Как силициевият карбид подобрява качеството на отливките?

Време за публикуване: 06 / 17 2021 Автор: Редактор на сайта Посещение: 13474

1.Introduction

Химическият състав на разтопеното желязо е един и същ, а процесът на топене е различен и свойствата на чугуна се различават значително. Леярната приема методи като прегряване на разтопено желязо, третиране с инокулация, промяна на съотношението на зареждане, добавяне на следи или легиращи елементи и т.н., за подобряване на металургичното качество и отливане на чугун, и в същото време значително подобряване на механичните свойства и производителност на обработката. Топенето на разтопено желязо с индукционна електрическа пещ може ефективно да контролира температурата на разтопеното желязо, точно да регулира химичния състав, да намали загубата на изгаряне на елементите и да има ниско съдържание на сяра и фосфор. Той е много полезен за производството на ковък чугун, вермикуларен графитен чугун и високоякостен сив чугун. Скоростта на образуване на разтопено желязо, разтопена в индукционната електрическа пещ, обаче е намалена, а бялото устие е голямо и е лесно да се получи преохладен графит. Въпреки че здравината и твърдостта са се увеличили, металургичното качество на чугуна не е високо.

През 1980-те години на миналия век китайските инженери, които заминаха в чужбина да учат и учат, видяха, че в електрическата пещ на чуждестранни леярни се добавят черни счупени стъклени предмети, когато се топят. След запитвания разбрали, че това е силициев карбид. Вътрешните леярни компании, финансирани от Япония, също използват силициев карбид като добавка в големи количества от дълго време. При топене на стопено желязо в купол или електрическа пещ предимствата на добавянето на агент за предварителна обработка SiC са много. Силициевият карбид е разделен на абразивни и металургични. Първият е с висока чистота и скъп, докато вторият е с ниска цена.

Силициевият карбид, добавен в пещта, се превръща в въглерод и силиций от чугун. Единият е да се увеличи въглеродният еквивалент; другият е да се засили намаляването на разтопеното желязо и значително да се намалят неблагоприятните ефекти от ръждясалия заряд. Добавянето на силициев карбид може да предотврати утаяването на карбиди, да увеличи количеството на ферита, да направи структурата на чугуна плътна, значително да подобри ефективността на обработката и да направи повърхността на рязане гладка. Увеличете броя на графитните топки на единица площ от нодуларен чугун и увеличете скоростта на сфероидизация. Той също така има добър ефект при намаляване на неметалните включвания и шлаки, премахване на свиваемата порьозност и премахване на подкожните пори.

2. Ролята на предварителната обработка

2.1 Принципът на нуклеация В евтектичната система Fe-C сивият чугун е водещата фаза на евтектиката поради високата точка на топене на графита по време на етапа на втвърдяване на евтектиката, а аустенитът се утаява от графит. Двуфазните графит + аустенит съвместно и съвместно отглеждани зърна, образувани с всяко графитово ядро като център, се наричат евтектични клъстери. Субмикроскопичните графитни агрегати, неразтопени графитни частици, някои сулфиди с висока температура на топене, оксиди, карбиди, нитридни частици и др., Съществуващи в чугунената стопилка, могат да станат хетерогенни графитни ядра. Няма съществена разлика между зародиша на нодуларен чугун и зародиша на сив чугун, освен че към материала на сърцевината се добавят магнезиеви оксиди и сулфиди.

