Como mellora o carburo de silicio a calidade das pezas fundidas?

Hora de publicación: 06 / 17 2021 Autor: Editor do sitio Visita: 13538

1.Introdución

A composición química do ferro fundido é a mesma e o proceso de fundición é diferente e as propiedades do ferro fundido obtidas varían moito. A fundición adopta métodos como o sobrecalentamento do ferro fundido, o tratamento de inoculación, o cambio da relación de carga, a adición de trazas ou elementos de aliaxe, etc., para mellorar a calidade metalúrxica e o rendemento de fundición do ferro fundido e, ao mesmo tempo, mellorar moito as propiedades mecánicas e rendemento do procesamento. A fundición por forno eléctrico de indución de ferro fundido pode controlar de forma efectiva a temperatura do ferro fundido, axustar con precisión a composición química, reducir a perda de queima de elementos e ter un baixo contido de xofre e fósforo. É moi beneficioso para a produción de fundición dúctil, fundición de grafito vermicular e fundición gris de alta resistencia. Non obstante, a taxa de nucleación do ferro fundido fundido no forno eléctrico de indución redúcese e a boca branca tende a ser grande e é fácil producir grafito superenfriado. Aínda que aumentou a resistencia e a dureza, a calidade metalúrxica do ferro fundido non é alta.

Na década de 1980, os enxeñeiros chineses que marcharon ao estranxeiro para estudar e estudar viron que se engadían obxectos negros con forma de vidro roto ao forno eléctrico das fundicións estranxeiras cando foron fundidos. Despois das investigacións, souberon que era carburo de silicio. As compañías nacionais de fundición con fondos xaponeses tamén empregaron o carburo de silicio como aditivo en grandes cantidades durante moito tempo. Na cúpula ou no forno eléctrico que funde ferro fundido, as vantaxes de engadir un axente de pretratamento SiC son moitas. O carburo de silicio divídese en grao abrasivo e metalúrxico. O primeiro é alto en pureza e caro, mentres que o segundo é baixo en prezo.

O carburo de silicio engadido ao forno convértese en carbono e silicio de fundición. Unha delas é aumentar o equivalente en carbono; o outro é fortalecer a redución do ferro fundido e reducir moito os efectos adversos da carga oxidada. A adición de carburo de silicio pode evitar a precipitación de carburos, aumentar a cantidade de ferrita, facer densa a estrutura de fundición, mellorar significativamente o rendemento de procesamento e facer a superficie de corte lisa. Aumenta o número de bolas de grafito por unidade de área de fundición nodular e aumenta a taxa de esferoidización. Tamén ten un bo efecto na redución de inclusións non metálicas e escorias, eliminando a porosidade de contracción e eliminando os poros subcutáneos.

2. O papel do pretratamento

2.1 O principio da nucleación No sistema eutéctico Fe-C, o ferro fundido gris é a fase principal do eutéctico debido ao alto punto de fusión do grafito durante a etapa de solidificación eutéctica e a austenita precipítase por grafito. Os grans bifásicos de grafito + austenita co-cultivados e co-cultivados formados con cada núcleo de grafito como centro denomínanse cúmulos eutécticos. Os agregados submicroscópicos de grafito, as partículas de grafito non fundidas, algúns sulfuros de alto punto de fusión, óxidos, carburos, partículas de nitruro, etc. existentes no fundido de ferro fundido poden converterse en núcleos de grafito heteroxéneos. Non hai diferenza esencial entre a nucleación do ferro fundido nodular e a nucleación do ferro fundido gris, excepto que se engaden óxidos e sulfuros de magnesio ao material do núcleo.

