Bagaimana Silicon Carbide Meningkatkan Kualitas Coran?

1.Pendahuluan

Komposisi kimia besi cair sama, dan proses peleburan berbeda, dan sifat besi cor yang diperoleh sangat bervariasi. Pengecoran mengadopsi metode seperti overheating besi cair, perawatan inokulasi, mengubah rasio muatan, menambahkan elemen jejak atau paduan, dll., Untuk meningkatkan kualitas metalurgi dan kinerja pengecoran besi cor, dan pada saat yang sama sangat meningkatkan sifat mekanik dan kinerja pemrosesan. Peleburan tungku listrik induksi besi cair dapat secara efektif mengontrol suhu besi cair, secara akurat menyesuaikan komposisi kimia, mengurangi kehilangan pembakaran elemen, dan memiliki kandungan sulfur dan fosfor yang rendah. Ini sangat bermanfaat untuk produksi besi ulet, besi cor grafit vermicular dan besi cor abu-abu kekuatan tinggi. Namun, laju nukleasi besi cair yang dilebur dalam tungku listrik induksi berkurang, dan mulut putih cenderung besar, dan mudah untuk menghasilkan grafit superdingin. Meskipun kekuatan dan kekerasan telah meningkat, kualitas metalurgi besi cor tidak tinggi.

Pada 1980-an, para insinyur Cina yang pergi ke luar negeri untuk belajar dan belajar melihat bahwa benda-benda hitam seperti pecahan kaca ditambahkan ke tungku listrik pengecoran asing ketika mereka dilebur. Setelah penyelidikan, mereka mengetahui bahwa itu adalah silikon karbida. Perusahaan pengecoran domestik yang didanai Jepang juga telah menggunakan silikon karbida sebagai aditif dalam jumlah besar untuk waktu yang lama. Dalam cungkup atau tungku listrik peleburan besi cair, keuntungan menambahkan agen pretreatment SiC banyak. Silikon karbida dibagi menjadi kelas abrasif dan kelas metalurgi. Yang pertama memiliki kemurnian tinggi dan mahal, sedangkan yang kedua harganya rendah.

Silikon karbida yang ditambahkan ke dalam tungku diubah menjadi karbon dan silikon dari besi tuang. Salah satunya adalah meningkatkan ekuivalen karbon; yang lainnya adalah untuk memperkuat pengurangan besi cair dan sangat mengurangi efek buruk dari muatan berkarat. Penambahan silikon karbida dapat mencegah pengendapan karbida, meningkatkan jumlah ferit, membuat struktur besi cor padat, secara signifikan meningkatkan kinerja pemrosesan dan membuat permukaan pemotongan halus. Meningkatkan jumlah bola grafit per satuan luas besi cor nodular dan meningkatkan tingkat spheroidization. Ini juga memiliki efek yang baik dalam mengurangi inklusi dan terak non-logam, menghilangkan porositas penyusutan, dan menghilangkan pori-pori subkutan.

2. Peran Pretreatment

2.1 Prinsip nukleasi Dalam sistem eutektik Fe-C, besi tuang abu-abu adalah fase utama eutektik karena titik leleh grafit yang tinggi selama tahap pemadatan eutektik, dan austenit diendapkan oleh grafit. Grafit dua fase + austenit tumbuh bersama dan butir tumbuh bersama yang terbentuk dengan masing-masing inti grafit sebagai pusatnya disebut kluster eutektik. Agregat grafit submikroskopik, partikel grafit yang tidak meleleh, beberapa sulfida titik leleh tinggi, oksida, karbida, partikel nitrida, dll. yang ada dalam lelehan besi cor dapat menjadi inti grafit heterogen. Tidak ada perbedaan penting antara nukleasi besi cor nodular dan nukleasi besi cor kelabu, kecuali bahwa magnesium oksida dan sulfida ditambahkan ke bahan inti.
       
