Hur förbättrar kiselkarbid kvaliteten på gjutgods?

1.Introduction

Den kemiska sammansättningen av smält järn är densamma, och smältprocessen är annorlunda och egenskaperna hos gjutjärn som erhålls varierar mycket. Gjuteriet antar metoder som överhettning av smält järn, ympningsbehandling, ändring av laddningsförhållandet, tillsats av spår- eller legeringselement, etc., för att förbättra metallurgisk kvalitet och gjutprestanda hos gjutjärn, och samtidigt kraftigt förbättra de mekaniska egenskaperna och bearbetningsprestanda. Induktion elektrisk smältugn smältning av smält järn kan effektivt styra temperaturen på smält järn, exakt justera den kemiska sammansättningen, minska förbränningen av element och ha lågt svavel- och fosforinnehåll. Det är mycket fördelaktigt för produktionen av segjärn, vermikulärt grafitgjutjärn och höghållfast grått gjutjärn. Kärnbildningshastigheten för smält järn som smälts i den elektriska induktionsugnen reduceras emellertid och den vita munnen tenderar att vara stor och det är lätt att framställa underkyld grafit. Även om styrkan och hårdheten har ökat är metallurgisk kvalitet hos gjutjärn inte hög.

På 1980-talet såg kinesiska ingenjörer som åkte utomlands för att studera och studera att svarta krossade glasliknande föremål lades till den elektriska ugnen i utländska gjuterier när de smältes. Efter förfrågningar fick de veta att det var kiselkarbid. Inhemska japanfinansierade gjuteriföretag har också använt kiselkarbid som tillsats i stora mängder under lång tid. I kupol- eller elektrisk ugnssmältning av smält järn är fördelarna med tillsats av SiC -förbehandlingsmedel många. Kiselkarbid är uppdelad i slipkvalitet och metallurgisk kvalitet. Den förra är hög i renhet och dyr, medan den senare är låg i pris.

Kiselkarbiden som tillsätts i ugnen omvandlas till kol och kisel av gjutjärn. En är att öka kolekvivalenten; den andra är att stärka minskningen av smält järn och kraftigt minska de negativa effekterna av rostig laddning. Tillsatsen av kiselkarbid kan förhindra utfällning av karbider, öka mängden ferrit, göra gjutjärnstrukturen tät, avsevärt förbättra bearbetningsprestanda och göra skärytan slät. Öka antalet grafitbollar per ytenhet av nodulärt gjutjärn och öka sfäroidiseringshastigheten. Det har också en bra effekt på att minska icke-metalliska inneslutningar och slagg, eliminera krympporositet och eliminera subkutana porer.

2. Förbehandlingens roll

2.1 Kärnbildningsprincipen I Fe-C eutektiska systemet är grått gjutjärn den eutektiska ledfasen på grund av grafitens höga smältpunkt under det eutektiska stelningssteget, och austenit utfälls av grafit. Tvåfas grafit + austenit samväxt och samväxt korn som bildas med varje grafitkärna som centrum kallas eutektiska kluster. De submikroskopiska grafitaggregaten, osmälta grafitpartiklar, några sulfider med hög smältpunkt, oxider, karbider, nitridpartiklar etc. som finns i gjutjärnssmältan kan bli heterogena grafitkärnor. Det finns ingen väsentlig skillnad mellan kärnbildningen av nodulärt gjutjärn och kärnbildningen av grått gjutjärn, förutom att magnesiumoxider och sulfider tillsätts till kärnmaterialet.
       
