Hoe verbetert siliciumcarbide de kwaliteit van gietstukken?

1.Introduction

De chemische samenstelling van gesmolten ijzer is hetzelfde, het smeltproces is anders en de eigenschappen van het verkregen gietijzer variëren sterk. De gieterij past methoden toe zoals oververhitting van gesmolten ijzer, inoculatiebehandeling, verandering van de ladingsverhouding, toevoeging van sporen- of legeringselementen, enz., Om de metallurgische kwaliteit en gietprestaties van gietijzer te verbeteren, en tegelijkertijd de mechanische eigenschappen aanzienlijk te verbeteren en verwerkingsprestaties. Inductie-elektrische ovensmelting van gesmolten ijzer kan de temperatuur van gesmolten ijzer effectief regelen, de chemische samenstelling nauwkeurig aanpassen, het verlies van elementverbranding verminderen en een laag zwavel- en fosforgehalte hebben. Het is zeer gunstig voor de productie van nodulair gietijzer, gietijzer van vermiculair grafiet en grijs gietijzer met hoge weerstand. De kiemvormingssnelheid van gesmolten ijzer dat in de inductie-elektrische oven wordt gesmolten, wordt echter verminderd, en de witte mond is meestal groot en het is gemakkelijk om onderkoeld grafiet te produceren. Hoewel de sterkte en hardheid zijn toegenomen, is de metallurgische kwaliteit van gietijzer niet hoog.

In de jaren tachtig zagen Chinese ingenieurs die naar het buitenland gingen om te studeren en te studeren dat zwarte, gebroken glasachtige voorwerpen werden toegevoegd aan de elektrische oven van buitenlandse gieterijen toen ze werden gesmolten. Na navraag kwamen ze erachter dat het siliciumcarbide was. Binnenlandse, door Japan gefinancierde gieterijen gebruiken al lange tijd siliciumcarbide als additief in grote hoeveelheden. Bij het smelten van gesmolten ijzer in een koepel of elektrische oven zijn de voordelen van het toevoegen van voorbehandelingsmiddel SiC talrijk. Siliciumcarbide is onderverdeeld in schurende kwaliteit en metallurgische kwaliteit. De eerste is hoog in zuiverheid en duur, terwijl de laatste laag in prijs is.

Het siliciumcarbide dat in de oven wordt toegevoegd, wordt omgezet in koolstof en silicium van gietijzer. Een daarvan is het verhogen van het koolstofequivalent; de andere is om de vermindering van gesmolten ijzer te versterken en de nadelige effecten van roestige lading aanzienlijk te verminderen. De toevoeging van siliciumcarbide kan de precipitatie van carbiden voorkomen, de hoeveelheid ferriet verhogen, de gietijzeren structuur dicht maken, de verwerkingsprestaties aanzienlijk verbeteren en het snijoppervlak glad maken. Verhoog het aantal grafietballen per oppervlakte-eenheid van nodulair gietijzer en verhoog de sferoïdisatiesnelheid. Het heeft ook een goed effect op het verminderen van niet-metalen insluitsels en slakken, het elimineren van krimpporositeit en het elimineren van onderhuidse poriën.

2. De rol van voorbehandeling

2.1 Het principe van nucleatie In het Fe-C eutectische systeem is grijs gietijzer de leidende fase van eutectisch vanwege het hoge smeltpunt van grafiet tijdens de eutectische stollingsfase, en austeniet wordt geprecipiteerd door grafiet. De tweefasige grafiet + austeniet samengegroeide en samengegroeide korrels gevormd met elke grafietkern als centrum worden eutectische clusters genoemd. De submicroscopische grafietaggregaten, niet-gesmolten grafietdeeltjes, sommige sulfiden met hoog smeltpunt, oxiden, carbiden, nitridedeeltjes, enz. die in de gietijzersmelt aanwezig zijn, kunnen heterogene grafietkernen worden. Er is geen wezenlijk verschil tussen de nucleatie van nodulair gietijzer en de nucleatie van grijs gietijzer, behalve dat magnesiumoxides en sulfiden aan het kernmateriaal worden toegevoegd.
       