A precipitación de grafito en ferro fundido debe sufrir dous procesos: a nucleación e o crecemento. Hai dúas formas de nucleación de grafito: nucleación homoxénea e nucleación heteroxénea. A nucleación homoxénea tamén se di nucleación espontánea. Hai un gran número de átomos de carbono ondulantes no ferro fundido que superan o tamaño crítico do núcleo cristalino, e os grupos de átomos de carbono dispostos de xeito ordenado a curto alcance poden converterse en núcleos cristalinos homoxéneos. Os experimentos demostran que o grao de superenfriamiento dos núcleos cristalinos homoxéneos é moi grande e que o núcleo cristalino heteroxéneo debe usarse principalmente como axente nucleante para o grafito en ferro fundido. No ferro fundido hai unha gran cantidade de partículas estrañas e hai 5 millóns de puntos de material oxidado en cada 1 cm3 de ferro fundido. Só aquelas partículas que teñen certa relación cos parámetros e as fases do retículo do grafito poden converterse en substratos de nucleación de grafito. O parámetro característico da relación de correspondencia de celosías chámase grao de desaxuste plano. Por suposto, só cando o desaxuste do plano da rede é pequeno, os átomos de carbono poden coincidir facilmente co núcleo de grafito. Se o material de nucleación son átomos de carbono, entón o seu grao de desaxuste é cero, e estas condicións de nucleación son as mellores.

A enerxía interna do carburo de silicio descomposto en carbono e silicio no ferro fundido é maior que o carbono e o silicio contidos no propio ferro fundido. O Si contido no propio ferro fundido disólvese en austenita e o carbono no ferro fundido do ferro fundido dúctil está parcialmente no ferro. No líquido fórmanse esferas de grafito, algunhas das cales aínda non se precipitaron en austenita. Polo tanto, a adición de carburo de silicio ten un bo efecto de desoxidación.

Si + O2 → SiO2
(1) MgO + SiO2 → MgO ∙ SiO2
(2) 2MgO +2SiO2→ 2MgO∙2SiO2
(3) A composición de enstatita MgO ∙ SiO2 e a composición de forsterita 2MgO ∙ 2SiO2 teñen un alto grao de desaxuste co grafito (001), que é difícil de usar como base para a nucleación do grafito. Despois de ser tratado con ferro fundido que contén Ca, Ba, Sr, Al e ferrosilicio, MgO ∙ SiO2 + X → XO ∙ SiO2 + Mg
(4) (2MgO ∙ 2SiO2) + 3X + 6Al → 3 (XO ∙ Al2O3 ∙ 2SiO2) + 8Mg
(5) Onde X —— Ca, Ba, Sr.

Os produtos de reacción XO ∙ SiO2 e XO ∙ Al2O3 ∙ SiO poden formar cristais facetados sobre substratos de MgO ∙ SiO2 e 2MgO ∙ 2SiO2. Debido ao baixo desaxuste entre o grafito e XO ∙ SiO2 e XO ∙ Al2O3 ∙ SiO2, é propicio para a nucleación do grafito. Boa grafitización. Pode mellorar o rendemento do procesamento e mellorar as propiedades mecánicas.

2.2 Preinoculación de grafito sen equilibrio:

Xeralmente, o alcance da nucleación heteroxénea amplíase mediante a inoculación e o papel da nucleación heteroxénea no ferro fundido:

①Promove unha gran cantidade de precipitación de C na etapa de solidificación eutéctica e forma grafito para promover a grafitización;
②Reduce o grao de superenfrío do ferro fundido e reduce a tendencia da boca branca;
③Aumenta o número de cúmulos eutécticos en fundición gris ou aumenta o número de bolas de grafito en ferro dúctil.

Engádese SiC durante a fundición da carga. O carburo de silicio ten un punto de fusión de 2700 ° C e non se funde en ferro fundido. Só se derrete en ferro fundido segundo a seguinte fórmula de reacción.
SiC + Fe → FeSi + C (grafito sen equilibrio)

(6) Na fórmula, Si en SiC combínase con Fe e o resto C é grafito sen equilibrio, que serve como núcleo da precipitación de grafito. O grafito sen equilibrio produce C no ferro fundido distribuído de xeito desigual e o elemento C local é demasiado alto e aparecerán "picos de carbono" nas microáreas. Este novo grafito ten unha alta actividade e o seu desaxuste co carbono é cero, polo que é fácil absorber o carbono no ferro fundido e o efecto de inoculación é extremadamente superior. Pódese ver que o carburo de silicio é un axente nucleante a base de silicio.

