Κράματα πυριτίου ασβεστίου (CaSi)τυπικά περιέχουν 20%-35% Ca και 55%-75% Si, με το υπόλοιπο να είναι ίχνη ακαθαρσιών (όπως Al Λιγότερο ή ίσο με 2%, Fe Λιγότερο ή ίσο με 5%). Ο πυρήνας της ικανότητάς τους να βελτιώνουν την απόδοση του χυτοσιδήρου βρίσκεται στη συνεργιστική επίδραση ενός διπλού μηχανισμού: «αποξείδωση και αποθείωση + ενοφθαλμισμός και εξευγενισμός».
Ο μηχανισμός καθαρισμού λιωμένου σιδήρου:Μετά την προσθήκη τετηγμένου σιδήρου, το Ca αντιδρά κατά προτίμηση με το O και το S για να σχηματίσει υψηλό-σημείο-τήξης, χαμηλή-πυκνότητα CaO (σημείο τήξης 2613 βαθμοί ) και CaS (σημείο τήξης 2450 μοίρες ). Αυτές οι ενώσεις επιπλέουν στην επιφάνεια του τηγμένου σιδήρου ως εγκλείσματα και απομακρύνονται, μειώνοντας την περιεκτικότητα σε αέρια (H2, N2) και επιβλαβείς ακαθαρσίες, καθαρίζοντας έτσι τον τηγμένο σίδηρο.
Ο μηχανισμός εμβολιασμού και εξευγενισμού:Το Si είναι το βασικό στοιχείο γραφιτοποίησης στο χυτοσίδηρο και μπορεί να εμποδίσει το σχηματισμό λευκού σιδήρου (Fe3C). Ταυτόχρονα, τα μικροσκοπικά σωματίδια στο κράμα ασβεστίου πυριτίου (όπως η σύνθετη φάση CaO-SiO2) μπορούν να λειτουργήσουν ως καταλύτης για την κρυστάλλωση του γραφίτη. Ο "Ετερογενής πυρήνας πυρήνων" βελτιώνει τους κόκκους γραφίτη και τη δομή της μήτρας, βελτιστοποιώντας τη μικροδομή του χυτοσιδήρου.
Η επίδραση του κράματος πυριτίου ασβεστίου στη βελτίωση της ρευστότητας του χυτοσιδήρου
Η ρευστότητα του χυτοσιδήρου καθορίζει άμεσα την ποιότητα διαμόρφωσης πολύπλοκων χυτών (όπως τα σώματα βαλβίδων με λεπτά τοιχώματα και τα γρανάζια ακριβείας). Το κράμα SiCa βελτιώνει τη ρευστότητα μέσω δύο βασικών οδών:
Μείωση της επιφανειακής τάσης και του ιξώδους του τηγμένου σιδήρου:
Πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι η προσθήκη 0,2%-0,5% κράματος πυριτίου-ασβεστίου (μέγεθος 10-30 mm) σε γκρίζο χυτοσίδηρο μπορεί να μειώσει την επιφανειακή τάση του τηγμένου σιδήρου από 1,8 N/m σε 1,5-1,6 N/m (μείωση 10%-15%, μείωση της ρευστότητας κατά 2%-15% περίπου, μείωση του ιξώδους κατά 2%-15%). εξασφάλιση της ακεραιότητας των σύνθετων χυτών κοιλοτήτων και μείωση ελαττωμάτων όπως "ατελές γέμισμα" και "ψυχρό κλείσιμο".
Βελτιστοποίηση του σημείου τήξης και της μορφολογίας εγκλεισμού του τηγμένου σιδήρου:
Το Si μπορεί να μειώσει την ευτηκτική θερμοκρασία του χυτοσιδήρου (από 1153 βαθμούς σε 1140-1145 βαθμούς), παρατείνοντας τον χρόνο διατήρησης υγρού του τηγμένου σιδήρου. Το Ca μπορεί να μαλακώσει τα αιχμηρά εγκλείσματα σε λιωμένο σίδηρο. Τα εγκλείσματα Al2O3 μετατρέπονται σε σφαιρικά σύνθετα εγκλείσματα CaO-Al2O3-SiO2, μειώνοντας την αντίσταση στη ροή του τηγμένου σιδήρου.
Τυπική εφαρμογή:
Κατά την παραγωγή λεπτών-τμημάτων από γκρίζο χυτοσίδηρο με πάχος τοιχώματος 3-5 mm, η προσθήκη ενός εμβολιασμού πυριτίου-ασβεστίου αυξάνει την απόδοση χύτευσης από 75% σε πάνω από 92% και βελτιώνει την απόδοση χύτευσης κατά 30%.