De precipitatie van grafiet in gesmolten ijzer moet twee processen ondergaan: kiemvorming en groei. Er zijn twee manieren van grafietkiemvorming: homogene nucleatie en heterogene nucleatie. Homogene kiemvorming wordt ook wel spontane kiemvorming genoemd. Er is een groot aantal golvende koolstofatomen in het gesmolten ijzer dat de kritische kristalkerngrootte overschrijdt, en de koolstofatoomgroepen die op een geordende manier in het korte bereik zijn gerangschikt, kunnen homogene kristalkernen worden. Experimenten tonen aan dat de mate van onderkoeling van homogene kristalkernen erg groot is, en de heterogene kristalkern moet vooral worden gebruikt als kiemvormer voor grafiet in gesmolten ijzer. Er zijn een groot aantal vreemde deeltjes in het gesmolten gietijzer en er zijn 5 miljoen geoxideerde materiaalpunten in elke 1 cm3 gesmolten ijzer. Alleen die deeltjes die een bepaalde relatie hebben met de roosterparameters en fasen van grafiet kunnen grafietkiemvormingssubstraten worden. De karakteristieke parameter van de roosteraanpassingsrelatie wordt de vlakmisaanpassingsgraad genoemd. Natuurlijk, alleen wanneer de mismatch van het roostervlak klein is, kunnen de koolstofatomen gemakkelijk overeenkomen met de grafietkern. Als het kiemvormingsmateriaal koolstofatomen is, dan is hun mate van mismatch nul en zijn dergelijke kiemvormingsomstandigheden de beste.

De interne energie van siliciumcarbide ontleed in koolstof en silicium in gesmolten ijzer is groter dan de koolstof en silicium in het gesmolten ijzer zelf. Het Si in het gesmolten ijzer zelf wordt opgelost in austeniet en de koolstof in het gesmolten ijzer van nodulair gietijzer zit gedeeltelijk in het ijzer. In de vloeistof worden grafietbolletjes gevormd, waarvan sommige nog niet in austeniet zijn neergeslagen. Daarom heeft de toevoeging van siliciumcarbide een goed deoxidatie-effect.

• Si + O2 → SiO2
• (1) MgO +SiO2 →MgO∙SiO2
• (2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
• (3) Enstatietsamenstelling MgO∙SiO2 en forsterietsamenstelling 2MgO∙2SiO2 hebben een hoge mate van mismatch met grafiet (001), dat moeilijk te gebruiken is als basis voor grafietnucleatie. Na te zijn behandeld met gesmolten ijzer dat Ca, Ba, Sr, Al en ferrosilicium bevat, MgOOSiO2 + X → XOOSiO2 + Mg
• (4) (2MgO∙2SiO2) + 3X+ 6Al → 3 (XO∙Al2O3∙2SiO2) + 8Mg
• (5) Waar X——Ca, Ba, Sr.

De reactieproducten XO∙SiO2 en XO∙Al2O3∙SiO kunnen gefacetteerde kristallen vormen op MgO∙SiO2 en 2MgO∙2SiO2 substraten. Vanwege de lage mismatch tussen grafiet en XO∙SiO2 en XO∙Al2O3∙SiO2, is het bevorderlijk voor grafietkiemvorming. Goede grafitisering. Het kan de verwerkingsprestaties verbeteren en de mechanische eigenschappen verbeteren.

2.2 Pre-inoculatie van niet-evenwichtsgrafiet:

Over het algemeen wordt de reikwijdte van heterogene kiemvorming uitgebreid door inoculatie en de rol van heterogene kiemvorming in gesmolten ijzer:

• ①Bevorder een grote hoeveelheid neerslag van C in de eutectische stollingsfase en vorm grafiet om grafitisering te bevorderen;
• ②Verminder de mate van onderkoeling van gesmolten ijzer en verminder de neiging tot witte mond;
• ③Verhoog het aantal eutectische clusters in grijs gietijzer of verhoog het aantal grafietkogels in nodulair gietijzer.

SiC wordt toegevoegd tijdens het smelten van de lading. Siliciumcarbide heeft een smeltpunt van 2700°C en smelt niet in gesmolten ijzer. Het smelt alleen in gesmolten ijzer volgens de volgende reactieformule.
SiC+Fe→FeSi+C (niet-evenwichtsgrafiet)

(6) In de formule wordt Si in SiC gecombineerd met Fe, en de resterende C is niet-evenwichtsgrafiet, dat dient als de kern van grafietprecipitatie. Niet-evenwichtsgrafiet maakt C in het gesmolten ijzer ongelijk verdeeld, en het lokale C-element is te hoog, en "koolstofpieken" zullen verschijnen in de microgebieden. Dit nieuwe grafiet heeft een hoge activiteit en de mismatch met koolstof is nul, dus het is gemakkelijk om de koolstof in het gesmolten ijzer te absorberen en het inoculatie-effect is buitengewoon superieur. Men kan zien dat siliciumcarbide zo'n op silicium gebaseerd kiemvormend middel is.

