چگونه سیلیکون کاربید کیفیت ریخته گری را بهبود می بخشد؟

1.Introduction

ترکیب شیمیایی آهن مذاب یکسان است و فرآیند ذوب متفاوت است و خواص چدن بدست آمده بسیار متفاوت است. ریخته گری روش هایی مانند گرم شدن بیش از حد مذاب ، درمان تلقیح ، تغییر نسبت بار ، افزودن عناصر کمیاب یا آلیاژی و غیره را برای بهبود کیفیت متالورژی و عملکرد ریخته گری چدن و ​​در عین حال بهبود خواص مکانیکی و عملکرد پردازش ذوب آهن کوره الکتریکی القایی می تواند به طور موثر دمای آهن مذاب را کنترل کند ، ترکیب شیمیایی را به طور دقیق تنظیم کند ، تلفات سوختن عناصر را کاهش دهد و گوگرد و فسفر کمی داشته باشد. برای تولید چدن شکل پذیر ، چدن گرافیت ورمیکولی و چدن خاکستری با مقاومت بالا بسیار مفید است. با این حال ، میزان هسته آهن مذاب ذوب شده در کوره الکتریکی القایی کاهش می یابد و دهان سفید تمایل به بزرگ شدن دارد و تولید گرافیت فوق سرد بسیار آسان است. اگرچه استحکام و سختی افزایش یافته است ، اما کیفیت متالورژی چدن زیاد نیست.

در دهه 1980 ، مهندسان چینی که برای تحصیل و مطالعه به خارج از کشور رفتند ، مشاهده کردند که اجسام شیشه ای شکسته سیاه رنگی هنگام ذوب شدن به کوره الکتریکی ریخته گری های خارجی اضافه شده است. پس از پرس و جو ، آنها دریافتند که این سیلیکون کاربید است. شرکت های ریخته گری داخلی با بودجه ژاپنی نیز از کاربید سیلیکون به عنوان افزودنی در مقادیر زیاد برای مدت طولانی استفاده کرده اند. در ذوب آهن کوره ای یا کوره برقی ، مزایای افزودن عامل پیش تصفیه SiC بسیار است. کاربید سیلیکون به دو نوع ساینده و درجه متالورژی تقسیم می شود. اولی از نظر خلوص بالا و گران است ، در حالی که دومی از نظر قیمت پایین است.

کاربید سیلیکون اضافه شده به کوره به کربن و سیلیکون چدن تبدیل می شود. یکی افزایش معادل کربن است. مورد دیگر این است که کاهش آهن مذاب را تقویت کرده و اثرات سوء ناشی از بارهای زنگ زده را تا حد زیادی کاهش دهد. افزودن کاربید سیلیکون می تواند از رسوب کاربیدها جلوگیری کند ، مقدار فریت را افزایش دهد ، ساختار چدن را متراکم کند ، عملکرد پردازش را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و سطح برش را صاف کند. تعداد توپ های گرافیتی در واحد سطح چدن ندولار را افزایش داده و میزان کروی شدن را افزایش دهید. همچنین بر کاهش اجزاء و سرباره غیرفلزی ، از بین بردن تخلخل جمع شدگی و از بین بردن منافذ زیر جلدی تأثیر خوبی دارد.

2. نقش پیش درمانی

2.1 اصل هسته در سیستم یوتکتیک Fe-C ، چدن خاکستری به دلیل نقطه ذوب بالای گرافیت در مرحله انجماد یوتکتیک ، مرحله اصلی یوتکتیک است و آستنیت توسط گرافیت رسوب می کند. گرافیت دوفازی + آستنیت دانه های هم رشد و هم رشد شده که با هر هسته گرافیت به عنوان مرکز تشکیل شده اند ، خوشه یوتکتیک نامیده می شوند. سنگدانه های گرافیت زیر میکروسکوپی ، ذرات گرافیت ذوب نشده ، برخی سولفیدهای نقطه ذوب بالا ، اکسیدها ، کاربیدها ، ذرات نیترید و غیره موجود در مذاب چدن ممکن است به هسته های گرافیتی ناهمگن تبدیل شوند. هیچ تفاوت اساسی بین هسته بندی چدن ندولار و هسته چدن خاکستری وجود ندارد ، مگر اینکه اکسیدهای منیزیم و سولفیدها به مواد اصلی اضافه شوند.
       