O carburo de silicio engádese durante a fundición de ferro fundido. Para o ferro fundido gris, a pre-incubación do grafito sen equilibrio xerará unha gran cantidade de agrupacións eutécticas e aumentará a temperatura de crecemento (reducirá o refrixeración relativa), o que é propicio para a formación de grafito tipo A; o número de núcleos de cristal aumenta, facendo que as escamas O grafito estea ben, o que mellora o grao de grafitización e reduce a tendencia da boca branca, mellorando así as propiedades mecánicas. Para o ferro fundido de grafito esferoidal, o aumento de núcleos cristalinos aumenta o número de esferas de grafito e pódese mellorar a taxa de esferoidización.

2.3 Eliminación do fundido gris hipereutéctico de grafito tipo E. O grafito primario tipo C e tipo F fórmanse na fase líquida. Debido a que o proceso de crecemento non é interferido pola austenita, en circunstancias normais, é doado converterse en folerpas grandes e grafito tipo C menos ramificado: cando a fundición de paredes delgadas se arrefría rapidamente, o grafito ramifícase e convértese nunha estrela. grafito en forma de F.
O grafito en escamas cultivado na etapa de solidificación eutéctica produce grafitos A, B, E, D de diferentes formas e diferentes distribucións baixo diferentes composicións químicas e diferentes condicións de enfriamiento inferior.

O grafito tipo A fórmase no cúmulo eutéctico con pouca enfriamento e forte capacidade de nucleación, e distribúese uniformemente en ferro fundido. Entre a perlita en escamas finas, canto menor sexa a lonxitude do grafito, maior será a resistencia á tracción, que é adecuada para máquinas-ferramentas e varias pezas fundidas mecánicas.

O grafito tipo D é un grafito interdendrítico en forma de punto e folla con distribución non direccional. O ferro fundido de grafito tipo D ten un alto contido de ferrita e as súas propiedades mecánicas vense afectadas. Non obstante, o ferro fundido de grafito tipo D ten moitas dendritas de austenita, o grafito é curto e rizado e o grupo eutéctico está en forma de pelotas. Polo tanto, en comparación co mesmo fundido de grafito tipo A de matriz, adoita ter unha maior resistencia.

O grafito tipo E é unha especie de grafito en escamas máis curto que o grafito tipo A. Do mesmo xeito que o grafito tipo D, sitúase entre dendritas e denomínase colectivamente grafito dendrítico. A tinta E é fácil de producir en ferro fundido cun equivalente baixo en carbono (gran grao de hipoeutéctica) e dendritas austeníticas ricas. Neste momento, os cúmulos eutécticos e as dendritas crecen. Debido a que o número de líquido de ferro eutéctico interdendrítico é pequeno, o grafito eutéctico precipitado só se distribúe ao longo da dirección das dendritas, que ten unha direccionalidade evidente. O grao de enfriamiento inferior que forma grafito de tipo E é maior que o de grafito de tipo A e inferior ao de grafito de tipo D, e o seu grosor e lonxitude están entre o grafito de tipo A e D. O grafito tipo E non pertence ao grafito superenfriado e adoita ir acompañado de grafito tipo D. A distribución direccional do grafito tipo E entre as dendritas facilita que o ferro fundido poida ser quebradizo e romper nunha banda ao longo da dirección de disposición do grafito baixo unha pequena forza externa. Polo tanto, aparece o grafito tipo E e as esquinas dos pequenos moldes pódense romper coa man e a resistencia dos moldes redúcese moito. A medida que aumenta o contido de carbono, aumenta a velocidade de arrefriamento necesaria para formar grafito interdendrítico fino e diminúe a posibilidade de producir grafito interdendrítico. O alto grao de sobrecalentamiento do fundido e a preservación do calor a longo prazo aumentarán o grao de enfriamento inferior, aumentando así a taxa de crecemento das dendritas, facendo que as dendritas sexan máis longas e teñan unha direccionalidade máis evidente. Cando se usa o SiC para pre-incubar o ferro fundido, o enfriamiento inferior da austenita primaria redúcese ao mesmo tempo e obsérvanse dendritas de austenita curtas neste momento. Elimina a base estrutural do grafito tipo E.

