Molta gent no coneixcarbur de silici. Tot i que comparteix moltes similituds ambsilici ferroEn els seus usos, tots dos contenen silici, que, mitjançant reaccions de silici, realitza funcions clau com aradesoxidaciói aliatge. Tanmateix, l'aliatge FESI utilitza habitualment concentracions més baixes, com ara65%, 72%, i75%, mentre que el carbur de silici té un rang més ampli de concentracions, que oscil·la entre el 60%i el 90%, i fins i tot fins al 99%. En el nostre treball diari, rebem consultes sobre silici de carbur amb concentracions del 64%,70%, 88%, i90%. Per solucionar aquesta confusió, primer explicaré les diverses concentracions i mides de carbur de silici utilitzat per a la desoxidació de fosa.
A la indústria de la foneria, el carbur de silici (sic) s’utilitza àmpliament com a desoxiditzador. La seva funció bàsica és reaccionar el silici (Si) en l’aliatge de carbur de silici amb oxigen (O) en acer fos o ferro per formar diòxid de silici (SiO₂), reduint així el contingut d’oxigen en la fusió i minimitzant defectes com la porositat i les inclusions de les escletxes. El contingut i la mida dels desoxidadors de carbur de silici estan estretament relacionats amb el material de fosa (per exemple, ferro colat, acer colat) i el procés de fosa.
Criteris de contingut de desoxiditzadors de carbur de silici comú
El contingut de desoxiditzador de carbur de silici (en referència a la puresa SIC) normalment es troba entre el 60% i el 80%. La selecció específica s’ha de basar en els requisits de material de colada i el control de costos:
1. 60%-70% contingut de carbur de silici-baix-baix
Aplicacions aplicables:Fosa i desoxidació de ferro colat gris i ferro dúctil ordinari.
Característiques de la composició:A més de sic, conté una certa quantitat de silici lliure (SI), carboni lliure (C) i petites quantitats d’impureses (com Fe₂o₃ i Al₂o₃). El silici lliure participa directament en la reacció de desoxidació (SI + O₂ → Sio₂), mentre que el carboni lliure reompleix el contingut de carboni al ferro fos, reduint la tendència de les parts de ferro de fosa blanca.
Avantatges:L’eficiència de desoxidació de baix cost, suficient per complir els requisits del ferro colat ordinari (el ferro colat té una tolerància més elevada per al contingut d’oxigen que l’acer colat), i els òxids de ferro en les impureses tenen poc impacte en les propietats de ferro colat.
2. 70%-80% de carbur de silici mitjà-alt
Aplicacions:Desoxidació de fusió de ferro colat de gran resistència (com el ferro de grafit vermicular) i acer de baix aliatge.
Característiques compositives:Contingut baix de silici i impuresa lliure, amb una estructura de cristall més completa. La desoxidació es basa principalment en el silici en sic (quan SI en sic reacciona amb l’oxigen, el carboni s’allibera: sic + 2 o → SiO₂ + C). El carboni generat perfecciona la mida del gra i millora la força de colada.
Avantatges:La reacció de desoxidació és més estable, donant lloc a inclusions de Sio₂ més petites i més distribuïdes que es floen i es treuen fàcilment. Això també redueix el problema de la duresa reduïda del ferro colat causat per un silici lliure excessiu, cosa que el fa adequat per a fosa amb alts requisits de propietat mecànica.