Siliciumcarbide wordt toegevoegd tijdens het smelten van gietijzer. Voor grijs gietijzer zal de pre-incubatie van niet-evenwichtsgrafiet een groot aantal eutectische clusters genereren en de groeitemperatuur verhogen (de relatieve onderkoeling verminderen), wat bevorderlijk is voor de vorming van type A grafiet; het aantal kristalkernen neemt toe, waardoor de vlokken ontstaan. Grafiet is fijn, wat de mate van grafitisering verbetert en de neiging tot witte mond vermindert, waardoor de mechanische eigenschappen verbeteren. Voor gietijzer met sferoïdaal grafiet verhoogt de toename van kristallijne kernen het aantal grafietbollen en kan de sferoïdisatiesnelheid worden verbeterd.

2.3 Eliminatie van E-type grafiet hypereutectisch grijs gietijzer. C-type en F-type primair grafiet worden gevormd in de vloeibare fase. Omdat het groeiproces niet wordt belemmerd door austeniet, is het onder normale omstandigheden gemakkelijk uit te groeien tot grote vlokken en minder vertakt C-type Grafiet: Wanneer het dunwandige gietstuk snel wordt afgekoeld, zal het grafiet vertakken en uitgroeien tot een ster- gevormd F-type grafiet.
Het vlokgrafiet dat in de eutectische stollingsfase wordt gekweekt, produceert A, B, E, D-grafiet met verschillende vormen en verschillende distributies onder verschillende chemische samenstellingen en verschillende onderkoelingsomstandigheden.

Type A grafiet wordt gevormd in het eutectische cluster met lage onderkoeling en sterk nucleatievermogen, en is gelijkmatig verdeeld in gietijzer. Onder de fijne vlokperliet, hoe kleiner de grafietlengte, hoe hoger de treksterkte, die geschikt is voor werktuigmachines en verschillende mechanische gietstukken.

Type D grafiet is punt- en plaatachtig interdendritisch grafiet met niet-directionele verdeling. D-type grafiet gietijzer heeft een hoog ferrietgehalte en de mechanische eigenschappen worden aangetast. Grafietgietijzer van het D-type heeft echter veel austenietdendrieten, grafiet is kort en gekruld en de eutectische groep heeft de vorm van pellets. Daarom heeft het, vergeleken met hetzelfde matrix A-type grafietgietijzer, de neiging om een ​​hogere sterkte te hebben.

Type E grafiet is een soort vlokgrafiet dat korter is dan Type A grafiet. Net als D-type grafiet bevindt het zich tussen dendrieten en wordt het gezamenlijk dendritisch grafiet genoemd. E ink is gemakkelijk te produceren in gietijzer met een laag koolstofequivalent (grote mate van hypo-eutectisch) en rijke austeniet dendrieten. Op dit moment groeien de eutectische clusters en dendrieten over elkaar heen. Omdat het aantal interdendritische eutectische ijzervloeistof klein is, verspreidt het neergeslagen eutectische grafiet zich alleen in de richting van de dendrieten, wat duidelijk gericht is. De mate van onderkoeling die E-type grafiet vormt, is groter dan die van A-type grafiet en kleiner dan die van D-type grafiet, en de dikte en lengte ervan liggen tussen A en D-type grafiet. Type E grafiet behoort niet tot onderkoeld grafiet, en gaat vaak gepaard met type D grafiet. De directionele verdeling van E-type grafiet onder dendrieten maakt het gemakkelijk voor gietijzer om bros te zijn en in een band langs de grafietrangschikkingsrichting te breken onder een kleine externe kracht. Daarom verschijnt E-type grafiet en kunnen de hoeken van kleine gietstukken met de hand worden gebroken en wordt de sterkte van de gietstukken sterk verminderd. Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, neemt de afkoelsnelheid die nodig is om fijn interdendritisch grafiet te vormen toe en neemt de mogelijkheid om interdendritisch grafiet te produceren af. De hoge mate van oververhitting van de smelt en het langdurige behoud van warmte zullen de mate van onderkoeling verhogen, waardoor de groeisnelheid van de dendrieten toeneemt, de dendrieten langer worden en meer voor de hand liggend gericht zijn. Wanneer SiC wordt gebruikt om het gesmolten ijzer voor te incuberen, wordt tegelijkertijd de onderkoeling van het primaire austeniet verminderd en worden op dit moment korte austenietdendrieten waargenomen. Elimineert de structurele basis van E-type grafiet.

