Beaucoup de gens ne connaissent pascarbure de silicium. Bien qu'il partage de nombreuses similitudes avecferro siliciumDans ses utilisations, tous deux contiennent du silicium, qui, par le biais de réactions en silicium, remplit des fonctions clés telles quedésoxydationet l'alliage. Cependant, l'alliage Fesi utilise généralement des concentrations inférieures, comme65%, 72%, et75%, tandis que le carbure de silicium a un plus large éventail de concentrations, allant de 60% à 90%, voire jusqu'à 99%. Dans nos travaux quotidiens, nous recevons des demandes de renseignements sur le silicium en carbure avec des concentrations de 64%,70%, 88%, et90%. Pour faire face à cette confusion, je vais d'abord expliquer les différentes concentrations et tailles de carbure de silicium utilisées pour la désoxydation de la fonderie.
Dans l'industrie de la fonderie, le carbure de silicium (sic) est largement utilisé comme désoxydant. Sa fonction centrale est de réagir le silicium (Si) dans l'alliage de carbure de silicium avec de l'oxygène (O) en acier fondu ou en fer pour former du dioxyde de silicium (Sio₂), réduisant ainsi la teneur en oxygène dans les défauts de fonte et minimisant les défauts tels que la porosité et les inclusions de laitier. Le contenu et la taille des désoxidants en carbure de silicium sont étroitement liés au matériau de coulée (par exemple, en fonte, en acier foncé) et au processus de fusion.
Plage de contenu et critères de sélection communs de déoxizisant en silicium en silicium
La teneur en carbure de silicium en silicium (se référant à la pureté SIC) se situe généralement entre 60% et 80%. La sélection spécifique doit être basée sur les exigences du matériel de coulée et le contrôle des coûts:
1. 60% - 70% de contenu en carbure de silicium moyen-bas moyen
Applications applicables:Fusion et désoxydation de la fonte gris ordinaire et du fer ductile.
Caractéristiques de composition:En plus du SIC, il contient une certaine quantité de silicium libre (Si), de carbone libre (C) et de petites quantités d'impuretés (comme Fe₂o₃ et Al₂o₃). Le silicium libre participe directement à la réaction de désoxydation (Si + O₂ → Sio₂), tandis que le carbone libre reconstitue la teneur en carbone dans le fer fondu, réduisant la tendance des pièces en fonte blanches.
Avantages:Efficacité de désoxydation à faible coût suffisant pour répondre aux exigences de la fonte ordinaire (la fonte a une tolérance plus élevée pour la teneur en oxygène que l'acier à fonds), et les oxydes de fer dans les impuretés ont peu d'impact sur les propriétés en fonte.
2. 70% - 80% en carbure de silicium moyen-élevé
Applications:Mélange de désoxydation de la fonte à haute résistance (comme le fer à graphite vermiculaire) et de l'acier à faible alliage.
Caractéristiques de composition:Contenu à faible teneur en silicium et impureté libre, avec une structure cristalline SIC plus complète. La désoxydation repose principalement sur le silicium dans SIC (lorsque Si dans SIC réagit avec l'oxygène, le carbone est libéré: sic + 2 o → sio₂ + c). Le carbone généré affine la taille des grains et améliore la résistance à la coulée.
Avantages:La réaction de désoxydation est plus stable, entraînant des inclusions Sio₂ plus petites et plus uniformément distribuées qui sont facilement flottées et supprimées. Cela réduit également le problème de la réduction de la ténacité en fonte causée par un silicium libre excessif, ce qui le rend adapté aux pièces moulées avec des exigences de propriété mécanique élevées.