Pengendapan grafit dalam besi cair harus mengalami dua proses: nukleasi dan pertumbuhan. Ada dua cara nukleasi grafit: nukleasi homogen dan nukleasi heterogen. Nukleasi homogen juga disebut nukleasi spontan. Ada sejumlah besar atom karbon bergelombang dalam besi cair yang melebihi ukuran inti kristal kritis, dan gugus atom karbon yang disusun secara teratur dalam jarak pendek dapat menjadi inti kristal yang homogen. Eksperimen menunjukkan bahwa tingkat pendinginan inti inti kristal homogen sangat besar, dan inti kristal heterogen harus digunakan terutama sebagai agen nukleasi untuk grafit dalam besi cair. Ada sejumlah besar partikel asing dalam besi tuang cair, dan ada 5 juta titik material teroksidasi di setiap 1 cm3 besi cair. Hanya partikel-partikel yang memiliki hubungan tertentu dengan parameter kisi dan fase grafit yang dapat menjadi substrat nukleasi grafit. Parameter karakteristik dari hubungan pencocokan kisi disebut derajat ketidakcocokan bidang. Tentu saja, hanya ketika ketidakcocokan bidang kisi kecil, atom karbon dapat dengan mudah mencocokkan inti grafit. Jika bahan nukleasinya adalah atom karbon, maka derajat ketidaksesuaiannya adalah nol, dan kondisi nukleasi seperti itu adalah yang terbaik.

Energi internal silikon karbida yang terurai menjadi karbon dan silikon dalam besi cair lebih besar daripada karbon dan silikon yang terkandung dalam besi cair itu sendiri. Si yang terkandung dalam besi cair itu sendiri dilarutkan dalam austenit, dan karbon dalam besi cair dari besi tuang ulet sebagian dalam besi. Bola grafit terbentuk dalam cairan, beberapa di antaranya belum diendapkan dalam austenit. Oleh karena itu, penambahan silikon karbida memiliki efek deoksidasi yang baik.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO +SiO2 →MgO∙SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) Komposisi enstatit MgO∙SiO2 dan komposisi forsterit 2MgO∙2SiO2 memiliki tingkat ketidaksesuaian yang tinggi dengan grafit (001), sehingga sulit digunakan sebagai dasar nukleasi grafit. Setelah diolah dengan besi cair yang mengandung Ca, Ba, Sr, Al dan ferosilikon, MgO∙SiO2 + X → XO∙SiO2 + Mg
• (4) (2MgO∙2SiO2) + 3X+ 6Al → 3 (XO∙Al2O3∙2SiO2) + 8Mg
• (5) Dimana X——Ca, Ba, Sr.

Produk reaksi XO∙SiO2 dan XO∙Al2O3∙SiO dapat membentuk kristal segi pada substrat MgO∙SiO2 dan 2MgO∙2SiO2. Karena ketidakcocokan yang rendah antara grafit dan XO∙SiO2 dan XO∙Al2O3∙SiO2, ini kondusif untuk nukleasi grafit. Grafitisasi yang bagus. Ini dapat meningkatkan kinerja pemrosesan dan meningkatkan sifat mekanik.

2.2 Pra-inokulasi grafit non-kesetimbangan:

Secara umum, ruang lingkup nukleasi heterogen diperluas melalui inokulasi, dan peran nukleasi heterogen dalam besi cair:

• Mempromosikan sejumlah besar presipitasi C dalam tahap solidifikasi eutektik dan membentuk grafit untuk mempromosikan grafitisasi;
• Mengurangi tingkat pendinginan besi cair dan mengurangi kecenderungan mulut putih;
• Meningkatkan jumlah gugus eutektik pada besi tuang kelabu atau menambah jumlah bola grafit dalam besi ulet.

SiC ditambahkan selama peleburan muatan. Silikon karbida memiliki titik leleh 2700 ° C dan tidak meleleh dalam besi cair. Itu hanya meleleh dalam besi cair sesuai dengan rumus reaksi berikut.
SiC+Fe→FeSi+C (grafit non-kesetimbangan)

(6) Dalam rumus, Si dalam SiC digabungkan dengan Fe, dan sisa C adalah grafit non-ekuilibrium, yang berfungsi sebagai inti pengendapan grafit. Grafit non-ekuilibrium membuat C dalam besi cair tidak merata, dan elemen C lokal terlalu tinggi, dan "puncak karbon" akan muncul di area mikro. Grafit baru ini memiliki aktivitas tinggi, dan ketidaksesuaiannya dengan karbon adalah nol, sehingga mudah menyerap karbon dalam besi cair, dan efek inokulasinya sangat unggul. Dapat dilihat bahwa silikon karbida adalah agen nukleasi berbasis silikon.