Утаяването на графит в разтопено желязо трябва да претърпи два процеса: зародиш и растеж. Има два начина за нуклеиране на графит: хомогенно зародиш и хетерогенно зародишване. Хомогенното зародиш се нарича още спонтанно. В разтопеното желязо има голям брой вълнообразни въглеродни атоми, които надвишават критичния размер на кристалното ядро, а групите въглеродни атоми, подредени по ред в кратък диапазон, могат да станат хомогенни кристални ядра. Експериментите показват, че степента на преохлаждане на хомогенни кристални ядра е много голяма и хетерогенното кристално ядро трябва да се използва главно като зародиш за графит в разтопено желязо. В разтопения чугун има голям брой чужди частици, а на всеки 5 см1 разтопено желязо има 3 милиона окислени материални точки. Само тези частици, които имат определена връзка с параметрите на решетката и фазите на графита, могат да се превърнат в субстрати за ядро на графит. Характерният параметър на връзката за съвпадение на решетката се нарича степен на несъответствие на равнината. Разбира се, само когато несъответствието на решетъчната равнина е малко, въглеродните атоми могат лесно да съответстват на графитното ядро. Ако материалът за зародиш е въглеродни атоми, тогава степента на тяхното несъответствие е нула и такива условия на зародиш са най -добрите.

Вътрешната енергия на силициевия карбид, разложен на въглерод и силиций в разтопено желязо, е по -голяма от въглерода и силиция, съдържащи се в самото разтопено желязо. Съдържащият се Si в разтопеното желязо се разтваря в аустенит, а въглеродът в разтопеното желязо от пластичен чугун е частично в желязото. В течността се образуват графитни сфери, някои от които все още не се утаяват в аустенит. Следователно добавянето на силициев карбид има добър ефект на разкисляване.

Si + O2 → SiO2
(1) MgO +SiO2 → MgO ∙ SiO2
(2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
(3) Естатитовият състав MgO ∙ SiO2 и форстеритовият състав 2MgO ∙ 2SiO2 имат висока степен на несъответствие с графита (001), което е трудно да се използва като основа за графитно зародишване. След третиране с разтопено желязо, съдържащо Ca, Ba, Sr, Al и феросилиций, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
(4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
(5) Където X —— Ca, Ba, Sr.

Продуктите на реакцията XO ∙ SiO2 и XO ∙ Al2O3 ∙ SiO могат да образуват фасетирани кристали върху подложки MgO ∙ SiO2 и 2MgO ∙ 2SiO2. Поради ниското несъответствие между графит и XO ∙ SiO2 и XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2, той е благоприятен за образуването на графит. Добра графитизация. Той може да подобри производителността на обработката и да подобри механичните свойства.

2.2 Предварително инокулиране на неравновесен графит:

Като цяло обхватът на хетерогенното зародиш се разширява чрез инокулиране, а ролята на хетерогенното зародиш в разтопеното желязо:

Насърчаване на голямо количество утаяване на С в етапа на евтектичното втвърдяване и образуване на графит за насърчаване на графитизацията;
Намалете степента на преохлаждане на разтопено желязо и намалете тенденцията за бяла уста;
③Увеличете броя на евтектичните клъстери в сив чугун или увеличете броя на графитните топки в ковък чугун.

SiC се добавя по време на топенето на шихтата. Силициевият карбид има точка на топене 2700 ° C и не се топи в разтопено желязо. То се топи само в разтопено желязо съгласно следната реакционна формула.
SiC+Fe → FeSi+C (неравновесен графит)

(6) Във формулата Si в SiC се комбинира с Fe, а останалата C е неравновесен графит, който служи като сърцевина на утаяване на графит. Неравновесният графит прави С в разтопеното желязо неравномерно разпределен, а локалният С елемент е твърде висок и в микрообластите ще се появят "въглеродни върхове". Този нов графит има висока активност и несъответствието му с въглерода е нула, така че е лесно да се абсорбира въглеродът в разтопеното желязо, а ефектът на инокулация е изключително превъзходен. Може да се види, че силициевият карбид е такъв нуклеиращ агент на силициева основа.

