Aliatges de silici de calci, silici ferro, iAliatges de bari de silicisón tres inoculants que s’utilitzen habitualment en la producció de ferro colat. La seva funció bàsica és millorar la morfologia del grafit i perfeccionar la mida del gra afegint elements específics al ferro fos, millorant així les propietats mecàniques (com la força i la duresa) i la processabilitat del ferro colat.
Comparació de components bàsics i mecanismes d’inoculació
El rendiment d’un inoculant està essencialment determinat pels seus elements bàsics. Els mecanismes d’acció de diferents elements afecten directament l’efecte d’inoculació. Les diferències en els components i mecanismes bàsics dels tres inoculants es mostren a la taula següent:
| Tipus inoculant | Ingredients principals | Elements inoculants clau | Mecanisme Inoculant Core |
| Aliatge de silici ferro | Fe (matriu), SI (70%-85%), Impureses mínimes |
Sí |
1. El complement SI al ferro fos redueix l’equivalent al carboni i inhibeix la formació de ferro de fosa blanca (cimentita). 2. SI promou la nucleació de grafit i refina les partícules de grafit (per exemple, el grafit de flocs es fa més fi i es distribueix més uniformement). |
| Aliatge de silici de calci | SI (50%-65%), CA (20%-35%), Fe (saldo) |
Si + CA |
1. SI té un paper fonamental en la inoculació i la inhibició de ferro colat blanc. 2. CA és un fort element desoxiditzant/desulfuritzador, eliminant impureses nocives com O i S del ferro fos (reduint la resistència de les impureses a la nucleació del grafit). 3. CAO i CAS, formats per la reacció de CA amb O i S, serveixen de nuclis de nucleació heterogenis, augmentant significativament la taxa de nucleació de grafit i aconseguint un refinament del gra superior al ferrosilicó pur. |
| Aliatge de silici de bari | SI (50%-70%), BA (10%-25%), Fe (saldo) |
Si + BA |
1. SI proporciona un fonament per a la grafitització. 2. La capacitat de desoxidització de BA és lleugerament més feble que la de CA, però la seva capacitat de grafitització és més forta, promovent la transformació de grafit des de flocs fins a flocs (en ferro dúctil i ferro colat maleable). 3. BA redueix la viscositat de ferro fos, millora la uniformitat de distribució de grafit i redueix defectes com ara cavitats de contracció i porositat en les foses. |
Comparació dels escenaris de rendiment i aplicació clau
Les diferències de rendiment entre diferents inoculants determinen els seus tipus de ferro colat aplicables (ferro gris, ferro dúctil, ferro maleable, etc.) i requisits de colada (com ara la força alta, les parts de paret de - i les parts gruixudes -). Una comparació específica és la següent:
| Dimensions de comparació |
Aliatge de silici ferro
|
Aliatge de silici de calci
|
Aliatge de silici de bari
|
| Foto |
 |
 |
 |
| Força de l'efecte de la inoculació | Dèbil - mitjà (inoculació bàsica, efecte estable però suau) | Fort (inoculació composta, perfeccionament significatiu de gra i supressió de ferro colat blanc) | Medium - Strong (excel·lent grafitització, alhora que aconsegueix el refinament del gra) |
| Millora de la morfologia del grafit | Perfecciona principalment el grafit de flocs, amb un ajust de morfologia limitat | Graphite fi (flocs/floculacions), reduint el "grafit gruixut" | Millora significativament la morfologia del grafit, promovent la formació de grafit flocculent/esferoidal (especialment adequat per a ferro dúctil) |
| Supressió de colada blanca | Mitjà (es basa exclusivament en SI, propens a la fosa blanca a les parts de paret de la fosa fina -) | Strong (CA elimina les impureses nocives, reduint el risc de ferro de colat blanc en parts de parets primes -) | Relativament fort (BA assisteix a la grafitització, suprimint el ferro de colat blanc millor que el ferrosilicó) |
| Compatibilitat del tipus de càsting | 1. Ferro de colat gris normal (com ara llits i canonades de màquines -eina); 2. |
1 2. 3. Ferro colat maleable (que requereix un perfeccionament de gra) |
1. Ferro dúctil (com ara els cigànds i les rodes d'automòbils); 2. 3. Castings que requereixen una morfologia de grafit elevada |
| Control de defectes | General (propens a la contracció a causa del grafit gruixut) | BON (El perfeccionament de grafit redueix la contracció, la CA millora la fluïdesa de ferro fos) | Excel·lent (BA redueix la viscositat de ferro fos, minimitzant les cavitats de contracció i les inclusions de les escòries, cosa que la fa especialment adequada per a parts estructurals complexes) |
Resum de recomanacions de selecció Resum
A partir de la comparació anterior, en la producció real, s’han de seguir els principis següents a l’hora de seleccionar un inoculant:
Es prefereix els escenaris on es prefereix Ferrosilicon (FESI):
Producció de ferro de colat gris ordinari (com ara baixos - canonades de càrrega i peces de maquinària agrícola) amb requisits baixos per a la força i la morfologia de grafit;
Fosats amb una estructura senzilla, un gruix de paret uniforme i cap {{0- zones emmurallades propenses al fosa blanc;
Cerqueu estabilitat de baix cost i procés sense control complex d’inoculació.
Escenaris on es prefereixen els aliatges de silici de calci:
Producció de High - força de fosa gris de ferro (com ara blocs de motor i high - vàlvules de pressió) que requereixen una resistència a la tracció millorada;
Castings amb - zones emmurallades (com ara capçaleres de cilindre automobilístic) que requereixen una forta supressió de fosa blanca;
El contingut elevat d’O i S al ferro fos que requereix desoxidació i desulfurització simultània per millorar el rendiment de la inoculació.
Aliatge de bari de silici (aliatge Fesiba) es prefereix als següents escenaris:
La producció de ferro dúctil o de fosa maleable requereix un control estricte de la morfologia de grafit (floculació/esfericitat);
Les colades amb estructures complexes (com ara els cigonyals i les caixes de canvis) són propenses a les cavitats de contracció i a les inclusions d’escòria;
Valor High - - Les foses afegides requereixen un cost més elevat a canvi de propietats mecàniques excel·lents (com el ferro dúctil amb una resistència a la tracció superior o igual a 600 MPa).