Βελτιστοποίηση των μηχανικών ιδιοτήτων του χυτοσιδήρου από ασβέστιο-κράμα πυριτίου
| Τύπος Χυτοσίδηρου | Ποσότητα προσθήκης ασβεστίου πυριτίου | Αύξηση αντοχής σε εφελκυσμό | Αύξηση σκληρότητας (HB). | Αύξηση σκληρότητας κρούσης | Βασική Αρχή Εργασίας |
|---|---|---|---|---|---|
| Γκρι Χυτοσίδηρος | 0.3%-0.6% | 10%-18% | 8%-12% | 20%-30% | Εξευγενίζει τον νιφάδα γραφίτη, μειώνοντας το αποτέλεσμα κοπής του στη μήτρα. |
| Εόλκιμος Χυτοσίδηρος | 0,4%-0,8% (Χρήση σε συνδυασμό με σφαιροειδείς παράγοντες) | 15%-25% | 10%-15% | 25%-40% | Προωθεί τη σφαιροποίηση του γραφίτη (αυξάνοντας το ποσοστό σφαιροποίησης από 80% σε πάνω από 95%), βελτιστοποιώντας την αναλογία φερρίτη/περλίτη. |
| Μαλλοκατερίτης Χυτοσίδηρος | 0.2%-0.4% | 8%-15% | 5%-10% | 30%-50% | Καταστέλλει το σχηματισμό λευκού σιδήρου και εξευγενίζει τους κόκκους περλίτη. |
Βελτιστοποίηση της ποιότητας χύτευσης χυτοσιδήρου από ασβέστιο-κράμα πυριτίου
Μείωση του πορώδους και των ελαττωμάτων συρρίκνωσης
Έλεγχος πορώδους:
Οι αποοξειδωτικές και αποθειωτικές επιδράσεις του κράματος πυριτίου ασβεστίου μπορούν να μειώσουν την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον τετηγμένο σίδηρο από 80-100ppm σε 30-50ppm και την περιεκτικότητα σε υδρογόνο από 5-8ppm σε 2-3ppm, μειώνοντας έτσι το πορώδες των μερών από χυτοσίδηρο από 8%-12% μείωση από 0%-3% σε 0%.
Έλεγχος συρρίκνωσης:
Η επίδραση εμβολιασμού του κράματος ασβεστίου-πυριτίου προάγει την έκκριση γραφίτη. Η διόγκωση όγκου κατά την κρυστάλλωση γραφίτη (περίπου 2%) μπορεί να αντισταθμίσει τη συρρίκνωση στερεοποίησης του τηγμένου σιδήρου, μειώνοντας τις "συγκεντρωμένες κοιλότητες συρρίκνωσης" και το "διασπαρμένο πορώδες συρρίκνωσης", το οποίο είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για χύτευση με παχύ-τοιχώματα (όπως μπλοκ κυλίνδρων από χυτοσίδηρο).
Βελτίωση της ποιότητας της επιφάνειας των χυτών
Καθαρισμός επιφανειακών κόκκων:
Το πυρίτιο ασβεστίου καθαρίζει τον επιφανειακό κόκκο των χυτών, μειώνοντας την τραχύτητα της επιφάνειας (Ra) από 6,3 μm σε 3,2-1,6 μm, μειώνοντας έτσι την επακόλουθη μηχανική κατεργασία και μειώνοντας το κόστος επεξεργασίας.
Καταστολή ελαττωμάτων επιφάνειας:
Το Ca μπορεί να σχηματίσει μια πυκνή μεμβράνη οξειδίου CaO-SiO2 στην επιφάνεια χύτευσης, εμποδίζοντας τον τετηγμένο σίδηρο να αντιδράσει με την άμμο χύτευσης για να σχηματίσει "προσκόλληση στην άμμο", ενώ επίσης μειώνει την κλίμακα του επιφανειακού οξειδίου και βελτιώνει το ποσοστό πιστοποίησης εμφάνισης χύτευσης.
Βασικά σημεία και συστάσεις επιλογής για τη χρήση ασβεστίου-κράματος πυριτίου
Έλεγχος Διαδικασιών
Επιλογή μεγέθους:
For large castings (>50 κιλά),10-50mm μπλοκ κράμα ασβεστίου πυριτίουείναι κατάλληλο για να εξασφαλίσει ομοιόμορφη αντίδραση. για χύτευση μικρής ακρίβειας, 5-15 mm κοκκώδες κράμα ασβεστίου-πυριτίου είναι κατάλληλο για την επιτάχυνση της διάλυσης.
Χρόνος προσθήκης:
Για τον όλκιμο σίδηρο, το κράμα ασβεστίου-πυριτίου θα πρέπει να προστεθεί 30-60 δευτερόλεπτα μετά την προσθήκη του σφαιροειδοποιητικού παράγοντα για να αποφευχθεί η πρόωρη αντίδραση μεταξύ του Ca και του σφαιροποιητικού παράγοντα (όπως Mg). για το γκρίζο χυτοσίδηρο, μπορεί να προστεθεί 1-2 λεπτά πριν το χτύπημα για να βελτιωθεί το αποτέλεσμα εμβολιασμού.
Έλεγχος ποσού:
Αποφύγετε την υπερβολική προσθήκη (π.χ. πάνω από το 1,0%), διαφορετικά θα δημιουργηθούν σκληρές και εύθραυστες φάσεις όπως CaC2, που θα οδηγήσουν σε μείωση της σκληρότητας του χυτοσιδήρου.
Επιλογή Βαθμού
Συνηθισμένος γκρίζος χυτοσίδηρος:
Επιλέξτε κράμα πυριτίου-ασβεστίου τύπου Ca20-Si60 (περιεκτικότητα σε Ca 20%-25%) για να εξισορροπήσετε το κόστος και το αποτέλεσμα.
Εόλκιμος σίδηρος υψηλού-άκρου (όπως φλάντζες αιολικής ενέργειας): Επιλέξτε κράμα πυριτίου-ασβεστίου τύπου Ca30-Si65 (περιεκτικότητα σε Ca 28%-35%) για να εξασφαλίσετε ρυθμό σφαιροποίησης και καθαρότητα.
Χύτευση ακριβείας με λεπτά τοιχώματα:
Επιλέξτε κράμα ασβεστίου με χαμηλό-πυρίτιο-αλουμίνιο (Al μικρότερο ή ίσο με 1%) για να αποφύγετε τα εγκλείσματα που σχηματίζονται από το Al να επηρεάσουν τη ρευστότητα.
