati grafit za poticanje grafitizacije;
• ②Smanjite stupanj prehlađenja rastaljenog željeza i smanjite sklonost bijelim ustima;
• ③Povećajte broj eutektičkih nakupina u sivom lijevu ili povećajte broj grafitnih kuglica u nodularnom lijevu.

SiC se dodaje tijekom taljenja naboja. Silicij karbid ima talište 2700 ° C i ne topi se u rastopljenom željezu. Otapa se samo u rastopljenom željezu prema sljedećoj reakcijskoj formuli.
SiC+Fe → FeSi+C (neravnotežni grafit)

(6) U formuli se Si u SiC kombinira s Fe, a preostali C je neravnotežni grafit, koji služi kao jezgra taloženja grafita. Neravnotežni grafit čini C u rastopljenom željezu neravnomjerno raspoređenim, a lokalni C element je previsok, a u mikropodručjima će se pojaviti "vrhovi ugljika". Ovaj novi grafit ima visoku aktivnost, a njegov neusklađenost s ugljikom jednaka je nuli, pa je lako apsorbirati ugljik u rastopljenom željezu, a učinak cijepljenja je iznimno superioran. Može se vidjeti da je silicijev karbid takvo nuklearno sredstvo na bazi silicija.

Silicij karbid dodaje se tijekom taljenja lijevanog željeza. Za sivo lijevano željezo, predinkubacija neravnotežnog grafita generirat će veliki broj eutektičkih nakupina i povećati temperaturu rasta (smanjiti relativno pothlađenje), što pogoduje stvaranju grafita tipa A; povećava se broj kristalnih jezgri, pa ljuspice grafit je u redu, 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, a brzina sferoidizacije može se poboljšati.

2.3 Uklanjanje grafitnog hipereutektičkog sivog lijeva E-tipa. Primarni grafit tipa C i F nastaje u tekućoj fazi. Budući da austenit ne ometa proces rasta, u normalnim je okolnostima lako 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.
Grafit u obliku pahuljica uzgojen u fazi eutektičkog skrućivanja proizvodi grafite A, B, E, D različitih oblika i različite raspodjele 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 duljina grafita, veća je vlačna čvrstoća, pogodna za alatne strojeve i razne mehaničke odljevke.

Grafit vrste D je točkasti i limasti interdendritički grafit s neusmjerenom distribucijom. Grafitno lijevano željezo D-tipa ima visok sadržaj ferita i utječe na njegova mehanička svojstva. Međutim, grafitno lijevano željezo tipa D ima mnogo austenitnih dendrita, grafit je kratak i uvijen, a eutektička skupina je u obliku peleta. Stoga, u usporedbi s istim matričnim grafitnim lijevom A-tipa, ima tendenciju veće čvrstoće.

Grafit tipa E je vrsta pahuljica grafita koja je kraća od grafita tipa A. Poput grafita D-tipa, nalazi se između dendrita i zajedno se naziva dendritički grafit. E tintu je lako proizvesti u lijevanom željezu s niskim ekvivalentom ugljika (veliki stupanj hipoeutektike) i bogatim austenitnim dendritima. U to vrijeme eutektički grozdovi i dendriti međusobno rastu. Budući da je broj međudendritičke eutektičke željezne tekućine mali, istaloženi eutektički grafit distribuira se samo duž smjera dendrita, koji ima očitu usmjerenost. Stupanj pothlađivanja koji stvara grafit E-tipa veći je od grafita A-tipa i manji je od grafita D-tipa, a njegova debljina i duljina su između grafita A i D-tipa. Grafit tipa E ne pripada prehlađenom grafitu i često ga prati grafit tipa D. Smjerna raspodjela 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 interdendritičkog grafita. Visok stupanj pregrijavanja taline i dugotrajno očuvanje topline povećat će stupanj pothlađivanja, povećavajući time brzinu rasta dendrita, čineći dendrite duljima i očiglednijima usmjerenosti. Kada se SiC koristi za predinkubaciju rastaljenog željeza, istovremeno se smanjuje pothlađivanje primarnog austenita, a u to se vrijeme opažaju kratki austenitni dendriti. Uklanja strukturnu osnovu grafita E-tipa.

2.4 Poboljšati kvalitetu lijevanog željeza

Za sferoidno grafitno lijevano željezo, u slučaju iste količine sferoidizirajućeg sredstva, prethodno obrađeno 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 sferoidizirajućeg sredstva može se smanjiti za 10%, a tendencija nodularnog lijeva u bijelim ustima se umanjuje.

Silicij karbid u peći za taljenje, uz ugljik i silicij u rastopljenom željezu prikazanom u formuli (1), provodi se i reakcija deoksidacije formula (2) i (3). Ako je dodani SiC blizu stijenke peći, generirani SiO2 taložit će se na stijenci peći i povećati debljinu stijenke 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 rastaljenom željezu, smanjujući štetne učinke oksida u korodiranom naboju i učinkovito pročišćujući rastaljeno željezo.

