Kaip silicio kiekis įtakoja ferosilicio veikimą inokuliacijos metu?

Gydymas inokuliacija yra pagrindinis ketaus gamybos procesas, siekiant pagerinti kietėjimo struktūrą ir pagerinti mechanines savybes.Ferosilicis, kaip plačiausiai naudojamas inokuliatorius, turi silicio kiekio diapazoną (paprastai 45–75%), kuris tiesiogiai veikia inokuliacijos efektyvumą, apdorojimo efektyvumą ir galutinę liejimo kokybę. Norint optimizuoti gamybos procesus, mažinti sąnaudas ir pagerinti produktų konkurencingumą, labai svarbu suprasti ryšį tarp silicio kiekio ir inokuliacijos našumo.

1 Metalurginė inokuliacijos gydymo esmė

Gydymas skiepijimu yra procesas, kurio metu optimizuojama galutinė ketaus mikrostruktūra ir savybės, į išlydytą geležį pridedant specifinių medžiagų (inokuliatorių), taip pakeičiant geležies kietėjimo savybes. Jo pagrindinės funkcijos apima:
 Grafito branduolio susidarymo skatinimas:grafito kristalų branduolių didinimas ir grafito morfologijos tobulinimas
 Peršalimo tendencijos mažinimas:peršalimo laipsnio sumažinimas išlydytos geležies kietėjimo metu
 Matricos struktūros tobulinimas:perlito/ferito santykio ir pasiskirstymo optimizavimas
 Karbidų pašalinimas:užkirsti kelią baltosios geležies struktūros susidarymui ir pagerinti apdirbamumą

2 Dominuojanti ferosilicio, kaip inokulianto, padėtis

Maždaug 85 % pasaulio ketaus gamybos kaip pagrindinis inokuliantas naudojamas fesi, nes:
 Silicis yra stiprus grafitizuojantis elementas, gerai suderinamas su išlydyta geležimi
 Didelis sąnaudų{0}}efektyvumas ir brandi gamybos technologija
 Veikimą galima lanksčiai valdyti reguliuojant silicio kiekį ir mikroelementus
 Gausūs ištekliai ir stabilus tiekimas

1 Grafito branduolio skatinimo efektas

Branduolinio substrato susidarymas:

Ferosilicio sudėtyje esantis silicis sumažina išlydytos geležies peršalimą, formuojasi{0}}turintys silicio mikroregionus ir sudaro palankias sąlygas grafito nusodinimui.

Optimalus silicio koncentracijos diapazonas:

Tyrimai rodo, kad branduolio susidarymo efektyvumas yra didžiausias 65-72 % Si intervale; 1% padidėjus efektyviajam silicio kiekiui, branduolių susidarymo vietos tankis padidėja maždaug 15-20%.

2 Mikroelementų ferosilicio egzistavimo formos ir veikla

Mikroelementų, tokių kaip kalcis, aliuminis ir stroncis, nešiklio vaidmuo:

Silicio kiekis turi įtakos šių pagrindinių mikroelementų egzistavimo formoms ir išsiskyrimo kinetikai.

Sinergetinis poveikis:

Esant vidutiniam silicio kiekiui (60–68 % Si), silicis ir mikroelementai (pvz., 0,8–1,5 % Ca, 0,8–1,2 % Al) sudaro optimalią sinergiją, skatinančią inokuliacijos branduolių susidarymą.

1 lentelė. Skirtingo silicio kiekio ferosilicio poveikis pilkojo ketaus savybėms (apdorojimo temperatūra 1500 laipsnių, 0,3 % priedo)

2 lentelė. Lyginamasis vaisingumo mažėjimo elgesio tyrimas

1 Taikymas automobilių pramonėje

1 atvejis: variklio blokų gamyba (gerai-žinomas automobilių gamintojas)

Pradinis procesas: naudojamas 60 % Si ferosilicio, laužo kiekis 3,2 %, našumo svyravimai ±12 %

Optimizuotas procesas: perjungta į 68% Si ferosilicio su 0,1% Bi mikro legiravimu

Rezultatai: laužo norma sumažėjo iki 1,1%, sumažėjo 65%.
Spektaklis

svyravimų diapazonas susiaurintas iki ±6 %
Pjovimo įrankio tarnavimo laikas pailgėjo 40 %
Sutaupoma maždaug 2,3 mln. RMB per metus

2 atvejis: masinė stabdžių diskų gamyba

Iššūkis: karbidai lengvai formuojasi plonose{0}}sienose (8–12 mm)

Sprendimas: naudojant72% Si ferosilicisinokuliacijai į-tekėjimą

Rezultatai: visiškai pašalinti karbidai
Kietumo vienodumas pagerėjo 35 %
Nuovargio testo išlaikymo rodiklis padidėjo nuo 88 % iki 99,5 %

2 Energijos įrangos gamyba

Vėjo turbinos stebulės liejimas (vieno gabalo svoris 12–18 tonų)

Special Requirements: Low-temperature impact toughness >12J (-20 laipsnių), vienodas veikimas visame skerspjūvyje
Techninis sprendimas: etapinis inokuliacijos procesas
Vienkartinė inokuliacija:65% Si ferosilicis, 0,4% priedas
In-skiepai:70% Si ferosilicis, 0,15 % priedas

Pasiekti rodikliai:
Body tensile strength >400MPa, elongation >18%
-20 laipsnių atsparumas smūgiams 14-16J
Kietumo skirtumas 20 skerspjūvių{1}}<15HB

3 aukščiausios klasės staklių liejiniai

Didelė ožtinė frezavimo staklių lova (svoris 45 tonos)

Pagrindinės problemos: matmenų stabilumas, liekamojo įtempio kontrolė
Sprendimas: mažo -greičio, ilgalaikis- inokuliavimas naudojant 62 % Si ferosilicio

Kokybės gerinimas:
Matmenų tikslumas: tiesumas 0,08 mm/m → 0,03 mm/m
Senėjimo deformacija sumažinta 60 %
Vadovo paviršiaus kietumo konsistencija: ±5HB → ±2HB

1 Pasirinkimas pagal liejimo tipą

Plonasieniai{0}}sudėtingi liejiniai:

70–75 % Si rekomenduojama greitai ištirpinti ir sumažinti inokuliacijos skilimą.

Vidutiniai{0}}–-dideli struktūriniai komponentai:

65-70% Si rekomenduojama subalansuoti inokuliacijos poveikį ir kainą.

Sunkūs liejiniai:

Galima naudoti 60–65 % Si, derinant su atitinkamais apdorojimo būdais.

2 Apdorojimo parametrų svarstymas

Apdorojimo temperatūra:

Aukštos{0}}temperatūros apdorojimas (virš 1500 laipsnių) gali tinkamai sumažinti silicio kiekio poreikį.

Papildymo būdas:

Pridedant srauto, reikalingas greitesnis tirpimo greitis ir jis tinka esant didesniam silicio kiekiui.

3 kaštų-naudos analizė

Ekonomiškas silicio kiekis:

Atsižvelgiant ir į našumą, ir į kainą, 62-70 % Si paprastai yra geriausias ekonomiškas.

Neigiamas silicio pertekliaus poveikis:

Viršijus 75 % Si, išlydytoje geležyje gali susidaryti per didelis silicio kiekis, o tai gali turėti įtakos matricos struktūrai.