La différence essentielle entrealliages de baryum et de siliciumetalliages de silicium, de baryum et de calciumréside dans leur teneur en calcium :
| Dimension de comparaison | Alliage de silicium et de baryum, BaSi | Alliage de calcium, baryum et silicium, SiBaCa | Impact central |
| Composition de base | Si 60%-70%, Ba 10%-20%, impuretés Al Inférieure ou égale à 1,5%, S Inférieure ou égale à 0,05% | Si 55 %-65 %, Ba 8 %-15 %, Ca 3 %-8 %, Impuretés Al Inférieure ou égale à 1,0 %, S Inférieure ou égale à 0,04 % | L'alliage SiBaCa contient du calcium, ce qui permet une désoxydation et une optimisation supérieures des inclusions. |
| Propriétés physiques | Point de fusion 1300-1380 degrés, densité 2,6-2,8 g/cm³, grumeaux gris argenté (5-30 mm) | Point de fusion 1280-1350 degrés, densité 2,5-2,7 g/cm³, gris argenté en blocs/granulés (1-10 mm) | Son point de fusion est légèrement inférieur, conduisant à une dissolution plus rapide. |
| Fonctions principales | Affinement de l'inoculation, désoxydation légère, morphologie améliorée du graphite | Forte désoxydation, raffinement de l'inoculation, modification des inclusions et fluidité améliorée du métal fondu. | Le baryum silicium calcium offre des fonctionnalités plus complètes, ce qui le rend adapté aux applications exigeantes. |
Différences dans les performances de base et les effets des applications
(1) Comparaison des effets de casting de base
Effet d'inoculation :
Alliage de silicium et de baryum :Favorise la précipitation de la graphitisation, affine le graphite en paillettes (fonte grise) ou le graphite sphéroïdal (fonte ductile). Avec un ajout de 0,2 à 0,5 %, la résistance à la traction des pièces moulées augmente de 10 à 15 % et le degré d'uniformité du graphite atteint 5 à 6.
Alliage silicium-baryum-calcium :L'inoculation synergique calcium + baryum + silicium entraîne un raffinement plus important du graphite, tout en inhibant simultanément la tendance à la formation de fer blanc. Avec un ajout de 0,15 à 0,4 %, la résistance à la traction des pièces moulées augmente de 15 à 25 %, le degré d'uniformité du graphite atteint 6 à 7 et la résistance aux chocs augmente de 20 à 30 %.
Contrôle de la désoxydation et de l'inclusion :
Alliage de silicium et de baryum :Désoxydation légère (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe), effet limité sur la modification des inclusions fines d'oxydes, taux de défauts d'inclusion de coulée inférieur ou égal à 1,2 % ;
Alliage de silicium, baryum et calcium :La forte propriété réductrice du calcium (Ca + FeO → CaO + Fe) permet une désoxydation profonde, et CaO forme des inclusions composites à bas -point de fusion-point de fusion (point de fusion 1 200-1 300 degrés) avec Al₂O₃, qui flottent et s'éliminent facilement, taux de défaut d'inclusion de coulée inférieur ou égal à 0,5 %, taux de défaut de porosité réduit de 40 % à 60 %.
Fluidité du liquide métallique :
Alliage de baryum et de silicium :Amélioration limitée de la viscosité du fer fondu, amélioration de la fluidité de 5 % à 10 %, adaptée aux pièces moulées à structure simple ;
Alliage de silicium, baryum et calcium :Le calcium réduit la tension superficielle du fer fondu, amélioration de la fluidité de 15 %-25 %, adapté aux structures complexes et aux pièces moulées à parois minces, évitant les défauts de "remplissage incomplet".
(2) Adaptation de l'application pour différents scénarios
Fonte grise/fonte ductile :
Alliage SiBa :Convient aux pièces mécaniques ordinaires (telles que les pièces de machines agricoles, la quincaillerie de construction), à faible coût. Une fonderie d'Asie du Sud-Est l'utilise pour produire des couvercles de regards en fonte grise, avec un montant supplémentaire de 0,3 %, et le taux de qualification de coulée est supérieur ou égal à 92 %, avec un volume de commande mensuel de 800 tonnes ;
Alliage SiBaCa :Convient aux pièces-en fonte ductile haut de gamme (telles que les vilebrequins automobiles, les blocs moteurs). Une usine européenne de pièces automobiles l'utilise pour produire des arbres à cames en fonte ductile, avec une quantité supplémentaire de 0,25 %, et la résistance à la traction de coulée est supérieure ou égale à 450 MPa, et la résistance aux chocs est supérieure ou égale à 10 J/cm², répondant aux normes de qualité de l'UE.
Moulage d'acier moulé/acier inoxydable :
Alliage BaSi :Convient aux pièces moulées en acier au carbone ordinaires, mais son effet désoxydant est limité et nécessite l'utilisation d'autres désoxydants. Une aciérie indienne l’utilisait pour produire des engrenages en acier moulé ; avec un ajout de 0,4%, la teneur en oxygène dans l'acier fondu a diminué jusqu'à 50-60 ppm.
Alliage CaBaSi :Adapté aux pièces moulées en acier inoxydable et en acier faiblement allié, il assure une désoxydation en profondeur pour empêcher l'oxydation des éléments d'alliage. Une fonderie d'acier inoxydable sud-coréenne l'a utilisé pour produire des raccords de tuyauterie en acier inoxydable 304 ; avec un ajout de 0,3 %, la teneur en oxygène dans l'acier fondu a diminué jusqu'à 30 à 40 ppm et la résistance à la corrosion s'est améliorée de 15 à 20 %.
Moulage d'alliages à base de cuivre- :
Alliage de silicium et de baryum :Manquant de calcium, il ne peut pas éliminer efficacement les impuretés d’oxygène et de soufre du cuivre fondu et n’est fondamentalement pas utilisé dans ce scénario.
Alliage silicium-baryum-calcium :Désulfuration et désoxydation synergiques calcium + baryum (Ca + Cu₂S → CaS + 2Cu), améliorant la pureté et la conductivité des alliages de cuivre. Une usine chinoise d’alliage de cuivre l’utilise pour produire des vannes en laiton ; avec un ajout de 0,3 % à 0,6 %, la conductivité de l'alliage de cuivre augmente de 8 % à 12 % et le taux de défauts de surface est réduit à moins de 0,3 %.
Principes de sélection de base
Priorité aux performances :
Pour les pièces moulées haut de gamme, les pièces structurelles complexes et les alliages à base d'acier inoxydable/cuivre-, choisissez des alliages silicium-calcium-baryum pour garantir une pureté et des propriétés mécaniques élevées.
Solde des coûts :
Pour les pièces moulées ordinaires et les pièces structurelles simples, choisissez des alliages de silicium-baryum pour contrôler les coûts de production (l'alliage SiCaBa est 15 à 20 % plus cher que l'alliage BaSi).
Compatibilité des processus :
Pour les moulages à parois minces-et complexes, choisissez le silicium-baryum-calcium (bonne fluidité) ; pour les pièces moulées simples et à parois épaisses-, choisissez des alliages de silicium et de baryum.