Utfällningen av grafit i smält järn måste genomgå två processer: kärnbildning och tillväxt. Det finns två sätt för grafitkärnbildning: homogen kärnbildning och heterogen kärnbildning. Homogen kärnbildning kallas också spontan kärnbildning. Det finns ett stort antal böljande kolatomer i det smälta järnet som överskrider den kritiska kristallkärnans storlek, och kolatomgrupperna ordnade på ett ordnat sätt inom det korta området kan bli homogena kristallkärnor. Experiment visar att graden av överkylning av homogena kristallkärnor är mycket stor, och den heterogena kristallkärnan måste huvudsakligen användas som ett kärnbildande medel för grafit i smält järn. Det finns ett stort antal främmande partiklar i det smälta gjutjärnet, och det finns 5 miljoner oxiderade materialpunkter i varje 1 cm3 smält järn. Endast de partiklar som har ett visst samband med gitterparametrarna och grafitfaserna kan bli grafitkärnbildningssubstrat. Den karakteristiska parametern för gittermatchningsförhållandet kallas planmatchningsgraden. Naturligtvis kan kolatomerna enkelt matcha grafitkärnan när felgallets plan är liten. Om kärnbildningsmaterialet är kolatomer, är deras felanpassningsgrad noll, och sådana kärnbildningsförhållanden är de bästa.

Den inre energin för kiselkarbid sönderdelas till kol och kisel i smält järn är större än kolet och kislet i själva smältjärnet. Si som finns i själva smältjärnet löses i austenit, och kolet i det smälta järnet i det sega gjutjärnet är delvis i järnet. Grafitkulor bildas i vätskan, av vilka några ännu inte har fällts ut i austenit. Därför har tillsatsen av kiselkarbid en god deoxideringseffekt.

• Si + O2 → Si2
• (1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) Enstatitkomposition MgO ∙ SiO2 och forsteritkomposition 2MgO ∙ 2SiO2 har en hög grad av mismatch med grafit (001), vilket är svårt att använda som bas för grafitkärnbildning. Efter behandling med smält järn innehållande Ca, Ba, Sr, Al och ferrosilisium, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
• (4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
• (5) Där X —— Ca, Ba, Sr.

Reaktionsprodukterna XO ∙ SiO2 och XO ∙ Al2O3 ∙ SiO kan bilda fasetterade kristaller på MgO ∙ SiO2 och 2MgO ∙ 2SiO2 substrat. På grund av den låga överensstämmelsen mellan grafit och XO ∙ SiO2 och XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2, bidrar det till grafitkärnbildning. Bra grafitisering. Det kan förbättra bearbetningsprestanda och förbättra de mekaniska egenskaperna.

2.2 Förinokulering av grafit utan jämvikt:

I allmänhet utökas omfattningen av heterogen kärnbildning genom ympning och rollen för heterogen kärnbildning i smält järn:

• Rom Främja en stor mängd nederbörd av C i det eutektiska stelningssteget och bilda grafit för att främja grafitisering;
• ② Minska graden av underkylning av smält järn och minska tendensen hos vit mun;
• ③ Öka antalet eutektiska kluster i grått gjutjärn eller öka antalet grafitbollar i segjärn.

SiC tillsätts under smältningen av laddningen. Kiselkarbid har en smältpunkt på 2700 ° C och smälter inte i smält järn. Det smälter bara i smält järn enligt följande reaktionsformel.
SiC+Fe → FeSi+C (grafit utan jämvikt)

(6) I formeln kombineras Si i SiC med Fe, och det återstående C är grafit utan jämvikt, som fungerar som kärnan i grafitutfällning. Icke-jämviktsgrafit gör C i det smälta järnet ojämnt fördelat, och det lokala C-elementet är för högt och "koltoppar" kommer att visas i mikroområdena. Denna nya grafit har hög aktivitet och dess felaktighet med kol är noll, så det är lätt att absorbera kolet i det smälta järnet, och ympningseffekten är extremt överlägsen. Det kan ses att kiselkarbid är ett sådant kiselbaserat kärnbildande medel.