Les especificacions de mida comuna i el seu impacte en el rendiment de la desoxidació
La mida dels desoxiditzadors de carbur de silici afecta directament la seva taxa de dissolució en la fusió i la seva eficiència de desoxidació. Les mides de partícules comunes oscil·len entre 0,5 i 5 mm i es classifiquen en els següents tipus:
| Especificacions de mida | Aplicacions típiques | Efecte i característiques de desoxidació |
| 0,5-1mm (multa) | Fills de inducció de petits mitjans, fosa de fosa de paret fina | Una gran superfície, un contacte suficient amb la fusió, la velocitat de dissolució ràpida i la reacció de desoxidació ràpida, cosa que el fa adequat per a aplicacions que requereixin un ajust ràpid de contingut d’oxigen; Tot i això, s’entra fàcilment a la fusió, formant inclusions fines (requerint un augment de l’agitació per promoure la flotació). |
| 1-3 mm (mitjà) | Ferro convencional de ferro colat en forns d’inducció mitjana/forns d’arc elèctric | La velocitat de dissolució moderada, la reacció suau, l'efecte de desoxidació equilibrada, la baixa formació d'inclusió i la flotació fàcil, convertint -la en la mida més utilitzada. |
| 3-5 mm (tosca) | Grans forns d'arc elèctric, fosa de paret gruixuda | Velocitat de dissolució lenta, llarga durada de la reacció, evitant la "reoxidació" causada per la sobrexidació (adequada per a processos amb llargs temps de fusió); No obstant això, es necessita una agitació suficient per evitar que les partícules s’instal·lin al fons del forn. |
Principis de selecció de mida:
Quan les temperatures de fusió són altes (per exemple, acer colat, 1500-1600 graus), es pot utilitzar una mida lleugerament més gruixuda (per reduir la cremada ràpida a temperatures altes);
Quan les temperatures de fusió són baixes (per exemple, ferro colat, 1300-1400 graus), es prefereixen partícules fines o mitjanes (per assegurar una dissolució completa).
Les colades de paret fina són sensibles a les inclusions i requereixen partícules fines amb agitació vigorosa; Les foses de paret gruixuda poden tolerar partícules lleugerament més gruixudes, prioritzant la desoxidació contínua.
Comparació dels efectes de desoxidació en diferents paràmetres
1. Efecte del contingut sobre l'efecte de desoxidació
Contingut baix (60%-70%):
La desoxidació és més ràpida (el silici lliure reacciona directament), però les impureses excessives en les etapes posteriors de la reacció poden dificultar les inclusions (per exemple, silicats) i es poden formar petits porus dins de la colada. Això és adequat per a colades amb requisits de baixa densitat (per exemple, peces de maquinària agrícola i llits generals de màquines -eina).
Contingut elevat (70%-80%):
La reacció de desoxidació és més completa, donant lloc a inclusions de SiO₂ d’alta puresa (menys impureses), que tendeixen a agregar i flotar, donant lloc a una densitat de colada més elevada. Tanmateix, la taxa de desoxidació és una mica més lenta (basant -se en la descomposició de sic), requerint un temps de reacció més llarg. Això fa que sigui adequat per a foses de gran resistència, com ara vàlvules d’alta pressió i blocs de motors.
2. Efecte de la mida sobre l'eficàcia de la desoxidació
Partícules excessivament fines (<0.5mm):
Estan fàcilment entrades pel flux d’aire a la fusió, formant “fum”. Algunes partícules són expulsades sense participar en la reacció, donant lloc a una eficiència de desoxidació reduïda. Les inclusions ultrafines residuals també poden reduir la duresa del càsting.
Excessively coarse particles (>5mm):
Es dissolen incompletament a la fusió i solen instal·lar -se al fons del forn, formant "material mort", donant lloc a residus. A més, la desoxidació local insuficient pot comportar una porositat localitzada o inclusions d’escòria a la colada.
Els paràmetres bàsics dels desoxidadors d’aliatge SIC (contingut del 60% -80%, mida de 0,5-5 mm) es determinen en funció dels requisits de rendiment del material de colada, les característiques del procés de fosa i un saldo de costos:
Per a ferro colat ordinari, es prefereixen un contingut del 60% -70% i una mida de 1-3 mm per a baix cost i desoxidació ràpida.
Per a ferro colat de gran resistència o acer baix d’aliatge, es seleccionen un contingut del 70% -80% i una mida de mida mitjana per garantir una desoxidació completa i una alta densitat de colada.
La coincidència adequadament d’aquests paràmetres pot reduir eficaçment els defectes de colada i millorar l’estabilitat de la producció.
