La qualité decarbure de siliciumpour le moulage est centré sur « le respect de la norme de contenu principale, des impuretés contrôlables et de la taille appropriée ». Les indicateurs clés et leurs définitions sont les suivants :
| Type d'indicateur | Indicateur de base | Définition et fonction | Limites recommandées par l'industrie |
| Indicateurs de contenu clés | Contenu SiC (carbure de silicium) | L'indicateur principal déterminant l'efficacité de la désoxydation, de l'enrichissement en silicium et de l'enrichissement en carbone | Castings haut de gamme Supérieur ou égal à 97 %, castings ordinaires Supérieur ou égal à 88 %, castings économiques Supérieur ou égal à 70 % |
| Indicateurs auxiliaires clés | Teneur en carbone libre (FC) | Ajout de carbone auxiliaire ; une teneur excessive peut facilement provoquer des défauts de flottaison du graphite. | Inférieur ou égal à 0,3 % (castings haut de gamme), Inférieur ou égal à 4,0 % (castings ordinaires) |
| Indice d'impuretés nocives | Teneur en Fe₂O₃ (oxyde de fer) | L’introduction d’impuretés de fer affecte la pureté et la résistance à la corrosion des pièces moulées. | Inférieur ou égal à 0,6 % (castings haut de gamme), Inférieur ou égal à 1,5 % (castings ordinaires) |
| Paramètres limitants des impuretés | Teneur en Al₂O₃ (alumine) | Forme des inclusions dures et cassantes, réduisant l'usinabilité des pièces moulées | Inférieur ou égal à 3,0 % (Limite globale) |
| Teneur en humidité | Teneur en H₂O (humidité) | Pour éviter les défauts de porosité et de piqûres dans les pièces moulées | Inférieur ou égal à 0,5% |
| Propriétés physiques | Répartition des tailles | Affecte le taux de dissolution et l'uniformité de la réaction | Morceaux 1-50 mm, poudre 100-240 mesh |
Impacts spécifiques des indicateurs de base sur l'effet de casting
(1) Contenu SiC : la garantie fondamentale de la fonction de coulée
Corrélation d'efficacité de désoxydation :
SiC supérieur ou égal à 97 % (qualité haut de gamme ):Avec un ajout de 0,5 à 1,0 %, la teneur en oxygène dans le fer fondu diminue de 60 à 80 ppm à 20 à 30 ppm, atteignant une efficacité de désoxydation de 70 % et un taux de rebut de seulement 0,3 % pour les inclusions d'oxydes ;
SiC=88 % (qualité ordinaire) :Avec la même quantité ajoutée, la teneur en oxygène diminue à 30-40 ppm, atteignant une efficacité de désoxydation de 55 % à 60 %, adaptée aux pièces moulées ordinaires en acier au carbone et en alliage ;
SiC=70 % (type économique) :Nécessite une augmentation de 20 % à 30 % de la quantité ajoutée pour obtenir le même effet de désoxydation, adapté aux pièces moulées ayant des exigences de qualité inférieures.
Effets de l’enrichissement en silicium et carbone :
SiC Supérieur ou égal à 90% :Après addition, la teneur en silicium du fer fondu augmente de 0,3 % à 0,5 %, et la teneur en carbone augmente de 0,1 % à 0,2 %, ne nécessitant aucun agent d'enrichissement en carbone supplémentaire, simplifiant le processus ;
SiC < 80 % :Les effets d'enrichissement en silicium et en carbone sont instables, nécessitant une supplémentation en ferrosilicium et en poudre de graphite, augmentant ainsi les coûts de production.
(2) Teneur en impuretés : le « risque caché » pour la qualité du moulage
Carbone libre (FC) :
Etat conforme (Inférieur ou égal à 0,3%) :Aide à l'enrichissement du carbone sans produire de graphite flottant, ce qui donne une structure de coulée uniforme ;
État excessif (>4,0%) :Forme facilement une accumulation de graphite sur la surface de coulée, augmentant le taux de défauts de 0,5 % à 2,8 %, ce qui ne convient pas aux moulages de précision.
Fe₂O₃ et Al₂O₃ :
Fe₂O₃ > 1,5% :Des impuretés de fer excessives entraînent une dureté inégale dans les pièces moulées et une augmentation de 40 % de l'usure des outils ;
Al₂O₃ > 3,0 % :Des inclusions d'Al₂O₃ (dureté supérieure à HV1800) se forment, réduisant la résistance aux chocs des pièces moulées de 30 % et les rendant sujettes à la rupture sous contrainte.
(3) Distribution de taille : clé pour adapter l’efficacité de la réaction aux scénarios d’application
Carbure de silicium bloquant (1-50 mm) :
1-10mm :Convient aux fours à moyenne fréquence-et aux cubilots, temps de dissolution de 3 à 5 minutes, réaction uniforme, taux de récupération du silicium de 75 % à 85 % ;
10-50mm :Convient pour la désoxydation dans de grandes poches, nécessite une agitation minutieuse après ajout pour éviter des réactions locales incomplètes. Silicium
Poudre de carbure (100-240 mesh) :
100-180 mailles :Utilisé comme additif dans les revêtements et les sables de noyau pour améliorer la résistance à l'usure du revêtement (réduisant l'usure de 50 %) et la perméabilité du noyau ;
220-240 mailles :Adapté au moulage de précision, il peut être uniformément dispersé dans le sable de moulage, réduisant ainsi les défauts d'adhérence du sable sur la surface de moulage.