Kiselkarbid tillsätts under smältning av gjutjärn. För grått gjutjärn kommer förinkuberingen av grafit utan jämvikt att generera ett stort antal eutektiska kluster och öka tillväxttemperaturen (minska den relativa underkylningen), vilket bidrar till bildandet av grafit av typ A; antalet kristallkärnor ökar, vilket gör flingorna Grafit bra, vilket förbättrar graden av grafitisering och minskar tendensen hos vit mun och därigenom förbättrar de mekaniska egenskaperna. För sfäroidalt grafitgjutjärn ökar ökningen av kristallina kärnor antalet grafitsfärer och sfäroidiseringshastigheten kan förbättras.

2.3 Eliminering av E-typ grafit hypereutektiskt grått gjutjärn. C-typ och F-typ primär grafit bildas i vätskefasen. Eftersom tillväxtprocessen inte störs av austenit, är det under normala omständigheter lätt att växa till stora flingor och mindre förgrenad grafit av C-typ: När den tunnväggiga gjutningen kyls snabbt, kommer grafiten att förgrena sig och växa till en stjärna- formad grafit av F-typ.
Flinggrafiten som odlas i det eutektiska stelningssteget producerar A, B, E, D grafiter av olika former och olika fördelningar under olika kemiska kompositioner och olika underkylningsförhållanden.

Typ A -grafit bildas i det eutektiska klustret med låg underkylning och stark kärnbildningsförmåga och fördelas jämnt i gjutjärn. Bland den fina flingpärliten, ju mindre grafitlängden är, desto högre draghållfasthet, vilket är lämpligt för verktygsmaskiner och olika mekaniska gjutgods.

Typ D grafit är punkt- och arkliknande interdendritisk grafit med icke-riktad fördelning. D-typ grafitgjutjärn har ett högt ferritinnehåll och dess mekaniska egenskaper påverkas. Dock har grafitgjutjärn av D-typ många austenitdendriter, grafit är kort och krökt och den eutektiska gruppen är i form av pellets. Jämfört med samma matris A-typ grafitgjutjärn tenderar det därför att ha högre hållfasthet.

Typ E -grafit är ett slags flinggrafit som är kortare än typ A -grafit. Precis som grafit av D-typ är den belägen mellan dendriter och kallas kollektivt för dendritisk grafit. E -bläck är lätt att producera i gjutjärn med låga kolekvivalenter (stor grad av hypoeutektik) och rika austenitdendriter. Vid denna tidpunkt växer de eutektiska klustren och dendriterna tillväxt. Eftersom antalet interdendritiska eutektiska järnvätskor är litet, fördelas den utfällda eutektiska grafiten bara längs dendriternas riktning, vilket har uppenbar riktning. Graden av underkylning som bildar grafit av E-typ är större än grafit av A-typ och mindre än grafit av D-typ, och dess tjocklek och längd ligger mellan A och D-typ grafit. Typ E -grafit tillhör inte överkyld grafit och åtföljs ofta av grafit av typ D. Den riktade fördelningen av grafit av E-typ bland dendriter gör det lätt för gjutjärn att vara sprött och bryta i ett band längs grafitarrangemangsriktningen under en liten yttre kraft. Därför visas grafit av E-typ, och hörnen på små gjutgods kan brytas för hand, och gjutformens styrka reduceras kraftigt. När kolhalten ökar, ökar kylhastigheten som krävs för att bilda fin interdendritisk grafit, och möjligheten att producera interdendritisk grafit minskar. Den höga graden av överhettning av smältan och långvarig värmebehållning kommer att öka graden av underkylning, vilket ökar dendriternas tillväxthastighet, gör dendriterna längre och har mer uppenbar riktning. När SiC används för att förinkubera det smälta järnet, reduceras underkylningen av den primära austeniten samtidigt och korta austenitdendriter observeras vid denna tidpunkt. Eliminerar den strukturella grunden för grafit av E-typ.

