Cum îmbunătățește carbura de siliciu calitatea pieselor turnate?

1.Introduction

Compoziția chimică a fierului topit este aceeași, iar procesul de topire este diferit, iar proprietățile fontei obținute variază foarte mult. Turnătoria adoptă metode precum supraîncălzirea fierului topit, tratamentul de inoculare, modificarea raportului de încărcare, adăugarea de urme sau elemente de aliere etc., pentru a îmbunătăți calitatea metalurgică și performanța de turnare a fontei și, în același timp, pentru a îmbunătăți foarte mult proprietățile mecanice performanța procesării. Topirea cuptorului electric cu inducție a fierului topit poate controla în mod eficient temperatura fierului topit, poate regla cu exactitate compoziția chimică, reduce pierderile de ardere a elementelor și are un conținut scăzut de sulf și fosfor. Este foarte benefic pentru producerea de fontă ductilă, fontă grafit vermiculară și fontă gri de înaltă rezistență. Cu toate acestea, rata de nucleație a fierului topit topit în cuptorul electric cu inducție este redusă, iar gura albă tinde să fie mare și este ușor să se producă grafit supraîncălzit. Deși rezistența și duritatea au crescut, calitatea metalurgică a fontei nu este ridicată.

În anii 1980, inginerii chinezi care au plecat în străinătate pentru a studia și studia au văzut că obiectele negre sparte de sticlă au fost adăugate la cuptorul electric al turnătorilor străini atunci când au fost topite. După anchete, au aflat că era carbură de siliciu. Companiile interne de turnătorie cu finanțare japoneză au folosit, de asemenea, carbură de siliciu ca aditiv în cantități mari de mult timp. În cupola sau cuptorul electric care topesc fierul topit, avantajele adăugării agentului de pretratare SiC sunt multe. Carbidul de siliciu este împărțit în grad abraziv și metalurgic. Primul este ridicat în puritate și scump, în timp ce cel din urmă are un preț scăzut.

Carbura de siliciu adăugată în cuptor este transformată în carbon și siliciu din fontă. Una este creșterea echivalentului carbonului; cealaltă este de a consolida reducerea fierului topit și de a reduce considerabil efectele adverse ale încărcăturii ruginite. Adăugarea de carbură de siliciu poate preveni precipitarea carburilor, poate crește cantitatea de ferită, poate densifica structura din fontă, poate îmbunătăți semnificativ performanța de prelucrare și poate face suprafața de tăiere netedă. Măriți numărul de bile de grafit pe unitatea de suprafață din fontă nodulară și creșteți rata de sferoidizare. De asemenea, are un efect bun asupra reducerii incluziunilor nemetalice și a zgurii, eliminând porozitatea de contracție și eliminând porii subcutanati.

2. Rolul pretratamentului

2.1 Principiul nucleației În sistemul eutectic Fe-C, fonta cenușie este faza principală a eutecticii datorită punctului de topire ridicat al grafitului în timpul etapei de solidificare eutectică, iar austenita este precipitată de grafit. Grafitele bifazate + austenita co-crescute și co-cultivate boabe formate cu fiecare miez de grafit ca centru sunt numite grupuri eutectice. Agregatele de grafit submicroscopice, particulele de grafit nemoturizate, unele sulfuri, oxizi, carburi, particule de nitrură, etc. cu un punct de topire ridicat, existente în topitura de fontă pot deveni nuclee de grafit eterogene. Nu există nicio diferență esențială între nucleația fontei nodulare și nucleația fontei gri, cu excepția faptului că se adaugă oxizi de magneziu și sulfuri la materialul de bază.
       