رسوب گرافیت در آهن مذاب باید دو فرآیند هسته زایی و رشد را طی کند. دو روش هسته گرافیتی وجود دارد: هسته همگن و هسته ناهمگن. هسته زایی همگن را هسته زایی خود به خود نیز می نامند. تعداد زیادی اتم کربن موج دار در آهن مذاب وجود دارد که از اندازه هسته اصلی کریستال فراتر می رود و گروه های اتم کربن که به صورت منظم در محدوده کوتاه مرتب شده اند ممکن است به هسته کریستالی یکدست تبدیل شوند. آزمایشات نشان می دهد که درجه خنک شدن فوق العاده هسته های کریستال همگن بسیار زیاد است و هسته کریستال ناهمگن باید عمدتا به عنوان عامل هسته ای برای گرافیت در آهن مذاب استفاده شود. تعداد زیادی ذرات خارجی در چدن مذاب وجود دارد و در هر 5cm1 آهن مذاب 3 میلیون نقطه مواد اکسید شده وجود دارد. فقط آن ذراتی که رابطه خاصی با پارامترهای شبکه و مراحل گرافیت دارند می توانند به لایه های هسته گرافیت تبدیل شوند. پارامتر مشخصه رابطه تطبیق شبکه درجه عدم تطابق صفحه نامیده می شود. البته تنها زمانی که ناهماهنگی صفحه شبکه کوچک باشد ، اتم های کربن می توانند به راحتی با هسته گرافیت مطابقت داشته باشند. اگر ماده هسته ای اتم های کربن باشد ، درجه عدم تطابق آنها صفر است و چنین شرایط هسته ای بهترین است.

انرژی داخلی کاربید سیلیکون تجزیه شده به کربن و سیلیکون در آهن مذاب بیشتر از کربن و سیلیکون موجود در خود آهن مذاب است. Si موجود در خود آهن مذاب در آستنیت حل می شود و کربن موجود در آهن مذاب چدن شکل پذیر تا حدی در آهن است. کره های گرافیتی در مایع شکل می گیرند که برخی از آنها هنوز در آستنیت رسوب نکرده اند. بنابراین ، افزودن کاربید سیلیکون اثر اکسیداسیون خوبی دارد.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) ترکیب انستاتیت MgO ∙ SiO2 و ترکیب فورستریت 2MgO ∙ 2SiO2 دارای ناسازگاری بالایی با گرافیت (001) هستند که استفاده از آنها بعنوان پایه ای برای هسته گرافیت مشکل است. پس از درمان با آهن مذاب حاوی Ca ، Ba ، Sr ، Al و ferrosilicon ، MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
• (4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
• (5) جایی که X —— Ca ، Ba ، Sr.

محصولات واکنش XO ∙ SiO2 و XO ∙ Al2O3 ∙ SiO می توانند کریستال های وجهی روی بسترهای MgO ∙ SiO2 و 2MgO ∙ 2SiO2 تشکیل دهند. به دلیل عدم تطابق کم بین گرافیت و XO ∙ SiO2 و XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2 ، برای هسته گرافیت مساعد است. گرافیتی شدن خوب این می تواند عملکرد پردازش را بهبود بخشد و خواص مکانیکی را بهبود بخشد.

2.2 قبل از تلقیح گرافیت غیر تعادلی:

به طور کلی ، دامنه هسته زایی ناهمگن از طریق تلقیح گسترش می یابد و نقش هسته ناهمگن در آهن مذاب:

• romتقویت مقدار زیادی بارش C در مرحله انجماد یوتکتیک و ایجاد گرافیت برای ارتقای گرافیتی شدن.
• theکاهش درجه خنک کنندگی آهن مذاب و کاهش تمایل سفیدی دهان ؛
• theافزایش خوشه های یوتکتیک در چدن خاکستری یا افزایش تعداد گلوله های گرافیتی در چدن شکل پذیر.