2.4 Verbeter de kwaliteit van gietijzer

Voor gietijzer met sferoïdaal grafiet, in het geval van dezelfde hoeveelheid sferoïdiseermiddel, voorbehandeling met siliciumcarbide, is de uiteindelijke opbrengst aan magnesium hoger. Voor gesmolten ijzer dat is voorbehandeld met siliciumcarbide, kan, als de hoeveelheid achtergebleven magnesium in het gietstuk ongeveer hetzelfde wordt gehouden, de toegevoegde hoeveelheid bolvormer met 10% worden verminderd en wordt de neiging tot witte mond van nodulair gietijzer verminderd.

Siliciumcarbide in de smeltoven wordt naast de koolstof en silicium in het gesmolten ijzer weergegeven in formule (1) ook de deoxidatiereactie van formules (2) en (3) uitgevoerd. Als het toegevoegde SiC zich dicht bij de ovenwand bevindt, zal het gegenereerde SiO2 zich op de ovenwand afzetten en de dikte van de ovenwand vergroten. Onder de hoge smelttemperatuur zal SiO2 de ontkolingsreactie met formule (4) en de slakvormingsreactie met formule (5) en (6) ondergaan.

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

Het deoxiderende effect van siliciumcarbide zorgt ervoor dat het gedeoxideerde product een reeks metallurgische reacties in het gesmolten ijzer heeft, waardoor de schadelijke effecten van oxiden in de gecorrodeerde lading worden verminderd en het gesmolten ijzer effectief wordt gezuiverd.

2.5 Hoe siliciumcarbide te gebruiken?

De zuiverheid van siliciumcarbide van metallurgische kwaliteit ligt tussen 88% en 90%, en de onzuiverheden moeten eerst worden afgetrokken bij het berekenen van de koolstof- en siliciumtoename. Volgens de molecuulformule van siliciumcarbide is het gemakkelijk te verkrijgen: Koolstoftoename: C= C/(C + Si) = 12 / (12 + 28) = 30% (12) Siliciumtoename: Si = Si/(C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) De toegevoegde hoeveelheid siliciumcarbide is gewoonlijk 0.8%-1.0% van de hoeveelheid gesmolten ijzer. De methode om siliciumcarbide toe te voegen is: gesmolten ijzer smelten in een elektrische oven. Wanneer de smeltkroes 1/3 van de lading smelt, voeg deze dan toe aan het midden van de smeltkroes, probeer de ovenwand niet aan te raken en ga dan verder met het toevoegen van de lading voor het smelten. Bij het smelten van gesmolten ijzer in een koepel kan siliciumcarbide met een deeltjesgrootte van 1-5 mm worden gemengd met een geschikte hoeveelheid cement of andere kleefstoffen en wordt water toegevoegd om een ​​massa te vormen. Na te zijn gedroogd in de hete zon, kan het in de oven worden gebruikt volgens de batchverhouding.

3. Slotopmerkingen:

In de afgelopen 20 jaar, of het nu een vrachtwagen, een bedrijfsauto of een gezinsauto is, is het verminderen van het gewicht van het voertuig altijd de ontwikkelingstrend geweest van auto-onderzoek en -ontwikkeling. In de malaise van de financiële crisis ging China Northern Corporation in tegen de trend en exporteerde zware vrachtwagens naar Noord-Amerika, precies op basis van het lichte gewicht van zware vrachtwagens. De toepassing van dunwandig grijs gietijzer, nodulair gietijzer en vermiculair gietijzer, dikwandig nodulair gietijzer en Aubrey nodulair gietijzer stelt hogere eisen aan de metallurgische kwaliteit van gietijzer.

De inoculatievoorbehandeling van siliciumcarbide heeft een goed effect op het verbeteren van de metallurgische kwaliteit van gietijzer. Gieterij-expert Li Chuanshi schreef een artikel dat nadat het voorbehandelingsmiddel aan het gesmolten ijzer is toegevoegd, twee effecten kunnen worden waargenomen: één is het verhogen van het koolstofequivalent; de andere is om de metallurgische omstandigheden van het gesmolten ijzer te veranderen, wat de reduceerbaarheid verbetert.

In 1978 publiceerde BC Godsell uit het Verenigd Koninkrijk zijn onderzoeksresultaten over de voorbehandeling van nodulair gietijzer. Sindsdien is het experimentele onderzoek naar het voorbehandelingsproces ononderbroken verlopen en is het proces nu relatief volwassen. Voor grijs gietijzer kan de voorbehandeling van siliciumcarbide-inoculatie de mate van onderkoeling verminderen en de neiging tot witte mond verminderen; de grafietkern vergroten, de vorming van A-type grafiet bevorderen, de productie van B-type, E-type en D-type grafiet verminderen of voorkomen en het aantal eutectische clusters verhogen. Fijn vlokgrafiet; voor gietijzer met sferoïdaal grafiet bevordert de voorbehandeling van inoculatie van siliciumcarbide de toename van het aantal grafietballen in het gietijzer, de sferoïdisatiesnelheid en de ronding van de grafietballen.