Precipitarea grafitului în fierul topit trebuie să fie supusă a două procese: nucleație și creștere. Există două moduri de nucleație a grafitului: nucleație omogenă și nucleație eterogenă. Nucleația omogenă se mai numește și nucleație spontană. Există un număr mare de atomi de carbon ondulați în fierul topit care depășesc dimensiunea critică a nucleului cristalului, iar grupurile de atomi de carbon dispuse în mod ordonat în intervalul scurt pot deveni nuclee cristaline omogene. Experimentele arată că gradul de supraîncălzire a nucleelor ​​cristaline omogene este foarte mare, iar nucleul cristalin eterogen trebuie utilizat în principal ca agent de nuclere pentru grafit în fierul topit. Există un număr mare de particule străine în fonta topită și există 5 milioane de puncte de material oxidat în fiecare 1cm3 de fontă topită. Numai acele particule care au o anumită relație cu parametrii de rețea și fazele grafitului pot deveni substraturi de nucleație a grafitului. Parametrul caracteristic al relației de potrivire a rețelei se numește gradul de nepotrivire a planului. Desigur, numai atunci când nepotrivirea planului rețelei este mică, atomii de carbon se pot potrivi cu ușurință cu nucleul de grafit. Dacă materialul de nucleație este atomul de carbon, atunci gradul lor de nepotrivire este zero și astfel de condiții de nucleație sunt cele mai bune.

Energia internă a carburii de siliciu descompuse în carbon și siliciu în fierul topit este mai mare decât carbonul și siliciul conținut în fierul topit în sine. Si conținutul în fierul topit în sine este dizolvat în austenită, iar carbonul din fierul topit al fontei ductile este parțial în fier. Sferele de grafit se formează în lichid, dintre care unele nu au fost încă precipitate în austenită. Prin urmare, adăugarea de carbură de siliciu are un bun efect de dezoxidare.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO + SiO2 → MgO ∙ SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) Compoziția de enstatit MgO ∙ SiO2 și compoziția de forsterit 2MgO ∙ 2SiO2 au un grad ridicat de nepotrivire cu grafit (001), care este dificil de utilizat ca bază pentru nucleația grafitului. După tratarea cu fier topit care conține Ca, Ba, Sr, Al și ferosilicon, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
• (4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
• (5) Unde X —— Ca, Ba, Sr.

Produsele de reacție XO ∙ SiO2 și XO ∙ Al2O3 ∙ SiO pot forma cristale fațetate pe substraturi de MgO ∙ SiO2 și 2MgO ∙ 2SiO2. Datorită neconcordanței scăzute dintre grafit și XO ∙ SiO2 și XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2, este favorabil nucleației grafitului. Bună grafitizare. Poate îmbunătăți performanța de procesare și îmbunătăți proprietățile mecanice.

2.2 Pre-inocularea grafitului fără echilibru:

În general, scopul nucleației eterogene este extins prin inoculare și rolul nucleației eterogene în fierul topit:

• ①Promovați o cantitate mare de precipitații de C în etapa de solidificare eutectică și formați grafit pentru a promova grafitizarea;
• ②Reduceți gradul de supraîncălzire a fierului topit și reduceți tendința gurii albe;
• ③Măriți numărul de grupuri eutectice din fontă gri sau creșteți numărul de bile de grafit din fonta ductilă.

SiC se adaugă în timpul topirii încărcăturii. Carbura de siliciu are un punct de topire de 2700 ° C și nu se topește în fierul topit. Se topește numai în fier topit conform următoarei formule de reacție.
SiC + Fe → FeSi + C (grafit fără echilibru)

(6) În formulă, Si în SiC este combinat cu Fe, iar restul de C este grafit fără echilibru, care servește ca nucleu al precipitațiilor de grafit. Grafitul fără echilibru face ca C în fierul topit să fie distribuit neuniform, iar elementul C local este prea mare, iar „vârfurile de carbon” vor apărea în micro zone. Acest nou grafit are o activitate ridicată, iar nepotrivirea sa cu carbonul este zero, deci este ușor de absorbit carbonul din fierul topit, iar efectul de inoculare este extrem de superior. Se poate vedea că carbura de siliciu este un astfel de agent de nuclere pe bază de siliciu.

Carbura de siliciu este adăugată în timpul topirii fontei. Pentru fonta cenușie, pre-incubația grafitului neechilibrat va genera un număr mare de clustere eutectice și va crește temperatura de creștere (va reduce răcirea inferioară relativă), care este propice formării grafitului de tip A; numărul de nuclee cristaline crește, făcând fulgii Grafitul este fin, ceea ce îmbunătățește gradul de grafitizare și reduce tendința gurii albe, îmbunătățind astfel proprietățile mecanice. Pentru fonta de grafit sferoidal, creșterea miezurilor cristaline crește numărul de sfere de grafit și rata de sferoidizare poate fi îmbunătățită.