2.4 Förbättra kvaliteten på gjutjärn

För sfäroidalt grafitgjutjärn, vid samma mängd sfäroidiserande medel, förbehandling med kiselkarbid, är det slutliga utbytet av magnesium högre. För smält järn som förbehandlats med kiselkarbid, om mängden kvarvarande magnesium i gjutgodset hålls ungefär densamma, kan mängden sfäroidiserande medel som tillsätts reduceras med 10%, och tendensen till den vita munen hos nodulärt gjutjärn lindras.

Kiselkarbid i smältugnen, förutom kolet och kislet i det smälta järnet som visas i formeln (1), utförs också deoxideringsreaktionen av formlerna (2) och (3). Om det tillsatta SiC ligger nära ugnsväggen, kommer det genererade SiO2 att avsättas på ugnsväggen och öka tjockleken på ugnsväggen. Under den höga smältningstemperaturen kommer SiO2 att genomgå avkolningsreaktionen enligt formel (4) och slaggningsreaktionen med formeln (5) och (6).

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

Den avoxiderande effekten av kiselkarbid gör att den avoxiderade produkten har en rad metallurgiska reaktioner i det smälta järnet, vilket minskar de skadliga effekterna av oxider i den korroderade laddningen och effektivt renar det smälta järnet.

2.5 Hur man använder kiselkarbid

Renheten av kiselkarbid av metallurgisk kvalitet är mellan 88% och 90%, och föroreningarna måste dras av först vid beräkning av kol- och kiselökningen. Enligt kiselkarbids molekylformel är det lätt att få: Kolökning: C = C/(C + Si) = 12/(12 + 28) = 30% (12) Kiselökning: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Mängden tillsatt kiselkarbid är vanligtvis 0.8% -1.0% av mängden smält järn. Metoden för tillsats av kiselkarbid är: smältning av smält järn i en elektrisk ugn. När degeln smälter 1/3 av laddningen, lägg den till mitten av degeln, försök att inte vidröra ugnsväggen och fortsätt sedan med att lägga till laddningen för smältning. I kupolsmältning av smält järn kan kiselkarbid med en partikelstorlek på 1-5 mm blandas med en lämplig mängd cement eller andra lim, och vatten tillsätts för att bilda en massa. Efter att ha torkats i den heta solen kan den användas i ugnen enligt satsförhållandet.

3. Avslutande anmärkningar

Under de senaste 20 åren, oavsett om det är en lastbil, ett företag eller en familjebil, har minskningen av fordonets vikt alltid varit utvecklingstendensen för bilforskning och utveckling. I finanskrisens nedgång på marknaden slog China Northern Corporation trenden och exporterade tunga lastbilar till Nordamerika, just baserat på de låga vikten av tunga lastbilar. Appliceringen av tunnväggigt grått gjutjärn, segjärn och vermikulärt grafitgjutjärn, tjockväggigt segjärn och Aubrey segjärn ställer högre krav på metallurgisk kvalitet av gjutjärn.

Inokuleringsförbehandlingen av kiselkarbid har god effekt på att förbättra metallurgisk kvalitet hos gjutjärn. Gjuteriexperten Li Chuanshi skrev en artikel om att efter förbehandlingsmedlet tillsatts i det smälta järnet kan två effekter observeras: en är att öka kolekvivalenten; den andra är att ändra metallurgiska förhållanden för det smälta järnet, vilket ökar reducerbarheten.

1978 publicerade BC Godsell i Storbritannien sina forskningsresultat om förbehandling av segjärn. Sedan dess har experimentell forskning om förbehandlingsprocessen varit oavbruten och processen är nu relativt mogen. För grått gjutjärn kan förbehandling av kiselkarbidinokulation minska graden av underkylning och minska tendensen hos vit mun; öka grafitkärnan, främja bildandet av A-typ grafit, minska eller förhindra produktionen av B-typ, E-typ och D-typ grafit, och öka antalet eutektiska kluster. Fin flinggrafit; för sfäroidalt grafitgjutjärn främjar förbehandlingen av kiselkarbidinokulation ökningen av antalet grafitkulor i gjutjärnet, sfäroidiseringshastigheten och grafitkulornas rundhet.