2.4 Mellorar a calidade do ferro fundido

Para o ferro fundido de grafito esferoidal, no caso da mesma cantidade de axente esferoidante, pretratamento con carburo de silicio, o rendemento final de magnesio é maior. Para o ferro fundido pretratado con carburo de silicio, se a cantidade de magnesio residual na fundición mantense aproximadamente a mesma, a cantidade de axente esferoidizante engadida pode reducirse nun 10% e aliviarase a tendencia á boca branca do ferro fundido nodular.

O carburo de silicio no forno de fundición, ademais do carbono e o silicio no ferro fundido que se amosan na fórmula (1), tamén se leva a cabo a reacción de desoxidación das fórmulas (2) e (3). Se o SiC engadido está preto da parede do forno, o SiO2 xerado depositarase na parede do forno e aumentará o espesor da parede do forno. Baixo a alta temperatura de fundición, o SiO2 experimentará a reacción de descarburación da fórmula (4) e a reacción de escoria da fórmula (5) e (6).

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

O efecto desoxidante do carburo de silicio fai que o produto desoxidado teña unha serie de reaccións metalúrxicas no ferro fundido, reducindo os efectos nocivos dos óxidos na carga corroída e purificando efectivamente o ferro fundido.

2.5 Como usar o carburo de silicio

A pureza do carburo de silicio de calidade metalúrxica está entre o 88% e o 90% e as impurezas deben descontarse primeiro ao calcular o aumento de carbono e silicio. Segundo a fórmula molecular do carburo de silicio, é fácil obter: Aumento de carbono: C = C / (C + Si) = 12 / (12 + 28) = 30% (12) Aumento de silicio: Si = Si / (C + Si) = 28 / (12 + 28) = 70% (13) A cantidade de carburo de silicio engadida adoita ser do 0.8% -1.0% da cantidade de ferro fundido. O método para engadir carburo de silicio é: fundir ferro fundido nun forno eléctrico. Cando o crisol funda 1/3 da carga, engádeo ao medio do crisol, intente non tocar a parede do forno e logo siga engadindo a carga por fundición. Na fundición de cúpulas de ferro fundido, o carburo de silicio cun tamaño de partícula de 1 a 5 mm pode mesturarse cunha cantidade adecuada de cemento ou outros adhesivos e engádese auga para formar unha masa. Despois de secar ao sol quente, pode usarse no forno segundo a proporción de lote.

3. Observacións conclusivas

Nos últimos 20 anos, xa sexa un camión, unha empresa ou un coche familiar, reducir sempre o peso do vehículo foi a tendencia de desenvolvemento da investigación e desenvolvemento do automóbil. Na caída do mercado da crise financeira, China Northern Corporation cambiou a tendencia e exportou camións pesados a América do Norte, precisamente en función do peso lixeiro dos camións pesados. A aplicación de fundición gris de paredes delgadas, fundición dúctil e fundición de grafito vermicular, fundición dúctil de paredes grosas e fundición dúctil de Aubrey propón maiores requisitos na calidade metalúrxica do fundido.

O pretratamento de inoculación de carburo de silicio ten un bo efecto na mellora da calidade metalúrxica do ferro fundido. O experto en fundición Li Chuanshi escribiu un artigo que despois de engadir o axente de pretratamento ao ferro fundido, pódense observar dous efectos: un é aumentar o equivalente en carbono; o outro é cambiar as condicións metalúrxicas do ferro fundido, o que aumenta a reducibilidade.

En 1978, BC Godsell do Reino Unido publicou os resultados da súa investigación sobre o pretratamento do ferro dúctil. Desde entón, a investigación experimental sobre o proceso de pretratamento foi ininterrompida e o proceso está agora relativamente maduro. Para o ferro fundido gris, o pretratamento de inoculación de carburo de silicio pode reducir o grao de enfriamiento inferior e reducir a tendencia da boca branca; aumentar o núcleo de grafito, promover a formación de grafito de tipo A, reducir ou evitar a produción de grafito de tipo B, tipo E e tipo D e aumentar o número de grupos eutécticos. Grafito en escamas finos; para o ferro fundido de grafito esferoidal, o pretratamento da inoculación de carburo de silicio promove o aumento do número de bolas de grafito no ferro fundido, a taxa de esferoidización e a redondez das bolas de grafito.