2.3 Eliminarea fontei gri hipereutectică de grafit tip E. Grafitul primar de tip C și tip F se formează în faza lichidă. Deoarece procesul de creștere nu este interferat de austenită, în circumstanțe normale, este ușor să se transforme în fulgi mari și grafit de tip C mai puțin ramificat: Când turnarea cu pereți subțiri este răcită rapid, grafitul se va ramifica și va deveni o stea- grafit de tip F în formă.
Grafitul în fulgi crescut în etapa de solidificare eutectică produce grafit A, B, E, D de diferite forme și distribuții diferite în diferite compoziții chimice și condiții diferite de răcire.

Grafitul de tip A se formează în grupul eutectic cu o răcire redusă și o capacitate puternică de nucleație și este distribuit uniform în fontă. Printre perlitele cu fulgi fine, cu cât lungimea grafitului este mai mică, cu atât este mai mare rezistența la tracțiune, care este potrivită pentru mașini-unelte și diverse piese turnate mecanice.

Grafitul de tip D este grafit interdendritic punctual și tip foaie cu distribuție nedirecțională. Fonta de grafit tip D are un conținut ridicat de ferită și proprietățile sale mecanice sunt afectate. Cu toate acestea, fonta de grafit tip D are multe dendrite de austenită, grafitul este scurt și ondulat, iar grupul eutectic este sub formă de pelete. Prin urmare, în comparație cu aceeași fontă de grafit de tip A de matrice, tinde să aibă o rezistență mai mare.

Grafitul de tip E este un fel de grafit în fulgi care este mai scurt decât grafitul de tip A. La fel ca grafitul de tip D, acesta este situat între dendrite și este denumit în mod colectiv grafit dendritic. Cerneala E este ușor de produs în fontă cu echivalent scăzut de carbon (grad mare de hipoeutectică) și dendrite bogate în austenită. În acest moment, grupurile eutectice și dendritele se încrucișează. Deoarece numărul lichidului de fier eutectic interdendritic este mic, grafitul eutectic precipitat se distribuie numai de-a lungul direcției dendritelor, care are direcționalitate evidentă. Gradul de răcire sub formarea grafitului de tip E este mai mare decât cel al grafitului de tip A și mai mic decât cel al grafitului de tip D, iar grosimea și lungimea acestuia sunt între grafitul de tip A și D. Grafitul de tip E nu aparține grafitului supraîncălzit și este adesea însoțit de grafit de tip D. Distribuția direcțională a grafitului de tip E între dendrite face ușor ca fonta să fie fragilă și să se rupă într-o bandă de-a lungul direcției de aranjare a grafitului sub o forță externă mică. Prin urmare, apare grafit de tip E, iar colțurile pieselor turnate mici pot fi rupte manual, iar rezistența pieselor turnate este mult redusă. Pe măsură ce conținutul de carbon crește, rata de răcire necesară pentru a forma grafit interdendritic fin crește, iar posibilitatea de a produce grafit interdendritic scade. Gradul ridicat de supraîncălzire a topiturii și conservarea pe termen lung a căldurii vor crește gradul de subrăcire, crescând astfel rata de creștere a dendritelor, făcând dendritele mai lungi și având o direcționalitate mai evidentă. Când se folosește SiC pentru preincubarea fierului topit, răcirea inferioară a austenitei primare se reduce în același timp și se observă în acest moment dendrite scurte de austenită. Elimină baza structurală a grafitului de tip E.

2.4 Îmbunătățiți calitatea fontei

Pentru fonta de grafit sferoidal, în cazul aceleiași cantități de agent sferoidant, pretratare cu carbură de siliciu, randamentul final de magneziu este mai mare. Pentru fierul topit pretratat cu carbură de siliciu, dacă cantitatea de magneziu rezidual din turnare este menținută aproximativ aceeași, cantitatea de agent sferoidizant adăugată poate fi redusă cu 10%, iar tendința de gură albă a fontei nodulare este atenuată.