Силициевият карбид се добавя по време на топенето на чугун. За сив чугун предварителното инкубиране на неравновесен графит ще генерира голям брой евтектични клъстери и ще увеличи температурата на растеж (намали относителното преохлаждане), което е благоприятно за образуването на графит тип А; броят на кристалните ядра се увеличава, което прави люспите Графитът е фин, което подобрява степента на графитизиране и намалява тенденцията за бяла уста, като по този начин подобрява механичните свойства. За сфероидален графитен чугун увеличаването на кристалните ядра увеличава броя на графитните сфери и скоростта на сфероидизация може да бъде подобрена.

2.3 Елиминиране на графитен хиперевтектичен сив чугун от Е-тип. В течната фаза се образуват първичен графит от С и F тип. Тъй като процесът на растеж не се пречи на аустенита, при нормални обстоятелства е лесно да се превърне в големи люспи и по-малко разклонен графит от С-тип: Когато тънкостенната отливка се охлади бързо, графитът ще се разклони и ще прерасне в звезда. оформен графит от тип F.
Графитът на люспи, отглеждан в етапа на евтектично втвърдяване, произвежда A, B, E, D графити с различна форма и различно разпределение при различни химични състави и различни условия на преохлаждане.

Графит тип А се образува в евтектичния клъстер с ниско подхлаждане и силна способност за зародиш и е равномерно разпределен в чугун. Сред финия люспест перлит, колкото по -малка е дължината на графита, толкова по -висока е якостта на опън, която е подходяща за металорежещи машини и различни механични отливки.

Графит тип D е точков и листообразен интердендритен графит с ненасочено разпределение. Графитният чугун от тип D има високо съдържание на ферит и неговите механични свойства са засегнати. Въпреки това, графитният чугун от тип D има много аустенитни дендрити, графитът е къс и навит, а евтектичната група е под формата на пелети. Следователно, в сравнение със същата матрична A-тип графитен чугун, той има тенденция да има по-висока якост.

Графит тип Е е вид люспест графит, който е по -къс от графит тип А. Подобно на графит от тип D, той се намира между дендрити и се нарича съвместно дендритен графит. Мастилото E лесно се произвежда от чугун с нисковъглероден еквивалент (голяма степен на хипотевктика) и богати аустенитни дендрити. По това време евтектичните клъстери и дендрити се кръстосват. Тъй като броят на интердендритната евтектична желязна течност е малък, утаеният евтектичен графит се разпределя само по посоката на дендритите, която има очевидна насоченост. Степента на подхлаждане, образуващ графит от тип Е, е по-голям от този на графит от тип А и по-малък от този на графит от тип D, а дебелината и дължината му са между графит от тип A и D. Графит тип Е не принадлежи към преохладен графит и често е придружен от графит тип D. Посоченото разпределение на графит от тип Е сред дендритите улеснява чугуна да бъде крехък и да се счупи в лента по посоката на подреждане на графита под малка външна сила. Поради това се появява графит тип Е и ъглите на малки отливки могат да се счупят на ръка, а здравината на отливките е значително намалена. С увеличаване на съдържанието на въглерод, скоростта на охлаждане, необходима за образуване на фин интердендритен графит, се увеличава, а възможността за производство на интердендритен графит намалява. Високата степен на прегряване на стопилката и дългосрочното запазване на топлината ще увеличи степента на подхлаждане, като по този начин ще се увеличи скоростта на растеж на дендритите, което прави дендритите по-дълги и имат по-очевидна насоченост. Когато SiC се използва за предварително инкубиране на разтопеното желязо, едновременно се намалява подхлаждането на първичния аустенит и по това време се наблюдават къси аустенитни дендрити. Елиминира структурната основа на графит Е-тип.

2.4 Подобрете качеството на чугуна

За сфероидален графитен чугун, в случай на същото количество сфероидизиращ агент, предварителна обработка със силициев карбид, крайният добив на магнезий е по -висок. За разтопено желязо, предварително обработено със силициев карбид, ако количеството на остатъчния магнезий в отливката се поддържа приблизително същото, количеството на добавения сфероидизиращ агент може да бъде намалено с 10%, а тенденцията към бели устата на нодуларен чугун е намалена.

