Kalciumsiliklegeringar, ferrosilikonochkiselbariumlegeringarär tre vanligtvis inokulanter i gjutjärnproduktionen. Deras kärnfunktion är att förbättra morfologin för grafit och förfina kornstorleken genom att lägga till specifika element till det smälta järnet och därmed förbättra de mekaniska egenskaperna (såsom styrka och seghet) och bearbetbarhet för gjutjärn.
Jämförelse av kärnkomponenter och ympningsmekanismer
Prestanda för en ympare bestäms väsentligen av dess kärnelement. Verkningsmekanismerna för olika element påverkar direkt inokuleringseffekten. Skillnaderna i kärnkomponenterna och mekanismerna för de tre inokulanterna visas i följande tabell:
| Ympningstyp | Huvudingredienser | Nyckelinokulantelement | Inokulantmekanism |
| Ferrosiliconlegering | Fe (matris), SI (70%-85%), minimala föroreningar |
Si |
1. Tilläggning av Si i det smälta järnet minskar kolekvivalenten och hämmar bildningen av vitt gjutjärn (cementit). 2. SI främjar grafitkärnbildning och förädlar grafitpartiklar (t.ex. fling -grafit blir finare och jämnare fördelad). |
| Kalcialkislegering | SI (50%-65%), CA (20%-35%), Fe (balans) |
Si + ca |
1. SI spelar en grundläggande roll i ympning och hämma vitt gjutjärn. 2. Ca är ett starkt deoxiderande/avsvavelementelement som tar bort skadliga föroreningar såsom O och S från det smälta järnet (minskar föroreningarnas motstånd mot grafitkärnbildning). 3. Cao och CAS, bildat genom reaktionen av Ca med O och S, fungerar som heterogena kärnbildningskärnor, vilket ökar signifikant grafitkärnbildningshastigheten och uppnår kornförfining överlägsen ren ferrosilicon. |
| Bariumsiliconlegering | SI (50%-70%), BA (10%-25%), Fe (balans) |
Si + ba |
1. SI ger en grund för grafitisering. 2. BA: s deoxidiseringsförmåga är något svagare än CA: er, men dess grafitiseringsförmåga är starkare, vilket främjar omvandlingen av grafit från flingor till flockar (i duktilt järn och formbart gjutjärn). 3. BA minskar smält järnviskositet, förbättrar grafitfördelnings enhetlighet och minskar defekter som krympningshålrum och porositet i gjutningar. |
Jämförelse av nyckelprestanda och applikationsscenarier
Prestandningsskillnaderna mellan olika inokulanter bestämmer deras tillämpliga gjutjärntyper (grått järn, duktilt järn, formbart järn, etc.) och gjutningskrav (såsom hög hållfasthet, tunn - muromgärdade delar och tjock - muromgärdade delar). En specifik jämförelse är som följer:
| Jämförelsedimensioner |
Ferrosiliconlegering
|
Kalcialkislegering
|
Bariumsiliconlegering
|
| Bild |
 |
 |
 |
| Ympningseffekt styrka | Svag - medium (grundläggande ympning, stabil men mild effekt) | Stark (sammansatt ympning, betydande kornförfining och vit gjutjärnsundertryckning) | Medium - Strong (utmärkt grafitisering, samtidigt som man uppnår kornförfining) |
| Grafitmorfologiförbättring | Förfinar huvudsakligen flinggrafit, med begränsad morfologijustering | Fin grafit (flingor/flockningar), reducerar "grov grafit" | Förbättrar avsevärt grafitmorfologi och främjar bildandet av flockande/sfäroidal grafit (särskilt lämplig för duktil järn) |
| Vit gjutningssuppression | Medium (förlitar sig enbart på Si, benägen till vitt gjutjärn på tunt - muromgärdade delar) | Stark (CA tar bort skadliga föroreningar, vilket minskar risken för vitt gjutjärn i tunt - Walled Parts) | Relativt stark (BA hjälper grafitisering och undertrycker vitt gjutjärn bättre än ferrosilicon) |
| Gjutningstypkompatibilitet | 1. Vanligt grått gjutjärn (som maskinverktygssängar och rör); 2. Tjock - Walled Castings med låga prestanda krav |
1. Hög - styrka grå gjutjärn (såsom motorblock); 2. Tunn - Walled Grey gjutjärn (såsom bilcylinderhuvuden); 3. Mallerbart gjutjärn (som kräver kornförfining) |
1. Duktil järn (såsom fordonshavar och hjul); 2. Hög - styrka formbart gjutjärn; 3. Gjutning som kräver hög grafitmorfologi |
| Felkontroll | Allmänt (benägen att krympa på grund av grov grafit) | Bra (grafitförfining minskar krympningen, CA förbättrar smält järnfluiditet) | Utmärkt (BA minskar smält järnviskositet, vilket minimerar krympningshålrum och slagga inneslutningar, vilket gör det särskilt lämpligt för komplexa strukturella delar) |
Valrekommendationer Sammanfattning
Baserat på ovanstående jämförelse bör följande principer i faktiska produktioner följas när du väljer en ympande:
Scenarier där ferrosilicon (FESI) föredras:
Produktion av vanliga grått gjutjärn (såsom låg - Laströr och jordbruksmaskiner) med låga krav för styrka och grafitmorfologi;
Gjutningar med enkel struktur, enhetlig väggtjocklek och ingen tunn - väggområden som är benägna att vita gjutna;
Söker efter låg kostnad och processstabilitet utan komplex inokuleringskontroll.
Scenarier där kalciumkisellegeringar föredras:
Produktion av hög - styrka grå gjutjärn (såsom motorblock och hög - tryckventiler) som kräver förbättrad draghållfasthet;
Gjutningar med tunna - muromgärdade områden (såsom bilcylinderhuvuden) som kräver stark vit gjutsuppression;
Hög O och S -innehåll i det smälta järnet som kräver samtidig deoxidation och avsvavling för att förbättra inokuleringsprestanda.
Kiselbariumlegering (Fesiba -legering) föredras i följande scenarier:
Produktion av duktilt järn eller formbart gjutjärn kräver strikt kontroll av grafitmorfologi (flockning/sfäricitet);
Gjutningar med komplexa strukturer (såsom vevaxlar och växellådor) är benägna att krympa hålrum och slagg inkluderingar;
Hög - Värde - Tillagda gjutningar kräver en högre kostnad i utbyte mot utmärkta mekaniska egenskaper (såsom duktil järn med en draghållfasthet av större än eller lika med 600 MPa).
