Kõrgem puhtus ei ole alati parem: miks Silicon Metal 553 ületab konkreetsetes valamisrakendustes 421

Ülemaailmses valu- ja metallurgiakaubanduses on levinud eksiarvamus: kõrgem-puhtusräni metall= parem ülekandmise jõudlus. Paljud ülemere ostjad kasutavad vaikimisi esmaklassilisi hindu naguräni metall 421(Si suurem või võrdne 99,0%, Fe vähem või võrdne 0,4%, Al vähem või võrdne 0,2%, Ca vähem või võrdne 0,1%), eeldades, et rangem lisandite kontroll annab paremaid tulemusi. Kuid tegelikus-valukoja tootmises-eriti suure-mahuliste, üldotstarbeliste-valandite ja teatud alumiiniumi/rauasulamite protsesside-standardse{10}}kvaliteedigaräni metall 553(Si suurem või võrdne 98,5%, Fe Vähem või võrdne 0,5%, Al Vähem või võrdne 0,5%, Ca väiksem või võrdne 0,3%) tagab sageli stabiilsema valamise kvaliteedi, parema protsessitaluvuse ja madalama kogumaksumuse.

Ränimetalli klassid on määratletud kolme kriitilise lisandi maksimumpiiride järgi: Fe (raud), Al (alumiinium), Ca (kaltsium)-kolm numbrit vastavad otseselt nendele piiridele (×0,1%). Allpool on standardsete rahvusvaheliste spetsifikatsioonide võrdlus:

Kriitiliste lisandite mõju valamisele

Raud (Fe):Moodustab alumiiniumisulamites kõvasid, hapraid metallidevahelisi faase (nt Al₅FeSi)-võib vähendada venivust, kuid parandab kulumiskindlust ja vormi täitmise stabiilsust paksuse -sektsiooniga valandites.
Alumiinium (Al):Reageerib lämmastikuga, moodustades AlN lisandeid, põhjustades terase haprust; alumiiniumisulamites puhastab see terakesi, kuid võib üle{0}}kontrollimisel tekitada oksiidkilesid.
Kaltsium (Ca):Kõige mõjuvam erinevus-Ca mürgitab Sr/Na modifikaatorid Al-Si sulamites, häirib inokulatsiooni kõrgtugevas malmis ja moodustab räbu lisandeid. Si553 Ca on 3 korda kõrgem kui Si421 (0,3% vs 0,1%).

2.1 Suure -mahuga üldised alumiiniumvalandid

Silicon 421 nõrkus:

Äärmiselt -madal Al (0,2%) ja Ca (0,1%) muudavad sulamisreaktsiooni liiga tundlikuks. Väikesed temperatuurikõikumised või sulamissaaste põhjustavad ebaühtlast tera rafineerimist, kokkutõmbumispoorsust ja halba vormitäitmist, -mille tulemuseks on suurem praagi hulk masstootmises.

Silicon 553 eelised:

Veidi kõrgem Al (0,5%) toimib loodusliku teravilja rafineerijana, stabiliseerides tahkumist ja vähendades kuumapragusid õhukeseseinalistes keerukates valandites.
Mõõdukas Ca (0,3%) ei mürgita täielikult modifikaatoreid standardsetes Al-Si-sulamites-õige Sr-i lisamisega (10–15% rohkem kui 421), modifikatsiooniefekt jääb stabiilseks ja 553 kulude kokkuhoid kaalub oluliselt üles modifikaatori lisakulud.
Parem sulamisvedelik ja vormitäitmine: tasakaalustatud lisandite profiil vähendab pindpinevust, parandades keeruliste osade õõnsuste täitmist ja vähendades väärkäitumist.

2.2 Hall- ja kõrgtugevast malmist valamine

Silicon 421 nõrkus:

Äärmiselt madal Ca (0, 1%) tagab inokuleerimise ajal ebapiisavad nukleatsioonikohad. See toob kaasa alapookimise, ebaühtlase grafiidihelveste/kerade moodustumise ja ebaühtlaste mehaaniliste omaduste (kõvadus, tõmbetugevus) partiide lõikes,-eriti paksuse{4}}profiiliga raudvalu puhul.

Silicon 553 eelised:

Kõrgem Ca (0, 3%) toimib täiendava inokulandina, soodustades ühtlast grafiidi sadestumist ja vähendades paksudes osades külmetust (valge raua teket).
Tasakaalustatud Fe/Al lisandid ei kahjusta standardse raua grafiidi morfoloogiat,{0}}nad stabiliseerivad nakatamise efekti ja pikendavad inokulatsiooni tuhmumisaega, mis on kriitilise tähtsusega pikkade valamistsüklitega suurte valuliinide puhul.
Pole vaja täiendavaid inokulante: Silicon metal grade 553 loodusliku lisandite profiil vähendab spetsialiseeritud inokulantide lisamist, lihtsustades protsessi ja vähendades kulusid.

2.3 Kulutundlikud, mitte-kriitilised struktuurivalandid

Valandite puhul, mille pinnaviimistlus ja üli-kõrged mehaanilised omadused ei ole kriitilised (nt konstruktsiooniklambrid, mitte-turvalised autokomponendid), kulub silikoonmetalli klassi 421 esmaklassiline puhtus raisku:
421 räni metall maksab 8–15% rohkem kui 553 (tänu karmimatele sulatus- ja puhastusprotsessidele).
553 ränimetall vastab kõikidele nende rakenduste jõudlusnõuetele-ei ole mõõdetavat erinevust lõplikus valamise kvaliteedis, kuid marginaal on märkimisväärselt paranenud.

421 klassi silikoonmetall jääb õigeks valikuks ainult tipptasemel-täppis-kriitiliste valurakenduste jaoks, kus lisanditest- tingitud defektid on vastuvõetamatud:
 Kõrge -tugev alumiiniumsulamid (A356, A357 kosmosesõidukite/autode ohutusosade jaoks):Äärmiselt -madal Al/Ca hoiab ära rabeda AlN lisamise ja tagab täieliku Sr modifikatsiooni-, mis on kriitilise tähtsusega suure venivus- ja väsimuskindluse tagamiseks.
 Äärmiselt-õhukeseseinalised-dieedid (vähem kui 2 mm, elektroonikakorpused):Minimaalsed lisandid takistavad oksiidide lisamist ja tagavad veatu pinnaviimistluse anodeerimisel/värvimisel.
 Kõrge puhtusastmega terasest ja ülisulamist valandid:Lennundus-/meditsiinimaterjalide standardite täitmiseks on vaja Fe/Al/Ca ranget kontrolli.