Användningen av kiselkarbid kan stärka deoxideringen och reducera effekten av järnoxid, göra gjutjärnstrukturen kompakt och öka skärytans släthet. Användningen av kiselkarbid kan förlänga ugnsväggens livslängd utan att höja aluminium- och svavelhalten i det smälta järnet.

Behåll källan och adressen till den här artikeln för omtryck:Hur förbättrar kiselkarbid kvaliteten på gjutgods?

Minghe Formgjutningsföretag är dedikerade till tillverkning och tillhandahåller högkvalitativa och högpresterande gjutningsdelar (metallgjutningsdelar omfattar främst Gjutning av tunn vägg,Gjutning av het kammare,Gjutning av kall kammare), Round Service (Die Casting Service,Cnc-bearbetning,Mold MakingYtbehandling). Alla anpassade gjutgods av aluminium, magnesium eller Zamak / zinkgjutning och andra gjutningskrav är välkomna att kontakta oss.

Under kontroll av ISO9001 och TS 16949 utförs alla processer genom hundratals avancerade gjutmaskiner, 5-axliga maskiner och andra anläggningar, allt från blaster till Ultra Sonic tvättmaskiner.Minghe har inte bara avancerad utrustning utan har också professionell team av erfarna ingenjörer, operatörer och inspektörer för att förverkliga kundens design.

Kontraktstillverkare av gjutgods. Funktioner inkluderar gjutgods av kallkammar aluminium från 0.15 kg. till 6 kg, snabbinställning och bearbetning. Mervärdestjänster inkluderar polering, vibrering, avgradning, sprängning, målning, plätering, beläggning, montering och verktyg. Material som bearbetas inkluderar legeringar som 360, 380, 383 och 413.

Designhjälp för zinkgjutning / samtidiga tekniska tjänster. Anpassad tillverkare av precisionsgjutgods av zink. Miniatyrgjutgods, gjutgods med högt tryck, gjutgods med flera glider, konventionella gjutgods, gjutgods och oberoende gjutgods och hålrumsförseglade gjutgods kan tillverkas. Gjutgods kan tillverkas i längder och bredder upp till 24 tum i +/- 0.0005 tum tolerans.  

ISO 9001: 2015 certifierad tillverkare av pressgjutet magnesium, kapacitet inkluderar högtrycksgjutform för magnesium upp till 200 ton varmkammare & 3000 ton kallkammare, verktygsdesign, polering, gjutning, bearbetning, pulver- och vätskefärgning, full QA med CMM-funktioner , montering, förpackning & leverans.

ITAF16949 certifierad. Ytterligare gjutningstjänster inkluderar investering gjutning,sandgjutning,Gravity Casting, Förlorat skumgjutning,Centrifugal gjutning,Vakuumgjutning,Permanent gjutning, .Kapacitet inkluderar EDI, teknisk assistans, solid modellering och sekundär bearbetning.

Casting Industries Delar Fallstudier för: Bilar, Cyklar, Flygplan, Musikinstrument, Vattenfarkoster, Optiska apparater, Sensorer, Modeller, Elektroniska apparater, Kapslingar, Klockor, Maskiner, Motorer, Möbler, Smycken, Jigg, Telekom, Belysning, Medicinsk utrustning, Fotografiska apparater, Robotar, skulpturer, ljudutrustning, sportutrustning, verktyg, leksaker och mer. 

Vad kan vi hjälpa dig att göra nästa gång?

∇ Gå till hemsidan för Gjutning Kina

By Minghe gjutningstillverkare | Kategorier: Nyttiga artiklar |Material Taggar: Aluminiumgjutning, Zink gjutning, Magnesiumgjutning, Titangjutning, Gjutning i rostfritt stål, Gjutning i mässing,Bronsgjutning,Casta video,Företagets historia,Gjutning av aluminium | Kommentarer inaktiverade