SiC هنگام ذوب شارژ اضافه می شود. سیلیکون کاربید دارای نقطه ذوب 2700 درجه سانتی گراد است و در آهن مذاب ذوب نمی شود. طبق فرمول واکنش زیر فقط در آهن مذاب ذوب می شود.
SiC+Fe → FeSi+C (گرافیت غیر متعادل)

(6) در فرمول ، Si در SiC با Fe ترکیب می شود و C باقی مانده گرافیت نامتعادل است که به عنوان هسته بارش گرافیت عمل می کند. گرافیت غیر تعادلی باعث می شود که C در آهن مذاب به طور ناهموار توزیع شود و عنصر C محلی بسیار زیاد است و "قله های کربن" در مناطق خرد ظاهر می شود. این گرافیت جدید دارای فعالیت بالایی است و عدم تطابق آن با کربن صفر است ، بنابراین جذب کربن موجود در آهن مذاب آسان است و اثر تلقیح فوق العاده برتر است. مشاهده می شود که کاربید سیلیکون چنین عامل هسته ای بر پایه سیلیکون است.

کاربید سیلیکون هنگام ذوب چدن اضافه می شود. برای چدن خاکستری ، پیش انکوباسیون گرافیت غیر تعادلی باعث ایجاد تعداد زیادی خوشه یوتکتیک و افزایش دمای رشد (کاهش خنک شدن نسبی) می شود ، که برای تشکیل گرافیت نوع A مiveثر است. تعداد هسته های کریستالی افزایش می یابد و باعث ایجاد پوسته ها می شود گرافیت خوب است ، که باعث افزایش درجه گرافیته شدن و کاهش تمایل سفیدی دهان می شود و در نتیجه خواص مکانیکی را بهبود می بخشد. در مورد چدن گرافیت کروی ، افزایش هسته های بلوری تعداد کره های گرافیتی را افزایش می دهد و میزان کروی شدن را می توان بهبود بخشید.

2.3 حذف چدن خاکستری گرافیتی نوع E گرافیت. گرافیت اولیه نوع C و F در فاز مایع تشکیل می شود. از آنجا که روند رشد توسط آستنیت دخالت نمی کند ، در شرایط عادی ، به راحتی می توان به شکل پوسته های بزرگ و گرافیت نوع C کمتر شاخه ای تبدیل شد: هنگامی که ریخته گری با دیواره نازک به سرعت سرد می شود ، گرافیت منشعب می شود و به یک ستاره تبدیل می شود. گرافیت شکل F
گرافیت پوسته ای که در مرحله انجماد یوتکتیک رشد می کند ، گرافیت های A ، B ، E ، D با اشکال مختلف و توزیع های مختلف تحت ترکیبات شیمیایی مختلف و شرایط مختلف خنک شدن متفاوت تولید می کند.

گرافیت نوع A در خوشه یوتکتیک با خنک شدن کم و قابلیت هسته زایی قوی شکل می گیرد و به طور مساوی در چدن توزیع می شود. در میان پرلیت های پوسته ریز ، هرچه طول گرافیت کوچکتر باشد ، مقاومت کششی آن بیشتر است ، که برای ماشین آلات و ریخته گری های مکانیکی مختلف مناسب است.

گرافیت نوع D گرافیت نقطه ای و ورق مانند بین دندریتیک با توزیع غیر جهت دار است. چدن گرافیت نوع D دارای فریت بالایی است و خواص مکانیکی آن تحت تأثیر قرار می گیرد. با این حال ، چدن گرافیت نوع D دارای دندریت های آستنیت زیادی است ، گرافیت کوتاه و فر شده است و گروه یوتکتیک به شکل گلوله است. بنابراین ، در مقایسه با چدن گرافیت نوع A ماتریس ، از استحکام بالاتری برخوردار است.

