Ferosilicio miltelių vaidmuo miltelių metalurgijoje

Miltelinė metalurgija, kaip pažangi gamybos technologija, integruojanti medžiagų paruošimą ir dalių formavimą, plačiai naudojama pagrindinėse srityse, pvz., automobilių, aviacijos, mašinų gamybos ir elektroninės informacijos, dėl savo pranašumų, pvz., artimos{0}}neto{1}}formos formavimo, didelio medžiagų panaudojimo ir didelio prisitaikymo prie sudėtingų konstrukcijų. Miltelinės metalurgijos žaliavų sistemoje,ferosilicio milteliai, pasižyminti unikaliomis kompozicinėmis savybėmis ir funkciniais pranašumais, tapo pagrindine pagalbine medžiaga kontroliuojant medžiagų savybes ir optimizuojant gamybos procesus.

Ferosilicio milteliai yra miltelių pavidalo produktas, pagamintas iš ferosilicio lydinio smulkinant, šlifuojant ir kitais procesais. Jo veikimas yra glaudžiai susijęs su tokiais rodikliais kaip miltelių dydis, silicio kiekis (dažniausiai skirstomas į70%-75%didelio{0}}silicio tipo ir 60 %-70 % vidutinio silicio tipo) ir priemaišų. FeSi lydinio milteliai, pritaikyti miltelių metalurgijos procesams, turi tris pagrindines savybes, kurios sudaro pagrindą jų funkcionalumui:

- Didelis kompozicijos stabilumas:

Tiksliai kontroliuojamas silicio kiekis ir mažas fosforo bei sieros priemaišų lygis (atitinka SGS testavimo standartus) leidžia išvengti neigiamo poveikio matricos medžiagos savybėms, atitinkant precizinių detalių gamybos reikalavimus;

- Didelio dydžio valdymas:

Pagal proceso reikalavimus galima paruošti įvairaus dydžio miltelius nuo 40 iki 300 akių. Smulkaus-grūdėjimo milteliai pagerina formavimo tankį ir sukepinimo vienodumą, o stambiagrūdžiai{4}}milteliai atlieka svarbų vaidmenį kontroliuojant išlaidas ir konkretų našumą;

- Puikus reaktyvumas:

Miltelių morfologija padidina specifinį paviršiaus plotą, žymiai padidindama cheminį silicio reaktyvumą. Sukepinimo metu jis gali greitai reaguoti su kitais elementais, kad pasiektų tokias funkcijas kaip deoksidacija ir legiravimas.

Trijuose pagrindiniuose miltelių metalurgijos procesuose -maišymas, formavimas ir sukepinimas-ferosilicio milteliai atlieka lemiamą vaidmenį. Tai ne tik atlieka pagalbines apdorojimo funkcijas, bet ir tiesiogiai lemia galutinio produkto mechanines savybes ir stabilumą. Tiksliau, jos pagrindinius vaidmenis galima suskirstyti į penkias pagrindines funkcijas:

1. Didelio{1}}efektyvumo deoksidatorius: raktas į sukepintų kūnų grynumą

Metalo milteliai miltelinės metalurgijos žaliavose (pvz., geležies ir vario milteliai) yra linkę oksiduotis sandėliuojant ir apdorojant, todėl susidaro oksidų plėvelės. Šie oksidai smarkiai veikia sukepinto kūno tankį, stiprumą ir kietumą. Ferosilicio milteliuose esantis silicis turi labai stiprų afinitetą deguoniui (daug viršija geležies afinitetą deguoniui). Aukštos -temperatūrinės sukepinimo aplinkoje (paprastai 800–1200 laipsnių) jis pirmiausia reaguoja su deguonimi žaliavoje ir nedideliu kiekiu deguonies sukepinimo atmosferoje, kad susidarytų kietas SiO₂.

Ši reakcija turi du pagrindinius privalumus:Pirma, reakcijos produktas SiO₂ yra mažo tankio, o dalis jo išstumiama su sukepinimo atmosfera, o likusi dalis sudaro smulkią, išsklaidytą fazę, paskirstytą matricoje, nepažeidžiant matricos tęstinumo. Antra, deoksidacijos procesas yra kruopštus, sumažinant deguonies kiekį sukepintame kūne iki mažiau nei 0,05%, žymiai sumažinant defektus, tokius kaip poringumas ir intarpai. Gaminant miltelinės metalurgijos konstrukcines dalis, pridedant 0,5–2% ferosilicio miltelių, sukepinto kūno atsparumas tempimui gali padidėti 10–15%.

