Slitina vápníku a křemíku (CaSi)je jádrové multifunkční aditivum při výrobě litiny. Prostřednictvím čtyř základních funkcí-modifikace grafitu, dezoxidace a čištění, zjemnění zrna a kontrola obsahu síry-komplexně zvyšuje pevnost, houževnatost, obrobitelnost a spolehlivost litiny, takže je vhodná pro špičkové-aplikace, jako jsou automobilové díly a průmyslové stroje.
Fyzikální vlastnosti:Bod tání 1250-1350 stupňů, hustota 2,5-2,8 g/cm³, stříbrošedý blok (5-30 mm) nebo prášek, vápník při vysokých teplotách snadno těká, vykazuje silnou reaktivitu a má dobrou kompatibilitu s roztaveným železem;
Hlavní výhody:Multifunkční integrace (sferoidizace + dezoxidace + rafinace), přidání 0,2 %-0,5 % na tunu litiny může dosáhnout vícerozměrného zlepšení výkonu s významnou nákladovou efektivitou;
Mechanismus jádra ze slitiny křemíku a vápníku zlepšující výkon litiny
(1) Modifikace grafitu: od „vloček“ po „sféroid“, houževnatost se zdvojnásobí
Mechanismus účinku:
Křemík zvyšuje aktivitu uhlíku v roztaveném železe a podporuje nukleaci grafitu; Vápník jako sféroidizační činidlo se adsorbuje na povrchu grafitových jader, inhibuje růst vloček a řídí tvorbu sféroidního/červovitého grafitu;
Klíčová reakce:
Vápník se slučuje se sírou a kyslíkem, čímž se eliminuje jejich interference se sféroidizací grafitu, zatímco vytvořený CaC₂ může sloužit jako jádro pro nukleaci grafitu.
(2) Deoxidace a čištění: Snížení inkluzí a zlepšení čistoty.
Mechanismus účinku:
Křemík reaguje s kyslíkem: Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe. Hustota generovaného SiO₂ je 2,65 g/cm³, mnohem nižší než hustota roztaveného železa (7,1 g/cm³), takže se snadno vznáší a tvoří strusku.
Dezoxidace-vápníku:
2Ca + O₂ → 2CaO. Vápník má silnější afinitu ke kyslíku než křemík, který dokáže odstranit stopová množství zbytkového kyslíku v roztaveném železe. Současně reaguje s Al₂O₃ za vzniku kompozitních inkluzí s nízkým -bodem tání- (CaO・Al₂O₃), což usnadňuje separaci.
(3) Zjemnění zrna: Zjemňuje mikrostrukturu, vyrovnává sílu a houževnatost.
Mechanismus účinku:
Drobné částice (jako je CaS, SiO₂) ve slitinách křemíku a vápníku působí jako heterogenní nukleační místa, která během tuhnutí litiny podporují tvorbu četných jemných zrn spíše než několika hrubých zrn.
Posílení hranic zrn:
Rafinovaná zrna zvyšují počet hranic zrn na jednotku objemu, brání dislokačnímu pohybu a rozptylujícímu napětí, čímž zlepšují celkový výkon materiálu.
(4) Kontrola síry: Eliminuje křehkost za tepla a zlepšuje výkon obrábění
Mechanismus účinku:
Vápník přednostně reaguje se sírou: Ca + FeS → CaS + Fe. CaS má bod tání 2450 stupňů, je nerozpustný v roztaveném železe, sráží se jako pevné částice a plave na strusce, čímž zcela eliminuje škodlivé účinky síry.
Klíčová hodnota:
Zabraňuje FeS (bod tání 1190 stupňů) ve vytváření souvislé sítě na hranicích zrn, čímž eliminuje jev „křehkosti za tepla“.
Klíčové kontrolní body používání:
Načasování přidání:Přidejte do tvárné litiny po zpracování sféroidizací a před inokulací; přidat do šedé litiny 5-10 minut před čepováním, aby byla zajištěna dostatečná reakce.
Způsob přidání:PřidatCaSi Lumppřímo produkty; přidatSiCa prášekprodukty prostřednictvím inokulátoru; přidatCaSi plněný drátprodukty pomocí podavače drátu (rychlost 3-5 m/s), aby se zabránilo ztrátám odpařováním vápníku.
Kontrola dávkování: Excessive addition (>0.5%) will lead to excessively high cast iron hardness (HB>250), což zvyšuje obtížnost zpracování. Vyžaduje se přesné ovládání podle typu litiny.