گرافیت نوع E نوعی گرافیت پوسته پوسته است که کوتاهتر از گرافیت نوع A است. مانند گرافیت نوع D ، بین دندریت ها قرار دارد و در مجموع گرافیت دندریتیک نامیده می شود. جوهر E به راحتی در چدن با معادل کربن کم (میزان زیاد هیپوئوتکتیک) و دندریت های غنی آستنیت تولید می شود. در این زمان ، خوشه های یوتکتیک و دندریت ها رشد متقابل دارند. از آنجا که تعداد مایع آهن یوتکتیک بین دندریتیک اندک است ، گرافیت یوتکتیک ته نشین شده فقط در امتداد جهت دندریت ها توزیع می شود ، که جهت گیری آشکاری دارد. میزان خنک شدن زیر گرافیت نوع E بیشتر از گرافیت نوع A و کمتر از گرافیت نوع D است و ضخامت و طول آن بین گرافیت A و D است. گرافیت نوع E متعلق به گرافیت فوق سرد نیست و اغلب با گرافیت نوع D همراه است. توزیع جهت دار گرافیت نوع E در میان دندریت ها باعث می شود که چدن شکننده شده و در یک نوار در امتداد جهت آرایش گرافیت تحت یک نیروی خارجی کوچک شکسته شود. بنابراین ، گرافیت نوع E ظاهر می شود و گوشه های ریخته گری کوچک را می توان با دست شکسته ، و قدرت ریخته گری تا حد زیادی کاهش می یابد. با افزایش میزان کربن ، میزان خنک کننده لازم برای تشکیل گرافیت بین دندریتیک خوب افزایش می یابد و احتمال تولید گرافیت بین دندریتیک کاهش می یابد. درجه بالای داغ شدن بیش از حد مذاب و حفظ حرارت طولانی مدت ، درجه خنک شدن کم را افزایش می دهد ، در نتیجه سرعت رشد دندریت ها را افزایش می دهد ، دندریت ها را طولانی تر می کند و جهت گیری آشکار تری دارد. هنگامی که SiC برای پیش جوجه کشی آهن مذاب استفاده می شود ، خنک شدن اولیه آستنیت اولیه در همان زمان کاهش می یابد و دندریت های کوتاه آستنیت در این زمان مشاهده می شود. پایه ساختاری گرافیت نوع E را حذف می کند.

2.4 بهبود کیفیت چدن

در مورد چدن گرافیت کروی ، در مورد همان مقدار عامل کروی ، پیش تیمار با کاربید سیلیکون ، بازده نهایی منیزیم بیشتر است. در مورد آهن مذاب از پیش تصفیه شده با کاربید سیلیکون ، اگر مقدار منیزیم باقیمانده در ریخته گری تقریباً یکسان نگه داشته شود ، می توان مقدار ماده کروی ساز اضافه شده را تا 10 درصد کاهش داد و تمایل سفیدی دهان چدن ندولار را کاهش داد.

کاربید سیلیکون در کوره ذوب ، علاوه بر کربن و سیلیکون در آهن مذاب نشان داده شده در فرمول (1) ، واکنش اکسیداسیون فرمول (2) و (3) نیز انجام می شود. اگر SiC اضافه شده به دیواره کوره نزدیک باشد ، SiO2 تولید شده روی دیواره کوره رسوب کرده و ضخامت دیواره کوره را افزایش می دهد. تحت دمای بالای ذوب ، SiO2 تحت واکنش دکربوریزاسیون فرمول (4) و واکنش سرباره فرمول (5) و (6) قرار می گیرد.

• (7) 3SiC +2Fe2O3 = 3SiO2 +4Fe +3C
• (8) C + FeO → Fe + CO
• (9) (SiO2) + 2C = [Si] + 2CO (حالت گازی)
• (10) SiO2 + FeO → FeO · SiO2 (سرباره)
• (11) Al2O3 + SiO2 → Al2O3 · SiO2 (سرباره)

اثر اکسید کننده کاربید سیلیکون باعث می شود که محصول اکسید شده دارای یک سری واکنش های متالورژیکی در آهن مذاب باشد ، اثرات مضر اکسیدها را در بار خوردگی کاهش داده و آهن مذاب را به طور موثر تصفیه کند.