2. Legiravimo elementai: pagrindinės pagalbinės medžiagos, reguliuojančios medžiagų mechanines savybes

Geležies -ir nikelio- pagrindu pagamintų miltelių metalurgijos lydinių sistemose ferosilicio milteliai yra svarbus legiravimo priedas. Reguliuojant jo pridėjimo kiekį, galima tiksliai kontroliuoti medžiagos kietumą, stiprumą, atsparumą dilimui ir atsparumą korozijai:

- Geležies-miltelinė metalurgija:

Pridėjus 1 %-3 % didelio-silicio ferosilicio miltelių (75 % silicio), silicis gali sudaryti Fe3Si intermetalinius junginius su geležimi. Šie junginiai žymiai patobulina grūdėtumą, pagerina medžiagos kietumą ir atsparumą dilimui, todėl ji tinkama dilimui atsparių dalių, tokių kaip krumpliaračiai ir guoliai, gamybai;

- Mažo-lydinio miltelių metalurgija:

Naudojant kartu su mangano milteliais, chromo milteliais ir kt., ferosilicio milteliai gali sustiprinti legiruojamųjų elementų kietąjį tirpalą stiprinantį poveikį, tuo pačiu slopindami trapių fazių susidarymą, todėl medžiaga gali išlaikyti didelį stiprumą ir turėti gerą kietumą, todėl tinkama apkrovą laikantiems komponentams, pvz., automobilių variklių švaistyklėms;

- Korozijai{1}}atsparus lydinio paruošimas:

Pridėjus silicio, ant medžiagos paviršiaus gali susidaryti tanki apsauginė silicio oksido plėvelė, pagerinanti sukepinto korpuso atsparumą atmosferinei korozijai ir terpės korozijai, todėl jis tinkamas lauko įrangos dalių gamybai.

3. Pagalbinės sukepinimo priemonės: raktas į proceso energijos suvartojimo mažinimą ir gamybos efektyvumo didinimą

Sukepinimas yra daugiausiai energijos reikalaujantis{0}} procesas miltelinėje metalurgijoje. Ferosilicio milteliai gali sumažinti sukepinimo energijos sąnaudas ir optimizuoti gamybos efektyvumą dviem pagrindiniais mechanizmais: Pirma, reakcija tarp ferosilicio miltelių ir žaliavose esančių oksidų yra egzoterminė, išskirianti šilumą, kuri padeda pakelti vietinę temperatūrą krosnies viduje, sumažinant išorinės šildymo energijos sąnaudas. Paprastai pridėjus 1% ferosilicio miltelių, sukepinimo energijos sąnaudos gali sumažėti 5–8%. Antra, silicis gali sumažinti metalo miltelių sukepinimo temperatūrą. Pavyzdžiui, gryno geležies miltelių sukepinimo temperatūra paprastai yra 1150–1200 laipsnių, tačiau pridėjus ferosilicio miltelių, ji gali sumažėti iki 1050–1100 laipsnių, ne tik sumažinant energijos sąnaudas, bet ir pailginant sukepinimo krosnies tarnavimo laiką.

Be to, ferosilicio milteliai gali skatinti dalelių difuziją ir sukibimą sukepinimo metu, padidindami sukepinto kūno tankį, sumažindami tolesnio apdorojimo leidimus ir toliau gerindami gamybos efektyvumą.

4. Laidumo ir magnetinio veikimo reguliatoriai: prisitaikymas prie funkcinių medžiagų poreikių

Elektroninės informacijos ir magnetinių medžiagų srityse ferosilicio milteliai yra svarbi pagalbinė medžiaga miltelinės metalurgijos gaminių laidumui ir magnetinėms savybėms reguliuoti:

- Magnetinės medžiagos:

Geležies{0}}minkštųjų magnetinių miltelių metalurgijos medžiagose pridėto ferosilicio miltelių kiekis tiesiogiai lemia medžiagos pralaidumą ir geležies praradimą. Pridėjus 3–5% ferosilicio miltelių, galima žymiai pagerinti medžiagos pralaidumą ir sumažinti geležies nuostolius veikiant kintamosios srovės magnetiniams laukams, todėl jis tinka minkštų magnetinių dalių, tokių kaip transformatorių šerdys ir induktoriai, gamybai;

- Laidumo medžiagos:

Kai kuriuose laidžių miltelių metalurgijos gaminiuose pridėjus atitinkamą kiekį smulkiagrūdžių ferosilicio miltelių (daugiau nei 300 akių) galima optimizuoti laidžiojo tinklo struktūrą ir pagerinti medžiagos atsparumą lanko erozijai, todėl ji tinkama tokioms dalims kaip žemos -tampos elektros kontaktai.