Carbura de siliciu din cuptorul de topire, pe lângă carbonul și siliciul din fierul topit prezentat în formula (1), se efectuează și reacția de deoxidare a formulelor (2) și (3). Dacă SiC adăugat este aproape de peretele cuptorului, SiO2 generat se va depune pe peretele cuptorului și va crește grosimea peretelui cuptorului. La temperatura ridicată de topire, SiO2 va suferi reacția de decarburare cu formula (4) și reacția de zgură cu formula (5) și (6).

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

Efectul dezoxidant al carburii de siliciu face ca produsul dezoxidat să aibă o serie de reacții metalurgice în fierul topit, reducând efectele nocive ale oxizilor în sarcina corodată și purificând efectiv fierul topit.

2.5 Cum se utilizează carbură de siliciu

Puritatea carburii de siliciu de calitate metalurgică este cuprinsă între 88% și 90%, iar impuritățile trebuie deduse mai întâi la calcularea creșterii carbonului și siliciului. Conform formulei moleculare a carburii de siliciu, este ușor de obținut: Creșterea carbonului: C = C / (C + Si) = 12 / (12 + 28) = 30% (12) Creșterea siliciului: Si = Si / (C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Cantitatea de carbură de siliciu adăugată este de obicei 0.8% -1.0% din cantitatea de fier topit. Metoda de adăugare a carburii de siliciu este: topirea fierului topit într-un cuptor electric. Când creuzetul se topește 1/3 din încărcătură, adăugați-l în mijlocul creuzetului, încercați să nu atingeți peretele cuptorului și apoi continuați să adăugați încărcătura pentru topire. În topirea fierului topit de cupolă, carbura de siliciu cu dimensiunea particulelor de 1-5 mm poate fi amestecată cu o cantitate adecvată de ciment sau alți adezivi și se adaugă apă pentru a forma o masă. După ce a fost uscat la soare fierbinte, poate fi folosit în cuptor în funcție de raportul de lot.

3. Observații finale

În ultimii 20 de ani, indiferent dacă este vorba despre un camion, o afacere sau o mașină de familie, reducerea greutății vehiculului a fost întotdeauna tendința de dezvoltare a cercetării și dezvoltării automobilelor. În criza de piață a crizei financiare, China Northern Corporation a respins tendința și a exportat camioane grele în America de Nord, tocmai pe baza greutății ușoare a camioanelor grele. Aplicarea fontei gri cu pereți subțiri, fontă ductilă și fontă din grafit vermicular, fontă ductilă cu pereți groși și fontă ductilă Aubrey, prezintă cerințe mai ridicate în ceea ce privește calitatea metalurgică a fontei.

Pre-tratarea cu inoculare a carburii de siliciu are un efect bun asupra îmbunătățirii calității metalurgice a fontei. Expertul în turnătorie Li Chuanshi a scris un articol care, după adăugarea agentului de pretratare la fierul topit, pot fi observate două efecte: unul este creșterea echivalentului de carbon; cealaltă este schimbarea condițiilor metalurgice ale fierului topit, ceea ce îmbunătățește reducibilitatea.

În 1978, BC Godsell din Regatul Unit și-a publicat rezultatele cercetărilor privind pretratarea fierului ductil. De atunci, cercetarea experimentală asupra procesului de pretratare a fost neîntreruptă, iar procesul este acum relativ matur. Pentru fonta cenușie, pretratarea cu inoculare a carburii de siliciu poate reduce gradul de răcire subiacentă și reduce tendința gurii albe; crește miezul de grafit, promovează formarea de grafit de tip A, reduce sau previne producerea de grafit de tip B, tip E și tip D și crește numărul de grupuri eutectice. Grafit fin în fulgi; pentru fonta de grafit sferoidal, pretratarea inoculării cu carbură de siliciu promovează creșterea numărului de bile de grafit din fontă, rata de sferoidizare și rotunjimea bilelor de grafit.

