Ca-Si Alloy: מובילים למצוינות וחסכון במטלורגיה

סגסוגת סי-Ca היא סגסוגת ברזל מרוכבת עם סיליקון וסידן כמרכיבי הליבה שלה, בתוספת כמויות קטנות של יסודות זיהומים כגון ברזל, אלומיניום ופחמן. בשל תכונותיו המטלורגיות המצוינות, הוא הפך לחומר עזר חשוב הכרחי בייצור של פלדה וברזל יצוק באיכות גבוהה-. להלן דיון מפורט משלושה היבטים: שיטת הכנה, יתרונות ביצועים ותחומי יישום:

I. שיטת הכנה
1. בחירת חומרי גלם ופרופורציה: חומרי הגלם הליבה הם סיליקה (המספקת סיליקון), סיד (המספקת סידן) וקולה (כחומר מפחית וכחומר אקסותרמי). טוהר חומרי הגלם נשלט בקפדנות כדי להפחית את החדרת זיהומים. על פי דרגת המוצר היעד (על פי תקן YB 525-65, תכולת הסידן אינה פחותה מ-24%, 28% או 31%), הפרופורציות של כל חומר גלם מותאמות במדויק כדי להניח את הבסיס לתגובת ההיתוך.

2. תהליך התכה-בטמפרטורה גבוהה: חומרי הגלם בפרופורציה מוזנים לתוך תנור קשת שקוע ומומסים באווירה מפחיתה חזקה ב-1500-1800 מעלות. במהלך תהליך ההיתוך, סיד וסיליקון דו חמצני יוצרים תחילה סיגים של סידן סיליקט בנקודת -התכה- נמוכה, ומשפיעים על תהליך תגובת ההפחתה. במקביל, סידן וסיליקון מתנדפים בקלות בטמפרטורות גבוהות (שיעור אובדן של כ-10% כל אחד), ומוצרי הביניים סידן קרביד (CaC₂) וסיליקון קרביד (SiC) משתתפים בתגובות הבאות. בשל הצפיפות הנמוכה של סגסוגת הסיליקון-סידן, היא נוטה להתרכז בחלק העליון של הבריכה המותכת, מה שמצריך אמצעים מיוחדים כדי להפריד ביעילות את הסגסוגת מהסיגים במהלך ההקשה.

3. שיטות התכה מיינסטרים: בייצור תעשייתי, השיטות הנפוצות כוללות האכלה מעורבת, הזנה בשכבות, שיטת סידן קרביד ושיטת הפחתת תרמית אלקטרוסיליקון. כל אלה הם מצבי התכה המבוססים על סיגים, הניתנים להתאמה לסקלות ייצור ודרישות מוצר שונות.

4. יצירה ודירוג: לאחר ההיתוך, הסגסוגת מקוררת ויוצרה לבלוקים טבעיים, ולאחר מכן נמעכת ומוקרנת לבלוקים סטנדרטיים (10-60 מ"מ) או אבקת סיליקון-סידן (0-3 מ"מ) כדי לעמוד בדרישות המורפולוגיות של יישומים שונים.

II. יתרונות ביצועים

1. יכולת טיהור מרוכבים יוצאת דופן: גם לסידן וגם לסיליקון יש זיקה חזקה לחמצן, וסידן יכול גם לשלב ביעילות עם יסודות כמו גופרית, חנקן, מימן ופחמן. זה נותן לסגסוגת הסיליקון -סידן פונקציות מרובות, כולל דה-אוקסידציה, הסרת גופרית, הסרת גזים וקיבוע גופרית, מפחיתה משמעותית את תכולת הטומאה בפלדה מותכת ותורמת לייצור פלדה נקייה.

2. אפקט ניקוי חמצון יעיל ויציב ביותר: יכולת ניקוי החמצון שלו עדיפה על מסירי אלומיניום מסורתיים. תוצרי הסרת החמצון הם חלקיקים גדולים יותר, מה שמקל עליהם לצוף ולהפריד אותם, מה שמפחית את השאריות של תכלילים לא -מתכתיים בפלדה. זה גם יכול לשנות את הצורה והמאפיינים של תכלילים, ולמנוע מהם להשפיע לרעה על תכונות הפלדה.

3. ביצועי התכה ועיבוד מיטביים: הוספת סידן לפלדה מותכת יוצרת אפקט אקסותרמי חזק. כאשר סידן הופך לאדי סידן, הוא מערבב את הפלדה המותכת, ומקדם עוד יותר את הציפה של תכלילים. כאשר מחליפים את האלומיניום כמסיר החמצון הסופי, הוא פותר ביעילות בעיות כמו סתימת פיות המצקת וחסימת פיות יציקה מתמשכת, מה שמבטיח רציפות ההתכה.

4. שיפור ביצועי חומר הליבה: זה לא רק מטהר פלדה מותכת וברזל אלא גם משפר את הפלסטיות, קשיחות ההשפעה והנזילות של פלדה. במקביל, הוא מייעל את מורפולוגיה ופיזור הגרפיט בברזל יצוק, ומשפר את התכונות המכניות הכוללות של החומר המוגמר.

III. אזורי יישום
1. תעשיית ייצור פלדה
מתאים לייצור של דרגות פלדה קונבנציונליות כגון פלדה באיכות גבוהה-, פלדת פחמן נמוכה-, פלדת אל חלד ופלדת מסילה, כמו גם סגסוגות מיוחדות כגון סגסוגות על בסיס ניקל- וסגסוגות על בסיס טיטניום{{3}. הוא משמש כמסיר חמצון ליבה, מסיר גופרית ומשנה הכללה, השולט בתכולת החמצן והגופרית לרמות נמוכות במיוחד.

יכול לשמש כחומר חימום בייצור פלדה מממיר כדי לפצות על איבודי טמפרטורה במהלך תהליך ההיתוך; במטלורגיית מצקת, ניתן להוסיף אותו במדויק באמצעות הזרקת אבקה או הזנת חוט ליבה כדי להשיג שליטה מדויקת בהרכב הפלדה המותכת.

2. תעשיית היציקה
משמש כחומר חיסון לברזל יצוק, מקדם היווצרות של גרפיט עדין -גרפיט או כדורי, וכתוצאה מכך פיזור גרפיט אחיד יותר בברזל יצוק אפור, מפחית את הנטייה לברזל יצוק לבן, ומשפר את יכולת העיבוד והיציבות המכנית של ברזל יצוק.

כתוסף בייצור ברזל רקיע, הוא מתפקד להגדלת תכולת הסיליקון ולהסיר גופרית, לטהר ביעילות ברזל מותך, להפחית פגמים כמו נקבוביות ותכלילים ביציקות, ולייעל את איכות מוצרי הברזל היצוק.

3. יישומים אחרים
בשימוש נרחב בתרחישים מיוחדים עם דרישות מחמירות לטוהר החומר ולביצועים, כגון ייצור פלדות עם ביצועים מיוחדים הדרושים לייצור מכונות מתקדמים-ותעופה וחלל, המספקות אבטחת חומר לרכיבים קריטיים.