Kalciumkisellegering (CaSi)är en central multifunktionell tillsats i gjutjärnstillverkning. Genom fyra kärnfunktioner-grafitmodifiering, deoxidation och rening, spannmålsförfining och svavelkontroll-förstärker den på ett omfattande sätt styrkan, segheten, bearbetbarheten och tillförlitligheten hos gjutjärn, vilket gör den lämplig för avancerade applikationer som bildelar och industrimaskiner.
Fysikaliska egenskaper:Smältpunkt 1250 -1350 grader, densitet 2,5-2,8 g/cm³, silvergrå block (5-30 mm) eller pulver, kalcium förångas lätt vid höga temperaturer, uppvisar stark reaktivitet och har god kompatibilitet med smält järn;
Kärnfördelar:Multifunktionell integration (sfäroidisering + deoxidation + raffinering), tillsats av 0,2 %-0,5 % per ton gjutjärn kan uppnå fler-prestandaförbättringar, med betydande kostnadseffektivitet;
Kärnmekanism av kiselkalciumlegering som förbättrar gjutjärnsprestanda
(1) Grafitmodifiering: från "flake" till "sfäroid", segheten fördubblas
Verkningsmekanism:
Kisel ökar kolaktiviteten i smält järn, vilket främjar grafitkärnbildning; Kalcium, som ett sfäroidiseringsmedel, adsorberas på ytan av grafitkärnor, hämmar flingtillväxt och styr bildandet av sfäroid/mask-liknande grafit;
Nyckelreaktion:
Kalcium kombineras med svavel och syre, vilket eliminerar deras interferens med grafitsfäroidisering, medan den genererade CaC2 kan fungera som en kärnbildande kärna av grafit.
(2) Deoxidation och rening: Minska inneslutningar och förbättra renheten.
Verkningsmekanism:
Kisel reagerar med syre: Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe. Densiteten för den genererade SiO2 är 2,65 g/cm³, mycket lägre än den för smält järn (7,1 g/cm³), vilket gör det lätt att flyta och bilda slagg.
Kalcium-förbättrad deoxidation:
2Ca + O2 → 2CaO. Kalcium har en starkare affinitet för syre än kisel, vilket kan ta bort spårmängder av kvarvarande syre i smält järn. Samtidigt reagerar den med Al2O3 för att bilda låg-smältpunkt-kompositinneslutningar (CaO・Al2O3), vilket underlättar separation.
(3) Kornförfining: Förfinar mikrostrukturen, balanserar styrka och seghet.
Verkningsmekanism:
Små partiklar (som CaS, SiO₂) i kisel-kalciumlegeringar fungerar som heterogena kärnbildningsställen, vilket främjar bildningen av många fina korn snarare än några få grova korn under stelning av gjutjärn.
Korngränsförstärkning:
Raffinerade korn ökar antalet korngränser per volymenhet, vilket hindrar dislokationsrörelser och sprider stress, vilket förbättrar den övergripande materialets prestanda.
(4) Svavelkontroll: Eliminerar het sprödhet och förbättrar bearbetningsprestanda
Verkningsmekanism:
Kalcium reagerar företrädesvis med svavel: Ca + FeS → CaS + Fe. CaS har en smältpunkt på 2450 grader, är olösligt i smält järn, fälls ut som fasta partiklar och flyter till slaggen, vilket helt eliminerar de skadliga effekterna av svavel.
Nyckelvärde:
Förhindrar FeS (smältpunkt 1190 grader) från att bilda ett kontinuerligt nätverk vid korngränserna, vilket eliminerar fenomenet "het sprödhet".
Viktiga kontrollpunkter för användning:
Tidpunkt för tillägg:Lägg till segjärn efter sfäroidiseringsbehandling och före ympning; lägg till i grått gjutjärn 5-10 minuter före knakning för att säkerställa tillräcklig reaktion.
Tilläggsmetod:TilläggaCaSi Klumpprodukter direkt; tilläggaSiCa pulverprodukter genom en inokulator; tilläggaCaSi kärntrådprodukter som använder en trådmatare (hastighet 3-5 m/s) för att undvika förlust av kalciumförångning.
Doseringskontroll: Excessive addition (>0.5%) will lead to excessively high cast iron hardness (HB>250), vilket ökar bearbetningssvårigheterna. Exakt styrning krävs beroende på typ av gjutjärn.