2.5 Kako koristiti silicijev karbid

Čistoća metalurškog silicijevog karbida je između 88% i 90%, a nečistoće se prvo moraju oduzeti pri izračunavanju povećanja ugljika i silicija. Prema molekularnoj 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 silicijevog karbida je: taljenje rastopljenog željeza u električnoj peći. Kad se lončić otopi 1/3 punjenja, dodajte ga u sredinu lončića, pokušajte ne dotaknuti stijenku peći, a zatim nastavite dodavati punjenje za taljenje. U topljenju taljenog 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 obiteljskom automobilu, smanjenje težine vozila oduvijek je bio trend razvoja istraživanja i razvoja automobila. U padu financijske krize, China Northern Corporation suzbila je trend i izvezla teške kamione u Sjevernu Ameriku, upravo na temelju male težine teških kamiona. Primjena sivog lijeva s tankim stijenkama, nodularnog liva i vermikularnog grafita, lijevanog željeza s debelim stijenkama i nodularnog željeza Aubrey 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 rastaljeno željezo mogu primijetiti dva učinka: jedan je povećanje ekvivalenta ugljika; druga je promjena metalurških uvjeta rastaljenog željeza, što poboljšava reducibilnost.

Godine 1978. BC Godsell iz Ujedinjenog Kraljevstva objavio je svoje rezultate istraživanja o prethodnoj obradi duktilnog željeza. Od tada je eksperimentalno istraživanje procesa predtretmana neprekinuto, a proces je sada relativno zreo. Za sivo lijevano željezo, predtretman inokulacijom silicijevog karbida može smanjiti stupanj pothlađivanja i smanjiti sklonost bijelim ustima; povećati jezgru grafita, potaknuti stvaranje grafita A-tipa, smanjiti ili spriječiti proizvodnju grafita B-tipa, E-tipa i D-tipa te povećati broj eutektičkih nakupina. 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 rezne površine. Korištenjem silicijevog karbida može se produljiti vijek zida peći bez povećanja sadržaja aluminija i sumpora u rastaljenom željezu.

Molimo zadržite izvor i adresu ovog članka za ponovno tiskanje:Kako silicijev karbid poboljšava kvalitetu odljevaka?

Minhe Tvrtka za lijevanje tla posvećeni su proizvodnji i pružaju kvalitetne i visokokvalitetne dijelove za lijevanje (metalni dijelovi za lijevanje uglavnom uključuju Tankozidno lijevanje,Lijevanje vrućim komorama,Lijevanje hladnim komorama), Okrugla usluga (usluga lijevanja,CNC obrada,Izrada plijesni, Obrada površina). Bilo koji prilagođeni lijev za aluminijsko lijevanje, lijevanje magnezijem ili Zamakom / cinkom i drugi odljevci dobrodošli su da nas kontaktirate.

Pod kontrolom ISO9001 i TS 16949, svi se procesi provode kroz stotine naprednih strojeva za lijevanje tla, 5-osnih strojeva i drugih uređaja, od blastera do Ultra Sonic perilica rublja. Minghe ne samo da ima naprednu opremu već ima i profesionalnu opremu tim iskusnih inženjera, rukovatelja i inspektora kako bi ostvarili kupčev dizajn.

Ugovorni proizvođač kalupa. Mogućnosti uključuju dijelove za lijevanje aluminija hladnom komorom od 0.15 lbs. do 6 lbs., postavljanje brze promjene i obrada. Usluge s dodanom vrijednosti uključuju poliranje, vibriranje, uklanjanje brušenja, miniranje, bojenje, oblaganje, premazivanje, montaža i obrada alata. Materijali s kojima se radi uključuju legure poput 360, 380, 383 i 413.

Pomoć pri dizajniranju lijevanja cinkom / istodobne inženjerske usluge. Prilagođeni proizvođač preciznih odljevaka od cinka. Mogu se izrađivati ​​minijaturni odljevci, odljevci pod tlakom pod visokim tlakom, odljevci s kliznim kalupovima, konvencionalni odljevci za kalupe, dijelovi odvojenih kalupa i neovisni odljevci, te odljevci sa šupljinom. Odljevci se mogu izrađivati ​​u duljinama i širinama do 24 in. U toleranciji +/- 0.0005 in.  

ISO 9001: 2015 certificirani proizvođač tlačno lijevanog magnezija. Mogućnosti uključuju visokotlačno lijevanje magnezijem pod tlakom do 200 tona vruće komore i 3000 tona hladne komore, dizajn alata, poliranje, oblikovanje, strojna obrada, bojanje prahom i tekućinom, puni QA s CMM mogućnostima , montaža, pakiranje i dostava.

Ovjeren ITAF16949 Dodatna usluga lijevanja uključuje ulaganje u investiciju,lijevanje pijeskom,Gravitacijsko lijevanje, Casting za izgubljenu pjenu,Centrifugalno lijevanje,Vakuumsko lijevanje,Trajno lijevanje kalupa, .Sposobnosti uključuju EDI, inženjersku pomoć, solidno modeliranje i sekundarnu obradu.

Lijevačke industrije Studije slučaja dijelova za: automobile, bicikle, zrakoplove, glazbene instrumente, plovila, optičke uređaje, senzore, modele, elektroničke uređaje, kućišta, satove, strojeve, motore, namještaj, nakit, vrpce, telekom, osvjetljenje, medicinske uređaje, fotografske uređaje, Roboti, skulpture, zvučna oprema, sportska oprema, alat, igračke i još mnogo toga. 

Što vam možemo dalje pomoći?

∇ Idite na početnu stranicu za Lijevanje pod pritiskom Kina

By Proizvođač tlačnog lijevanja Minghe | Kategorije: Korisni članci |Materijal Oznake: Lijevanje aluminija, Lijevanje cinka, Lijevanje magnezijem, Lijevanje titana, Lijevanje nehrđajućeg čelika, Lijevanje mjedi,Lijevanje bronce,Emitiranje videa,Povijest tvrtke,Aluminijsko lijevanje | Komentari isključeni