Silikon karbida ditambahkan selama peleburan besi tuang. Untuk besi cor abu-abu, pra-inkubasi grafit non-kesetimbangan akan menghasilkan sejumlah besar kelompok eutektik dan meningkatkan suhu pertumbuhan (mengurangi pendinginan relatif), yang kondusif untuk pembentukan grafit tipe A; jumlah inti kristal meningkat, membuat serpihan Grafit baik-baik saja, yang meningkatkan tingkat grafitisasi dan mengurangi kecenderungan mulut putih, sehingga meningkatkan sifat mekanik. Untuk besi cor grafit bulat, peningkatan inti kristal meningkatkan jumlah bola grafit dan tingkat spheroidization dapat ditingkatkan.

2.3 Penghapusan besi cor abu-abu hipereutektik tipe-E grafit. Grafit primer tipe-C dan tipe-F terbentuk dalam fase cair. Karena proses pertumbuhan tidak terganggu oleh austenit, dalam keadaan normal, mudah untuk tumbuh menjadi serpihan besar dan Grafit tipe-C yang kurang bercabang: Ketika pengecoran berdinding tipis didinginkan dengan cepat, grafit akan bercabang dan tumbuh menjadi bintang- grafit tipe-F berbentuk.
Grafit serpihan yang ditumbuhkan pada tahap pemadatan eutektik menghasilkan grafit A, B, E, D dengan berbagai bentuk dan distribusi yang berbeda di bawah komposisi kimia yang berbeda dan kondisi pendinginan yang berbeda.

Grafit tipe A terbentuk di kluster eutektik dengan kemampuan pendinginan rendah dan nukleasi yang kuat, dan didistribusikan secara merata dalam besi tuang. Di antara perlit serpihan halus, semakin kecil panjang grafit, semakin tinggi kekuatan tarik, yang cocok untuk peralatan mesin dan berbagai pengecoran mekanis.

Grafit tipe D adalah grafit interdendritik berbentuk titik dan lembaran dengan distribusi non-arah. Besi cor grafit tipe D memiliki kandungan ferit yang tinggi dan sifat mekaniknya terpengaruh. Namun, besi cor grafit tipe D memiliki banyak dendrit austenit, grafit pendek dan melengkung, dan kelompok eutektik berupa pelet. Oleh karena itu, dibandingkan dengan besi cor grafit tipe A matriks yang sama, ia cenderung memiliki kekuatan yang lebih tinggi.

Grafit tipe E adalah sejenis grafit serpihan yang lebih pendek dari grafit Tipe A. Seperti grafit tipe-D, ia terletak di antara dendrit dan secara kolektif disebut sebagai grafit dendritik. Tinta E mudah diproduksi dalam besi tuang dengan setara karbon rendah (tingkat hipoeutektik yang besar) dan dendrit austenit yang kaya. Pada saat ini, kluster eutektik dan dendrit tumbuh silang. Karena jumlah cairan besi eutektik interdendritik kecil, grafit eutektik yang diendapkan hanya terdistribusi sepanjang arah dendrit, yang memiliki arah yang jelas. Tingkat undercooling membentuk grafit tipe-E lebih besar dari grafit tipe-A dan kurang dari grafit tipe-D, dan ketebalan dan panjangnya antara grafit tipe-A dan D. Grafit tipe E bukan milik grafit superdingin, dan sering disertai dengan grafit tipe D. Distribusi terarah grafit tipe-E di antara dendrit memudahkan besi tuang menjadi rapuh dan pecah dalam pita sepanjang arah susunan grafit di bawah gaya eksternal yang kecil. Oleh karena itu, grafit tipe-E muncul, dan sudut-sudut coran kecil dapat dipatahkan dengan tangan, dan kekuatan coran sangat berkurang. Ketika kandungan karbon meningkat, laju pendinginan yang diperlukan untuk membentuk grafit interdendritik halus meningkat, dan kemungkinan menghasilkan grafit interdendritik menurun. Tingginya tingkat panas berlebih dari lelehan dan pelestarian panas jangka panjang akan meningkatkan derajat pendinginan yang lebih rendah, sehingga meningkatkan laju pertumbuhan dendrit, membuat dendrit lebih panjang dan memiliki arah yang lebih jelas. Ketika SiC digunakan untuk pra-inkubasi besi cair, pendinginan austenit primer berkurang pada saat yang sama, dan dendrit austenit pendek diamati pada saat ini. Menghilangkan dasar struktural grafit tipe-E.