Силициев карбид в пещта за топене, в допълнение към въглерода и силиция в разтопеното желязо, показани във формулата (1), се провежда и реакция на дезоксидиране с формули (2) и (3). Ако добавеният SiC е близо до стената на пещта, генерираният SiO2 ще се отложи върху стената на пещта и ще увеличи дебелината на стената на пещта. При високата температура на топене SiO2 ще претърпи реакция на обезвъгленаване с формула (4) и реакция на утайка с формула (5) и (6).

(7) 3SiC +2Fe2O3 = 3SiO2 +4Fe +3C
(8) C + FeO → Fe + CO ↑
(9) (SiO2) + 2C = [Si] + 2CO (газообразно състояние)
(10) SiO2 + FeO → FeO · SiO2 (шлака)
(11) Al2O3 + SiO2 → Al2O3 · SiO2 (шлака)

Деоксидиращият ефект на силициевия карбид кара деоксидирания продукт да има серия от металургични реакции в разтопеното желязо, намалявайки вредното въздействие на оксидите в корозиралия заряд и ефективно пречиства разтопеното желязо.

2.5 Как да използвате силициев карбид

Чистотата на металургичния силициев карбид е между 88% и 90%, а примесите трябва първо да се приспаднат при изчисляване на увеличаването на въглерода и силиция. Според молекулната формула на силициев карбид е лесно да се получи: Увеличение на въглерода: C = C/(C + Si) = 12/(12 + 28) = 30% (12) Повишаване на силиция: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) Количеството добавен силициев карбид обикновено е 0.8% -1.0% от количеството разтопено желязо. Методът за добавяне на силициев карбид е: топене на разтопено желязо в електрическа пещ. Когато тигелът се стопи 1/3 от зареждането, добавете го в средата на тигела, опитайте се да не докосвате стената на пещта и след това продължете да добавяте зареждането за топене. При топене на стопено желязо с купол, силициев карбид с размер на частиците 1-5 mm може да се смеси с подходящо количество цимент или други лепила и да се добави вода до образуване на маса. След като се изсуши на горещо слънце, може да се използва в пещта според съотношението на партидите.

3. Заключителни бележки

През последните 20 години, независимо дали става въпрос за камион, бизнес или семеен автомобил, намаляването на теглото на превозното средство винаги е било тенденция за развитие на автомобилните изследвания и разработки. При спада на пазара на финансовата криза, China Northern Corporation преодоля тенденцията и изнесе тежкотоварни камиони за Северна Америка, точно въз основа на лекото тегло на тежкотоварните камиони. Прилагането на тънкостенни сив чугун, ковък чугун и вермикуларен графитен чугун, дебелостенни ковък чугун и Aubrey чугун, поставя по-високи изисквания към металургичното качество на чугуна.

Предварителната обработка с инокулация на силициев карбид има добър ефект за подобряване на металургичното качество на чугуна. Експертът по леярството Li Chuanshi написа статия, че след добавяне на агента за предварителна обработка към разтопеното желязо, могат да се наблюдават два ефекта: един е да се увеличи въглеродният еквивалент; другият е да се променят металургичните условия на разтопеното желязо, което подобрява редуцируемостта.

През 1978 г. BC Godsell от Обединеното кралство публикува резултатите от изследванията си за предварителната обработка на ковък желязо. Оттогава експерименталните изследвания на процеса на предварителна обработка са непрекъснати и сега процесът е сравнително зрял. За сив чугун предварителната обработка с инокулация от силициев карбид може да намали степента на подхлаждане и да намали тенденцията за бяла уста; увеличаване на графитната сърцевина, насърчаване на образуването на графит от тип А, намаляване или предотвратяване на производството на графит от тип В, тип Е и тип D и увеличаване на броя на евтектичните клъстери. Графит с фини люспи; за сфероидален графитен чугун, предварителната обработка на инокулация от силициев карбид насърчава увеличаването на броя на графитните топки в чугуна, скоростта на сфероидизация и закръглеността на графитните топки.