2.5 نحوه استفاده از کاربید سیلیکون

خلوص کاربید سیلیکون متالورژی بین 88 تا 90 درصد است و هنگام محاسبه افزایش کربن و سیلیکون ابتدا ناخالصی ها باید حذف شوند. با توجه به فرمول مولکولی کاربید سیلیکون ، بدست آوردن آن آسان است: افزایش کربن: C = C/(C + Si) = 12/(12 + 28) = 30٪ (12) افزایش سیلیکون: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70٪ (13) مقدار کاربید سیلیکون اضافه شده معمولاً 0.8٪ -1.0٪ مقدار آهن مذاب است. روش افزودن کاربید سیلیکون به این صورت است: ذوب آهن مذاب در کوره برقی. وقتی ذغال سنگ 1/3 بار را ذوب کرد ، آن را به وسط بوته اضافه کنید ، سعی کنید به دیواره کوره دست نزنید ، و سپس اضافه کردن بار برای ذوب را ادامه دهید. در ذوب كوپول ذوب شده ، كاربید سیلیكون با اندازه ذرات 1-5 میلی متر را می توان با مقدار مناسب سیمان یا چسب های دیگر مخلوط كرد و آب را برای ایجاد توده اضافه كرد. پس از خشک شدن در آفتاب داغ ، می توان آن را با توجه به نسبت دسته ای در کوره استفاده کرد.

3. اظهارات پایانی

در 20 سال گذشته ، خواه کامیون باشد ، خواه تجاری یا خودروی خانوادگی ، کاهش وزن وسیله نقلیه همواره روند توسعه تحقیق و توسعه خودرو بوده است. در رکود بازار از بحران مالی ، شرکت شمال چین این روند را کنار گذاشت و کامیون های سنگین را دقیقاً بر اساس وزن سبک کامیون های سنگین به آمریکای شمالی صادر کرد. استفاده از چدن خاکستری با دیواره نازک ، چدن شکل پذیر و چدن گرافیت ورمیکولار ، چدن نشکن با دیواره ضخیم و چدن شکل پذیر Aubrey ، الزامات بالاتری را برای کیفیت متالورژی چدن ارائه می دهد.

پیش تلقیح کاربید سیلیکون تأثیر خوبی بر بهبود کیفیت متالورژی چدن دارد. لی چوانشی ، متخصص ریخته گری مقاله ای نوشت که پس از افزودن عامل پیش تصفیه به آهن مذاب ، دو اثر مشاهده می شود: یکی افزایش معادل کربن است. دیگری تغییر شرایط متالورژی آهن مذاب است ، که باعث کاهش پذیری می شود.

در سال 1978 ، BC Godsell از انگلستان نتایج تحقیقات خود را در مورد پیش تصفیه آهن شکل پذیر منتشر کرد. از آن زمان ، تحقیقات تجربی در مورد فرآیند پیش تصفیه بدون وقفه بوده است و این روند اکنون نسبتاً بالغ شده است. برای چدن خاکستری ، پیش تلقیح سیلیکون کاربید می تواند میزان سرد شدن را کاهش داده و تمایل سفیدی دهان را کاهش دهد. افزایش هسته گرافیت ، ترویج تشکیل گرافیت نوع A ، کاهش یا جلوگیری از تولید گرافیت نوع B ، نوع E و نوع D و افزایش تعداد خوشه های یوتکتیک. گرافیت پوسته ریز ؛ برای چدن گرافیت کروی ، پیش تزریق سیلیکون کاربید باعث افزایش تعداد گویهای گرافیتی در چدن ، میزان کروی شدن و گرد شدن توپ های گرافیتی می شود.

استفاده از کاربید سیلیکون می تواند اکسیداسیون و کاهش اثر اکسید آهن را تقویت کرده ، ساختار چدن را فشرده کرده و صافی سطح برش را افزایش دهد. استفاده از کاربید سیلیکون می تواند عمر دیواره کوره را بدون افزایش میزان آلومینیوم و گوگرد آهن مذاب افزایش دهد.

لطفاً منبع و آدرس این مقاله را برای چاپ مجدد نگه دارید:چگونه سیلیکون کاربید کیفیت ریخته گری را بهبود می بخشد؟

مینگه شرکت ریخته گری اختصاص داده شده به تولید و ارائه کیفیت و عملکرد بالا قطعات ریخته گری (فلز قالب ریخته گری قطعات عمدتا شامل ریخته گری دیواری نازک,داغ اتاق ریخته گری,سردخانه ریخته گری) ، سرویس دور (سرویس ریخته گری ،CNC ماشینکاری,قالب سازی، سطح درمان). هر نوع سفارشی ریخته گری آلومینیوم ، ریخته گری منیزیم یا زاماک / روی و سایر نیازهای ریخته گری با ما تماس بگیرید.

