Aliatge de calci silici (CaSi)és un additiu multifuncional bàsic en la producció de ferro colat. Mitjançant quatre funcions bàsiques-modificació, desoxidació i purificació del grafit, refinament del gra i control del sofre-millora de manera integral la resistència, la duresa, la mecanització i la fiabilitat del ferro colat, fent-lo adequat per a aplicacions-de gamma alta com ara peces d'automòbil i maquinària industrial.
Propietats físiques:Punt de fusió 1250 -1350 graus, densitat 2,5-2,8 g/cm³, bloc gris plata (5-30 mm) o pols, el calci es volatilitza fàcilment a altes temperatures, presenta una forta reactivitat i té una bona compatibilitat amb el ferro fos;
Avantatges bàsics:La integració multifuncional (esferoidització + desoxidació + refinat), afegint un 0,2%-0,5% per tona de ferro colat pot aconseguir una millora del rendiment multi{-dimensional, amb una rendibilitat important;
Mecanisme bàsic de l'aliatge de silici i calci que millora el rendiment del ferro colat
(1) Modificació del grafit: de "escama" a "esferoide", la duresa es duplica
Mecanisme d'acció:
El silici millora l'activitat del carboni en el ferro fos, afavorint la nucleació de grafit; El calci, com a agent esferoiditzant, s'adsorbeix a la superfície dels nuclis de grafit, inhibint el creixement de l'escamot i guiant la formació d'esferoides/cucs-com el grafit;
Reacció clau:
El calci es combina amb sofre i oxigen, eliminant la seva interferència amb l'esferoidització del grafit, mentre que el CaC₂ generat pot servir com a nucli de nucleació de grafit.
(2) Desoxidació i purificació: redueix les inclusions i millora la puresa.
Mecanisme d'acció:
El silici reacciona amb l'oxigen: Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe. La densitat del SiO₂ generat és de 2,65 g/cm³, molt inferior a la del ferro fos (7,1 g/cm³), cosa que facilita la flotació i la formació d'escòries.
Desoxidació-millorada de calci:
2Ca + O₂ → 2CaO. El calci té una afinitat més forta per l'oxigen que el silici, que pot eliminar traces d'oxigen residual del ferro fos. Simultàniament, reacciona amb Al₂O₃ per formar inclusions compostes de baix -punt de fusió- (CaO・Al₂O₃), facilitant la separació.
(3) Refinament del gra: perfecciona la microestructura, equilibrant la força i la duresa.
Mecanisme d'acció:
Les partícules diminutes (com ara CaS, SiO₂) dels aliatges de silici-calci actuen com a llocs de nucleació heterogenis, promovent la formació de nombrosos grans fins en lloc d'uns quants grans gruixuts durant la solidificació del ferro colat.
Enfortiment del límit del gra:
Els grans refinats augmenten el nombre de límits de gra per unitat de volum, dificultant el moviment de dislocació i dispersant l'estrès, millorant així el rendiment global del material.
(4) Control de sofre: elimina la fragilitat calenta i millora el rendiment de mecanitzat
Mecanisme d'acció:
El calci reacciona preferentment amb el sofre: Ca + FeS → CaS + Fe. CaS té un punt de fusió de 2450 graus, és insoluble en ferro fos, precipita com a partícules sòlides i flota a l'escòria, eliminant completament els efectes nocius del sofre.
Valor clau:
Evita que el FeS (punt de fusió 1190 graus) formi una xarxa contínua als límits del gra, eliminant el fenomen de "frgilitat en calent".
Punts clau de control d'ús:
Temps d'addició:Afegiu al ferro dúctil després del tractament esferoidant i abans de la inoculació; afegir a ferro colat gris 5-10 minuts abans de tocar per assegurar una reacció suficient.
Mètode d'addició:AfegeixCaSi Lumpproductes directament; afegirSiCa en polsproductes mitjançant un inoculador; afegirFil conductor CaSiproductes amb un alimentador de filferro (velocitat 3-5 m/s) per evitar la pèrdua per volatilització del calci.
Control de dosificació: Excessive addition (>0.5%) will lead to excessively high cast iron hardness (HB>250), augmentant la dificultat de processament. Es requereix un control precís segons el tipus de ferro colat.