Използването на силициев карбид може да засили ефекта на дезоксидация и редукция на железния оксид, да направи структурата на чугуна компактна и да увеличи гладкостта на режещата повърхност. Използването на силициев карбид може да удължи живота на стената на пещта, без да увеличава съдържанието на алуминий и сяра в разтопеното желязо.

Моля, запазете източника и адреса на тази статия за повторно отпечатване:Как силициевият карбид подобрява качеството на отливките?

Мингхе Компания за леене на умира са посветени на производството и осигуряват качествени и висококачествени части за леене (обхватът на части за леене на метали включва главно Тънкостенно леене под налягане,Топъл камер Die Casting,Студено камерно леене), Кръгло обслужване (услуга за леене под налягане,Cnc обработка,Изработка на плесени, Повърхностна обработка). Всички персонализирани алуминиеви отливки, леене с магнезий или Zamak / цинк и други отливки са добре дошли да се свържете с нас.

ISO90012015 И ITAF 16949 КАСТИНГ КОМПАНИЯ МАГАЗИН

Под контрола на ISO9001 и TS 16949, всички процеси се извършват чрез стотици усъвършенствани машини за леене под налягане, 5-осни машини и други съоръжения, вариращи от бластери до Ultra Sonic перални машини. Minghe не само разполага с модерно оборудване, но и разполага с професионални екип от опитни инженери, оператори и инспектори, за да реализират дизайна на клиента.

Договорен производител на отливки. Възможностите включват части за леене от алуминий със студена камера от 0.15 lbs. до 6 lbs., настройка за бърза смяна и обработка. Услугите с добавена стойност включват полиране, вибриране, отстраняване на обезкосмяването, струйно взривяване, боядисване, покритие, покритие, монтаж и обработка на инструменти. Материалите, с които се работи, включват сплави като 360, 380, 383 и 413.

ИДЕАЛНИ ЧАСТИ ЗА ЛИВАНЕ НА ЦИНКОВА ЛИЦА В КИТАЙ

Помощ при проектиране на леене на цинк при съпътстващи инженерни услуги Персонализиран производител на прецизни отливки от цинкова матрица. Могат да се произвеждат миниатюрни отливки, отливки под високо налягане, отливки с многоплъзгащи се форми, конвенционални отливки за форми, единични матрици и независими отливки и отливки с кухина Отливките могат да се произвеждат с дължина и ширина до 24 инча в толеранс +/- 0.0005 инча.

ISO 9001 2015 сертифициран производител на магнезиево и плесенно производство

ISO 9001: 2015 сертифициран производител на магнезиево леене под налягане, Възможностите включват магнезиево леене под високо налягане до 200 тона гореща камера и 3000 тона студена камера, дизайн на инструментите, полиране, формоване, обработка, боядисване на прах и течности, пълен QA с CMM възможности , монтаж, опаковане и доставка.

Minghe Casting Допълнително кастинг Услуга - леене за инвестиции и др

Сертифициран по ITAF16949 Включва допълнителна услуга за кастинг инвестиционно леене,пясъчно леене,Гравитационен кастинг, Изливане на пяна леене,Центробежно леене,Вакуумно леене,Постоянно леене на мухъл, .Възможностите включват EDI, инженерна помощ, солидно моделиране и вторична обработка.

Кастинг индустрии Казуси за части за автомобили: Мотори, Самолети, Музикални инструменти, Водни плавателни съдове, Оптични устройства, Сензори, Модели, Електронни устройства, Кутии, Часовници, Машини, Двигатели, Мебели, Бижута, Конзоли, Телеком, Осветление, Медицински изделия, Фотографски устройства, Роботи, скулптури, озвучителна техника, спортна екипировка, инструментална екипировка, играчки и др.