Spécifications de taille commune et leur impact sur les performances de désoxydation
La taille des désoxydateurs de carbure de silicium affecte directement leur taux de dissolution dans la fusion et leur efficacité de désoxydation. Les tailles de particules communes vont de 0,5 à 5 mm et sont classées dans les types suivants:
| Spécifications de taille | Applications typiques | Effet de désoxydation et caractéristiques |
| 0,5-1 mm (amende) | Petits fours à induction moyenne, coulée à paroi mince fusion | Une grande surface, un contact suffisant avec la fonte, le taux de dissolution rapide et la réaction de désoxydation rapide, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant un ajustement rapide de la teneur en oxygène; Cependant, il est facilement entraîné dans la fusion, formant des inclusions fines (nécessitant une agitation accrue pour favoriser les flottants). |
| 1-3 mm (moyen) | Ferme en fonte conventionnelle dans les fours à induction moyenne / fours à arc électrique | Rate de dissolution modérée, réaction lisse, effet de désoxydation équilibré, formation de faible inclusion et flottant facile, ce qui en fait la taille la plus utilisée. |
| 3-5 mm (grossier) | Grands fours à arc électrique, coulée à paroi épaisse fusion | Taux de dissolution lente, longue durée de réaction, en évitant la «réoxydation» causée par une sur-désoxydation (adaptée aux processus avec de longs temps de fusion); Cependant, une agitation suffisante est nécessaire pour empêcher les particules de s'installer au fond du four. |
Principes de sélection de taille:
Lorsque les températures de fusion sont élevées (par exemple, acier coulé, 1500-1600 degrés), une taille légèrement plus grossière peut être utilisée (pour réduire l'épuisement rapide à des températures élevées);
Lorsque les températures de fusion sont faibles (par exemple, en fonte, 1300-1400 degrés), des particules fines ou moyennes sont préférées (pour assurer une dissolution complète).
Les pièces moulées à parois minces sont sensibles aux inclusions et nécessitent de fines particules avec une agitation vigoureuse; Les pièces moulées à parois épais peuvent tolérer des particules légèrement plus grossières, priorisant la désoxydation continue.
Comparaison des effets de désoxydation sous différents paramètres
1. Effet du contenu sur l'effet de désoxydation
Contenu faible (60% -70%):
La désoxydation est plus rapide (le silicium libre réagit directement), mais des impuretés excessives dans les stades ultérieures de la réaction peuvent rendre les inclusions (par exemple, silicates) difficiles à éliminer, et de minuscules pores peuvent se former dans la coulée. Cela convient aux pièces moulées avec des exigences de faible densité (par exemple, les pièces de machines agricoles et les lits généraux de machines-outils).
Contenu élevé (70% -80%):
La réaction de désoxydation est plus approfondie, entraînant des inclusions de sio₂ de haute pureté (moins d'impuretés), qui ont tendance à s'agréger et à flotter, entraînant une densité de coulée plus élevée. Cependant, le taux de désoxydation est un peu plus lent (en s'appuyant sur la décomposition du SIC), nécessitant un temps de réaction plus long. Cela le rend adapté aux pièces moulées à haute résistance telles que les vannes à haute pression et les blocs moteurs.
2. Effet de la taille sur l'efficacité de la désoxydation
Particules excessivement fines (<0.5mm):
Ils sont facilement entraînés par le flux d'air dans la fusion, formant de la «fumée». Certaines particules sont expulsées sans participer à la réaction, entraînant une réduction de l'efficacité de désoxydation. Les inclusions ultrafines résiduelles peuvent également réduire la ténacité à couler.
Excessively coarse particles (>5 mm):
Ils sont incomplètement dissous dans la fusion et ont tendance à s'installer au fond de la fournaise, formant un «matériau mort», entraînant des déchets. De plus, une désoxydation locale insuffisante peut entraîner une porosité localisée ou des inclusions de scories dans la coulée.
Les paramètres de base des désoxidants en alliage SIC (contenu de 60% à 80%, taille 0,5 à 5 mm) sont déterminés en fonction des exigences de performance du matériau de coulée, des caractéristiques du processus de fusion et d'un bilan de coûts:
Pour la fonte ordinaire, une teneur en 60% à 70% et une taille de 1 à 3 mm sont préférées pour un faible coût et une désoxydation rapide.
Pour la fonte à haute résistance ou en acier à faible alliage, une teneur en 70% à 80% et une taille moyenne en courant sont sélectionnées pour assurer une désoxydation approfondie et une densité de coulée élevée.
La correspondance appropriée de ces paramètres peut réduire efficacement les défauts de coulée et améliorer la stabilité de la production.