(4) Teneur en humidité : Une cause clé des défauts de porosité.
Teneur en humidité > 0,5% :Se décompose à haute température pour produire du H₂, augmentant la teneur en hydrogène du fer fondu de 2 à 3 ppm à 8 à 10 ppm et augmentant le taux de défauts de porosité dans les pièces moulées de 0,2 % à 1,5 %. Il doit être séché (100-120 degrés, 2 heures) avant utilisation.
Classification et application du carbure de silicium pour le moulage
(1) Classification par niveau de qualité
| Qualité | Exigences relatives aux indicateurs de base (SiC/FC/Fe₂O₃) | Scénarios appropriés | Applications typiques |
| Qualité-haut de gamme | Supérieur ou égal à 97%/Inférieur ou égal à 0,3%/Inférieur ou égal à 0,6% | Moulages de précision,-moulages en alliage haut de gamme | Blocs moteurs, bâtis de machines-outils |
| Qualité standard | Supérieur ou égal à 88 %/Inférieur ou égal à 4,0 %/Inférieur ou égal à 1,5 % | Pièces moulées ordinaires en acier au carbone, pièces de machines | Pièces de machines agricoles, quincaillerie de construction |
| Type économique | Supérieur ou égal à 70 %/Inférieur ou égal à 5,0 %/Inférieur ou égal à 3,0 % | Moulages à faibles-exigences, fonte recyclée | Contrepoids, composants structurels simples |
(2) Classification par morphologie
| Morphologie | Gamme de tailles | Avantages principaux | Processus compatibles |
| Carbure de silicium en bloc | 1-5mm, 5-10mm, 10-50mm | Taux de dissolution modéré, réaction stable | Fusion au four à induction, désoxydation en poche |
| Poudre de carbure de silicium | 100-180 mailles, 220-240 mailles | Grande surface spécifique, uniformément dispersée | Additifs de revêtement, modification du sable de noyau |
| Morceaux de carbure de silicium (briquettes) | 10-30mm | Bonne formabilité, faible génération de poussière | Désoxydation à grande-échelle dans les poches de coulée |
Points de contrôle de sélection et d’utilisation du carbure de silicium pour la coulée
(1) Logique de sélection : Correspondance des indicateurs en fonction des exigences du casting
| Type de coulée | Qualité de qualité recommandée | Exigences relatives aux indicateurs de performance clés | Posologie recommandée |
| Pièces moulées en alliage de précision | Qualité-haut de gamme | SiC Supérieur ou égal à 97 %, FC Inférieur ou égal à 0,3 %, 1-10 mm | 0.5%-0.8% |
| Pièces moulées mécaniques ordinaires | Catégorie ordinaire | SiC Supérieur ou égal à 88 %, FC Inférieur ou égal à 4,0 %, 1-5 mm | 0.8%-1.2% |
| Castings à faibles-exigences | Économique | SiC Supérieur ou égal à 70%, 10-50mm | 1.2%-1.5% |
| Revêtements / Sable de noyau | Qualité poudre | SiC Supérieur ou égal à 98,5 %, 100-240 mesh | Taux d'ajout de revêtement : 5 % à 8 % |
(2) Précautions d'utilisation
Inspection entrante :
Échantillonnage et test de la teneur en SiC, des impuretés et de l'humidité dans chaque lot. Des spectromètres sont utilisés pour mesurer la composition et des méthodes de séchage sont utilisées pour mesurer la teneur en humidité afin de garantir le respect des normes.
Calendrier des ajouts :
Du carbure de silicium en bloc est ajouté dans les dernières étapes de la fusion (température du fer fondu 1450-1500 degrés). Le carbure de silicium en poudre est mélangé uniformément pendant la préparation du revêtement.
Stockage et protection :
Conserver dans un environnement sec et aéré. Le carbure de silicium bloqué ne doit pas être stocké plus de 6 mois. Le carbure de silicium en poudre doit être scellé pour éviter l'absorption d'humidité et l'agglutination.
Utilisation synergique :
Lorsqu'il est ajouté en combinaison avecalliages de calcium et de siliciumet du ferromanganèse, il peut améliorer la désulfuration (taux de désulfuration jusqu'à 60 %) et réduire les défauts de fragilité à chaud dans les pièces moulées.
Tendances de l'industrie : orientations de mise à niveau pour le carbure de silicium dans le moulage
Haute pureté :La demande croissante de produits-haut de gamme contenant du SiC supérieur ou égal à 99 % dans le moulage de précision entraîne de nouvelles réductions de la teneur en impuretés (FC inférieur ou égal à 0,1 %, Fe₂O₃ inférieur ou égal à 0,2 %) ;
Personnalisation :Développer du carbure de silicium avec des tailles et des compositions spécifiques pour différents procédés de coulée (four à moyenne fréquence, cubilot, coulée de précision) ;
Verdissement :Adopter des processus de production respectueux de l'environnement pour réduire la pollution par la poussière tout en améliorant l'utilisation des ressources, en s'alignant sur la tendance à la neutralité carbone dans l'industrie du moulage.