5. Sąnaudų optimizavimo priemonės: sąnaudų-efektyvus pasirinkimas, subalansuojantis našumą ir išlaidas

Palyginti su tauriųjų metalų legiravimo medžiagomis, tokiomis kaip gryni silicio milteliai ir nikelio milteliai, ferosilicio milteliai turi mažesnes gamybos sąnaudas, o įdėjus nedidelį kiekį galima pasiekti reikšmingų našumo patobulinimų. Gaminant įprastas konstrukcines dalis, sudėtinė priedų schema „ferosilicio milteliai + nedidelis lydinio miltelių kiekis“ gali sumažinti žaliavų sąnaudas 15–20%, kartu užtikrinant, kad būtų laikomasi eksploatacinių standartų. Tuo pačiu metu ferosilicio miltelių deoksidavimo ir sukepinimo funkcijos gali sumažinti vėlesnius priemaišų pašalinimo ir perdirbimo procesus, taip dar labiau sumažindamos bendras gamybos sąnaudas.

Norint visiškai išnaudoti ferosilicio miltelių vaidmenį miltelių metalurgijoje, reikia atsižvelgti į tris pagrindines atsargumo priemones, susijusias su proceso reikalavimais:

 Tikslus papildymo kiekio valdymas:Per mažas papildymo kiekis sukels nepilną deoksidaciją ir nepakankamą legiravimo efektą; per didelis kiekis padidins medžiagos trapumą. Paprastai miltelių metalurgijoje geležies{1}} priedo kiekis kontroliuojamas 0,5–3 %, o konkretų kiekį reikia apskaičiuoti pagal dalių eksploatacinius reikalavimus ir žaliavų sudėtį;

 Atitinkamas dydis ir maišymo vienodumas:Smulkaus-grūdėjimo ferosilicio milteliai (daugiau nei 100 akių) tinka tikslioms dalims, todėl norint užtikrinti vienodą sklaidą, reikalingas didelės-greičio maišytuvas; stambiagrūdžiai-ferosilicio milteliai tinka konstrukcinėms dalims ir gali būti naudojami su būgniniu maišytuvu, siekiant sumažinti išlaidas. Maišymo trukmę rekomenduojama kontroliuoti per 20-40 minučių, kad būtų išvengta permaišymo ir miltelių oksidacijos.

 Sukepinimo proceso parametrų pritaikymas:Sureguliuokite sukepinimo temperatūrą ir laikymo laiką, atsižvelgdami į pridėtą ferosilicio miltelių kiekį. Įpilant didesnį kiekį, sukepinimo temperatūrą galima atitinkamai sumažinti ir pailginti laikymo laiką, kad būtų užtikrinta pakankama reakcija ir išvengta stambių grūdelių.

„Henan Aon Metal and Materials Co., Limited“ aktyviai dalyvavoferosilicisgaminius 15 metų ir pritaikė ferosilicio miltelių gaminius miltelinės metalurgijos reikmėms. Šie produktai turi tris pagrindinius pranašumus: Pirma, tiksli ir kontroliuojama sudėtis, silicio kiekis reguliuojamas nuo 70 % iki 75 %, o fosforo ir sieros priemaišų kiekis yra mažesnis arba lygus 0,04 %, sertifikuota SGS trečiosios šalies testavimu; antra, smulkaus dydžio klasifikacija, siūlanti kelias specifikacijas, pvz., 40 akių, 80 akių, 100 akių, 200 akių ir 300 akių, kurių dydžio pasiskirstymo tolygumo nuokrypis yra mažesnis arba lygus 5%. AON METALS ir toliau teiks miltelinės metalurgijos pramonei aukštos{{13}kokybės fesi miltelių gaminius, padėdamas įmonėms padidinti savo pagrindinį konkurencingumą.