O uso de carburo de silicio pode fortalecer o efecto de desoxidación e redución do óxido de ferro, facer compacta a estrutura de fundición e aumentar a suavidade da superficie de corte. O uso de carburo de silicio pode prolongar a vida útil da parede do forno sen aumentar o contido de aluminio e xofre do ferro fundido.

Mantén a fonte e o enderezo deste artigo para reimprimilos:Como mellora o carburo de silicio a calidade das pezas fundidas?

Minghe Compañía de Fundición a Presión dedícanse á fabricación e proporcionan pezas de fundición de calidade e alto rendemento (a gama de pezas de fundición a presión de metal inclúe principalmente Fundición a presión de parede delgada,Fundición a cámara quente,Fundición a cámara fría), Servizo redondo (servizo de fundición a presión,Cnc mecanizado,Fabricación de moldes, Tratamento de superficie). Calquera requirimento de fundición a presión de aluminio, magnesio ou fundición de Zamak / cinc e outros requisitos de fundición son benvidos para poñerse en contacto connosco.

ISO90012015 E ITAF 16949 TENDA DA EMPRESA CASTING

Baixo o control de ISO9001 e TS 16949, todos os procesos lévanse a cabo a través de centos de máquinas de fundición a presión avanzadas, máquinas de 5 eixes e outras instalacións, que van dende as blasters ata as lavadoras Ultra Sonic. Minghe non só ten equipos avanzados senón que tamén ten profesionais equipo de enxeñeiros, operadores e inspectores experimentados para facer realidade o deseño do cliente.

POTENTE FUNDICIÓN EN ALUMINIO CON ISO90012015

Fabricante por contrato de pezas fundidas. As capacidades inclúen pezas de fundición de aluminio a cámara fría de 0.15 libras. ata 6 libras, configuración rápida de cambio e mecanizado. Os servizos de valor engadido inclúen o pulido, vibración, desbarbado, granallado, pintura, revestimento, revestimento, montaxe e ferramentas. Entre os materiais traballados inclúense aliaxes como 360, 380, 383 e 413.

PECES DE CASTING PERFECTAS DE ZINC EN CHINA

Servizos de enxeñaría simultánea de asistencia ao deseño de fundición por cinc. Fabricante a medida de pezas de fundición de cinc de precisión. Pódense fabricar pezas fundidas en miniatura, pezas fundidas de alta presión, pezas de molde de varias diapositivas, pezas de molde convencionais, pezas de moldaxe de pezas individuais e pezas de fundición independentes e pezas de fundición seladas. As pezas fundidas pódense fabricar en lonxitudes e anchuras de ata 24/0.0005 polgadas +/- XNUMX polgadas de tolerancia.

Fabricante certificado ISO 9001 2015 de fabricación de moldes e magnesio fundido a presión

Fabricante certificado ISO 9001: 2015 de magnesio fundido a presión, as capacidades inclúen fundición a presión de magnesio de alta presión ata cámara quente de 200 toneladas e cámara fría de 3000 toneladas, deseño de ferramentas, pulido, moldeado, mecanizado, pintura en po e líquido, QA completo con capacidades CMM , montaxe, embalaxe e entrega.

Minghe Casting Servizo de fundición adicional-fundición de investimento, etc.

Certificado ITAF16949. Inclúe servizo de fundición adicional fundición de investimento,fundición de area,Fundición por gravidade, Fundición de escuma perdida,Fundición centrífuga,Fundición ao baleiro,Fundición permanente de moldesAs capacidades inclúen EDI, asistencia en enxeñaría, modelado sólido e procesamento secundario.

Estudos de casos de aplicación de pezas de fundición

Industrias de fundición Estudos de casos de pezas para: coches, bicicletas, avións, instrumentos musicais, motos acuáticas, dispositivos ópticos, sensores, modelos, dispositivos electrónicos, caixas, reloxos, maquinaria, motores, mobles, xoias, discos, telecomunicacións, iluminación, dispositivos médicos, dispositivos fotográficos, Robots, esculturas, equipos de son, equipos deportivos, ferramentas, xoguetes e moito máis.