تحت کنترل ISO9001 و TS 16949 ، تمام فرایندها از طریق صدها ماشین پیشرفته ریخته گری قالب ، ماشین های 5 محوره و سایر امکانات ، از بلستر گرفته تا ماشین لباسشویی Ultra Sonic انجام می شود. مینگه نه تنها تجهیزات پیشرفته دارد بلکه دارای حرفه ای است تیمی از مهندسان ، اپراتورها و بازرسان مجرب برای تحقق بخشیدن به طراحی مشتری.

قرارداد سازنده قالب ریخته گری. این قابلیت ها شامل قطعات ریخته گری قالب آلومینیوم محفظه سرد از 0.15 پوند است. به 6 پوند ، تنظیم سریع تغییر و ماشینکاری. خدمات با ارزش افزوده شامل پرداخت ، لرزش ، رفع اشکال ، انفجار شات ، رنگ آمیزی ، آبکاری ، پوشش ، مونتاژ و ابزارآلات است. مواد کار شده شامل آلیاژهایی مانند 360 ، 380 ، 383 و 413 است.

کمک طراحی ریخته گری روی / خدمات مهندسی همزمان. تولید کننده سفارشی ریخته گری های دقیق روی. ریخته گری مینیاتوری ، ریخته گری قالب فشار بالا ، ریخته گری قالب چند اسلاید ، ریخته گری قالب معمولی ، قالب ریخته گری واحد و قالب مستقل و ریخته گری مهر و موم شده حفره می تواند ساخته شود. ریخته گری را می توان در طول و عرض تا 24 اینچ در +/- 0.0005 سانتی متر تحمل ساخت.  

ISO 9001: 2015 تولید کننده گواهی منیزیم قالب ریخته گری ، توانایی ها شامل ریخته گری فشار منیزیم فشار بالا تا 200 تن محفظه گرم و 3000 تن محفظه سرد ، طراحی ابزار ، پرداخت ، قالب سازی ، ماشینکاری ، رنگ آمیزی پودر و مایع ، QA کامل با قابلیت CMM ، مونتاژ ، بسته بندی و تحویل

گواهینامه ITAF16949. خدمات ریخته گری اضافی شامل ریخته گری سرمایه گذاری,ریخته گری شن و ماسه,ریخته گری گرانش, ریخته گری فوم,ریخته گری گریز از مرکز,ریخته گری خلا,ریخته گری قالب دائمی، توانایی ها شامل EDI ، کمک مهندسی ، مدل سازی جامد و پردازش ثانویه است.

صنایع ریخته گری قطعات مورد مطالعه برای: اتومبیل ، دوچرخه ، هواپیما ، آلات موسیقی ، وسایل نقلیه آبی ، وسایل نوری ، سنسورها ، مدل ها ، دستگاه های الکترونیکی ، محفظه ها ، ساعت ها ، ماشین آلات ، موتورها ، مبلمان ، جواهرات ، جیغ ها ، مخابرات ، روشنایی ، دستگاه های پزشکی ، دستگاه های عکاسی ، ربات ها ، مجسمه ها ، تجهیزات صوتی ، تجهیزات ورزشی ، ابزار ، اسباب بازی ها و موارد دیگر. 

در ادامه چه کاری می توانیم به شما کمک کنیم؟

. برای رفتن به صفحه اصلی ریخته گری چین

By تولید کننده Minghe Die Casting | دسته ها: مقالات مفید |ماده برچسب ها: ریخته گری آلومینیوم, ریخته گری روی, ریخته گری منیزیم, ریخته گری تیتانیوم, ریخته گری از فولاد ضد زنگ, ریخته گری برنجی,ریخته گری برنز,پخش فیلم,تاریخچه شرکت,ریخته گری آلومینیوم نظرات خاموش است