2.4 Meningkatkan Kualitas Besi Cor

Untuk besi cor grafit bulat, dalam kasus jumlah zat spheroidizing yang sama, perlakuan awal dengan silikon karbida, hasil akhir magnesium lebih tinggi. Untuk besi cair yang diolah terlebih dahulu dengan silikon karbida, jika jumlah magnesium sisa dalam pengecoran dipertahankan kira-kira sama, jumlah zat spheroidizing yang ditambahkan dapat dikurangi 10%, dan kecenderungan mulut putih dari besi cor nodular berkurang.

Silikon karbida di tungku peleburan, selain karbon dan silikon dalam besi cair yang ditunjukkan pada rumus (1), juga dilakukan reaksi deoksidasi rumus (2) dan (3). Jika SiC yang ditambahkan dekat dengan dinding tungku, SiO2 yang dihasilkan akan mengendap di dinding tungku dan meningkatkan ketebalan dinding tungku. Pada temperatur peleburan yang tinggi, SiO2 akan mengalami reaksi dekarburisasi pada formula (4) dan reaksi slagging pada formula (5) dan (6).

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

Efek deoksidasi silikon karbida membuat produk terdeoksidasi memiliki serangkaian reaksi metalurgi dalam besi cair, mengurangi efek berbahaya oksida dalam muatan terkorosi, dan secara efektif memurnikan besi cair.

2.5 Cara Menggunakan Silikon Karbida

Kemurnian silikon karbida kelas metalurgi adalah antara 88% dan 90%, dan pengotor harus dikurangi terlebih dahulu saat menghitung peningkatan karbon dan silikon. Menurut rumus molekul silikon karbida, mudah untuk mendapatkan: Peningkatan karbon: C= C/(C + Si) = 12 / (12 + 28) = 30% (12) Peningkatan silikon: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Jumlah silikon karbida yang ditambahkan biasanya 0.8%-1.0% dari jumlah besi cair. Metode penambahan silikon karbida adalah: peleburan besi cair dalam tungku listrik. Ketika wadah mencair 1/3 dari muatan, tambahkan ke tengah wadah, cobalah untuk tidak menyentuh dinding tungku, dan kemudian terus menambahkan biaya untuk peleburan. Dalam cungkup besi cair peleburan, silikon karbida dengan ukuran partikel 1-5mm dapat dicampur dengan jumlah yang sesuai dari semen atau perekat lainnya, dan air ditambahkan untuk membentuk massa. Setelah dikeringkan di bawah terik matahari, dapat digunakan di tungku sesuai dengan rasio batch.

3.Keterangan Penutup

Dalam 20 tahun terakhir, apakah itu truk, bisnis atau mobil keluarga, pengurangan berat kendaraan selalu menjadi tren pengembangan penelitian dan pengembangan mobil. Dalam kemerosotan pasar akibat krisis keuangan, China Northern Corporation melawan tren dan mengekspor truk tugas berat ke Amerika Utara, tepatnya berdasarkan truk tugas berat yang ringan. Penerapan besi cor abu-abu berdinding tipis, besi ulet dan besi cor grafit vermicular, besi ulet berdinding tebal dan besi ulet Aubrey, mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi pada kualitas metalurgi besi cor.

Pretreatment inokulasi silikon karbida memiliki efek yang baik pada peningkatan kualitas metalurgi besi cor. Pakar pengecoran Li Chuanshi menulis sebuah artikel bahwa setelah zat pra-perlakuan ditambahkan ke besi cair, dua efek dapat diamati: pertama adalah meningkatkan ekivalen karbon; yang lain adalah untuk mengubah kondisi metalurgi dari besi cair, yang meningkatkan reducibility.

Pada tahun 1978, BC Godsell dari Inggris menerbitkan hasil penelitiannya tentang pretreatment besi ulet. Sejak itu, penelitian eksperimental tentang proses pra-perlakuan tidak terganggu, dan prosesnya sekarang relatif matang. Untuk besi tuang abu-abu, pra-perlakuan inokulasi silikon karbida dapat mengurangi tingkat pendinginan kurang dan mengurangi kecenderungan mulut putih; meningkatkan inti grafit, mempromosikan pembentukan grafit tipe-A, mengurangi atau mencegah produksi grafit tipe-B, tipe-E dan tipe-D, dan meningkatkan jumlah kelompok eutektik. grafit serpihan halus; untuk besi cor grafit bulat, pretreatment inokulasi silikon karbida mendorong peningkatan jumlah bola grafit dalam besi cor, tingkat spheroidization, dan kebulatan bola grafit.