Utilizarea carburii de siliciu poate consolida efectul de deoxidare și reducere a oxidului de fier, poate face structura din fontă compactă și crește netezimea suprafeței de tăiere. Utilizarea carburii de siliciu poate prelungi durata de viață a peretelui cuptorului fără a crește conținutul de aluminiu și sulf al fierului topit.

Vă rugăm să păstrați sursa și adresa acestui articol pentru reimprimare:Cum îmbunătățește carbura de siliciu calitatea pieselor turnate?

Minghe Compania de turnare sub presiune sunt dedicate fabricării și furnizează piese de turnare de calitate și de înaltă performanță (gama de piese turnate sub presiune din metal include în principal Turnare sub presiune cu perete subțire,Hot Cast casting sub presiune,Turnare sub presiune în cameră rece), Serviciu rotund (Serviciu de turnare sub presiune,Prelucrare Cnc,Fabricarea mucegaiului, Tratament de suprafață). Orice cerință personalizată de turnare sub presiune din aluminiu, magneziu sau turnare sub presiune din Zamak / zinc și alte cerințe de turnare sunt binevenite să ne contacteze.

Sub controlul ISO9001 și TS 16949, toate procesele sunt efectuate prin sute de mașini avansate de turnare sub presiune, mașini cu 5 axe și alte facilități, variind de la blastere la mașini de spălat Ultra Sonic. Minghe nu numai că are echipamente avansate, dar are o echipă de ingineri cu experiență, operatori și inspectori pentru a face realitatea designul clientului.

Producător contract de piese turnate sub presiune. Capacitățile includ piese de turnare sub presiune din aluminiu cu cameră rece de la 0.15 lbs. la 6 lbs., schimbare rapidă configurată și prelucrare. Serviciile cu valoare adăugată includ lustruire, vibrare, debavurare, sablare, vopsire, placare, acoperire, asamblare și scule. Materialele lucrate includ aliaje precum 360, 380, 383 și 413.

Asistență la proiectarea turnării sub presiune din zinc / servicii de inginerie simultană. Producător personalizat de piese turnate sub presiune din zinc. Pot fi fabricate piese turnate în miniatură, piese turnate sub presiune înaltă, piese turnate multi-glisante, piese turnate convenționale, piese turnate sub formă de unități și piese turnate independente și piese turnate sigilate în cavitate. Piesele turnate pot fi fabricate în lungimi și lățimi de până la toleranță de +/- 24 in.  

Producător certificat ISO 9001: 2015 de magneziu turnat sub presiune, capabilitățile includ turnare sub presiune cu magneziu de înaltă presiune de până la 200 tone cameră fierbinte și 3000 tone cameră rece, proiectare scule, lustruire, turnare, prelucrare, vopsire cu pulbere și lichide, QA complet cu capacități CMM , asamblare, ambalare și livrare.

Certificat ITAF16949. Serviciul de turnare suplimentar include investiții de turnătorie,turnare cu nisip,Turnarea gravitației, Pierdere spumă turnare,Turnare centrifugă,Turnarea în vid,Turnare permanentă a matriței, .Capacitățile includ EDI, asistență tehnică, modelare solidă și procesare secundară.

Industrii de turnare Părți Studii de caz pentru: Mașini, biciclete, aeronave, instrumente muzicale, ambarcațiuni, dispozitive optice, senzori, modele, dispozitive electronice, carcase, ceasuri, mașini, motoare, mobilier, bijuterii, jiguri, telecomunicații, iluminat, dispozitive medicale, dispozitive fotografice, Roboți, sculpturi, echipamente de sunet, echipamente sportive, scule, jucării și multe altele. 

Ce vă putem ajuta să faceți în continuare?

∇ Accesați pagina principală pentru China turnare sub presiune

By Producător de turnare sub presiune Minghe | Categorii: Articole utile |Material Etichete: Turnare din aluminiu, Turnarea zincului, Turnarea cu magneziu, Turnare cu titan, Turnare din oțel inoxidabil, Turnare din alamă,Turnarea bronzului,Distribuirea videoclipului,Istoricul companiei,Turnare din aluminiu | Comentarii dezactivate