Het gebruik van siliciumcarbide kan het deoxidatie- en reductie-effect van ijzeroxide versterken, de gietijzeren structuur compact maken en de gladheid van het snijoppervlak vergroten. Het gebruik van siliciumcarbide kan de levensduur van de ovenwand verlengen zonder het aluminium- en zwavelgehalte van het gesmolten ijzer te verhogen.

Bewaar de bron en het adres van dit artikel voor herdruk:Hoe verbetert siliciumcarbide de kwaliteit van gietstukken?

Minge Spuitgietbedrijf zijn toegewijd aan het vervaardigen en leveren van hoogwaardige en hoogwaardige gietstukken (het assortiment metalen spuitgietonderdelen omvat voornamelijk: Dunwandig spuitgieten,Hot Chamber Spuitgieten,Koude kamer spuitgieten),Ronde Service (Die Casting Service,CNC-bewerking,Matrijzen maken, Oppervlaktebehandeling). Elk aangepast aluminium spuitgieten, magnesium of Zamak / zink spuitgieten en andere gietstukken zijn welkom om contact met ons op te nemen.

Onder controle van ISO9001 en TS 16949 worden alle processen uitgevoerd door honderden geavanceerde spuitgietmachines, 5-assige machines en andere faciliteiten, variërend van blasters tot Ultra Sonic-wasmachines. Minghe heeft niet alleen geavanceerde apparatuur, maar heeft ook professionele team van ervaren ingenieurs, operators en inspecteurs om het ontwerp van de klant waar te maken.

Contractfabrikant van spuitgietwerk. Mogelijkheden zijn onder meer koude kamer aluminium spuitgietonderdelen vanaf 0.15 lbs. tot 6 lbs., snelwissel instellen en machinaal bewerken. Diensten met toegevoegde waarde omvatten polijsten, trillen, ontbramen, stralen, schilderen, plateren, coaten, assembleren en bewerken. Materialen waarmee gewerkt is, zijn legeringen zoals 360, 380, 383 en 413.

Hulp bij ontwerp van spuitgieten van zink/concurrent engineering. Custom fabrikant van precisie gegoten zink. Miniatuurgietstukken, hogedrukgietstukken, multi-slide gietstukken, conventionele gietstukken, eenheidsmatrijs en onafhankelijke spuitgietstukken en holteverzegelde gietstukken kunnen worden vervaardigd. Gietstukken kunnen worden vervaardigd in lengtes en breedtes tot 24 inch met een tolerantie van +/- 0.0005 inch.  

ISO 9001: 2015 gecertificeerde fabrikant van gegoten magnesium. Mogelijkheden zijn onder hoge druk spuitgieten van magnesium tot 200 ton hete kamer en 3000 ton koude kamer, gereedschapsontwerp, polijsten, gieten, machinale bewerking, poeder- en vloeistofverven, volledige QA met CMM-mogelijkheden , montage, verpakking & levering.

ITAF16949 gecertificeerd. Extra castingservice omvat: investering gieten,zandgieten,Zwaartekracht gieten, Verloren schuimafgietsel,Centrifugaal gieten,Vacuümgieten,Permanent vormgieten,. Mogelijkheden zijn onder meer EDI, technische assistentie, solide modellering en secundaire verwerking.

Gietindustrieën Casestudy's over onderdelen voor: auto's, fietsen, vliegtuigen, muziekinstrumenten, waterscooters, optische apparaten, sensoren, modellen, elektronische apparaten, behuizingen, klokken, machines, motoren, meubels, sieraden, mallen, telecom, verlichting, medische apparaten, fotografische apparaten, Robots, sculpturen, geluidsapparatuur, sportuitrusting, gereedschap, speelgoed en meer. 

Wat kunnen we u hierna helpen doen?

∇ Ga naar de startpagina voor Spuitgieten China

By Minghe Die Casting Fabrikant: |Categorieën: Handige artikelen |Materiaal Tags: Aluminium gieten, Zink gieten, Magnesium gieten, Titanium gieten, Gieten van roestvrij staal, Messing gieten,Brons gieten,Video casten,Geschiedenis van ons bedrijf,Aluminium spuitgieten |Reacties uitgeschakeld