Penggunaan silikon karbida dapat memperkuat efek deoksidasi dan reduksi oksida besi, membuat struktur besi cor kompak dan meningkatkan kelancaran permukaan pemotongan. Penggunaan silikon karbida dapat memperpanjang umur dinding tungku tanpa meningkatkan kandungan aluminium dan belerang dari besi cair.

Harap simpan sumber dan alamat artikel ini untuk dicetak ulang:Bagaimana Silicon Carbide Meningkatkan Kualitas Coran?

Minghe Perusahaan Die Casting didedikasikan untuk memproduksi dan menyediakan Suku Cadang Pengecoran berkualitas dan berkinerja tinggi (kisaran suku cadang die casting logam terutama meliputi: Pengecoran Die Dinding Tipis,Die Casting Kamar Panas,Die Casting Ruang Dingin), Layanan Bulat (Layanan Die Casting,Mesin Cnc,Pembuatan cetakan, Perawatan Permukaan). Setiap pengecoran aluminium kustom, magnesium atau Zamak / seng die casting dan persyaratan coran lainnya dipersilakan untuk menghubungi kami.

Di bawah kendali ISO9001 dan TS 16949, Semua proses dilakukan melalui ratusan mesin die casting canggih, mesin 5-sumbu, dan fasilitas lainnya, mulai dari blaster hingga mesin cuci Ultra Sonic.Minghe tidak hanya memiliki peralatan canggih tetapi juga profesional tim insinyur berpengalaman, operator dan inspektur untuk membuat desain pelanggan menjadi kenyataan.

Produsen kontrak die casting. Kemampuannya termasuk bagian die casting aluminium ruang dingin mulai dari 0.15 lbs. hingga 6 lbs., pengaturan perubahan cepat, dan pemesinan. Layanan bernilai tambah termasuk pemolesan, penggetaran, penghalusan, peledakan tembakan, pengecatan, pelapisan, pelapisan, perakitan, dan perkakas. Bahan yang dikerjakan termasuk paduan seperti 360, 380, 383, dan 413.

Bantuan desain die casting seng / layanan rekayasa serentak. Produsen kustom pengecoran mati seng presisi. Pengecoran miniatur, coran die tekanan tinggi, coran cetakan multi-slide, coran cetakan konvensional, die unit dan die casting independen dan coran tertutup rongga dapat diproduksi. Pengecoran dapat diproduksi dengan panjang dan lebar hingga 24 inci dalam toleransi +/-0.0005 inci.  

Produsen magnesium die cast bersertifikat ISO 9001: 2015, Kemampuan termasuk die casting magnesium bertekanan tinggi hingga 200 ton ruang panas & 3000 ton ruang dingin, desain perkakas, pemolesan, pencetakan, permesinan, pengecatan bubuk & cair, QA penuh dengan kemampuan CMM , perakitan, pengemasan & pengiriman.

bersertifikat ITAF16949. Layanan Pengecoran Tambahan Termasuk pemilihan investasi,pengecoran pasir,Pengecoran gravitasi, Pengecoran Busa Hilang,Pengecoran Sentrifugal,Pengecoran Vakum,Pengecoran Cetakan Permanen,. Kemampuan termasuk EDI, bantuan teknik, pemodelan solid dan pemrosesan sekunder.

Industri Pengecoran Studi Kasus Suku Cadang untuk: Mobil, Sepeda, Pesawat Terbang, Alat Musik, Perahu, Perangkat Optik, Sensor, Model, Perangkat Elektronik, Penutup, Jam, Mesin, Mesin, Furnitur, Perhiasan, Jig, Telekomunikasi, Pencahayaan, Perangkat Medis, Perangkat Fotografi, Robot, Patung, Peralatan Suara, Peralatan Olahraga, Perkakas, Mainan, dan lainnya. 

Apa yang dapat kami bantu untuk Anda lakukan selanjutnya?

Pergi Ke Beranda Untuk Die Casting Cina

By Produsen Die Casting Minghe |Kategori: Artikel Bermanfaat |Bahan Tags: Pengecoran Aluminium, Pengecoran Seng, Pengecoran Magnesium, Pengecoran Titanium, Pengecoran Stainless Steel, Pengecoran Kuningan,Pengecoran Perunggu,Video Transmisi,sejarah perusahaan,Aluminium Die Casting |Komentar Dinonaktifkan