Welche Faktoren beeinflussen die Desoxidationswirkung von Siliziumkarbidlegierungen für den Guss?

Siliziumkarbidlegierungenbieten mehrere Funktionen beim Gießen, einschließlich Desoxidation, Silizium-/Kohlenstoffzuwachs und Impfmodifikation. Ihre praktische Desoxidationsleistung wird jedoch durch Materialeigenschaften, Schmelzbedingungen und Vor-Ort-Vorgänge beeinflusst, was in direktem Zusammenhang mit Porosität und Einschlussdefekten in Gussteilen steht. Die wichtigsten Einflussfaktoren sind wie folgt zusammengefasst.

• Effektiver SiC-Gehalt: Es dient als Kern für die Desoxidation. Ein höherer effektiver SiC-Gehalt führt zu einer stärkeren Desoxidationskapazität. Übermäßige Verunreinigungen und Asche verdünnen die aktiven Komponenten und verringern die Effizienz. Dabei sollte dem effektiven SiC-Gehalt Vorrang vor dem gesamten Silizium- oder Kohlenstoffgehalt eingeräumt werden.
• Partikelgröße: Übergroße Partikel schmelzen langsam und neigen bei geringer Ausnutzung dazu, zu Schlacke zu schwimmen. Überschüssiges Feinpulver erleidet schwere Oxidations- und Verbrennungsverluste. Die Partikelgröße muss den Ofenbedingungen entsprechen.
• Verunreinigungsgrad: Verunreinigungen wie Aluminiumoxid und Eisenoxid erhöhen den Sauerstoffgehalt in der Metallschmelze und verhindern das Aufschwimmen von Desoxidationseinschlüssen. Zu viel Schwefel und Phosphor beeinträchtigen außerdem Desoxidationsreaktionen.

1. Anfänglicher Sauerstoffgehalt von geschmolzenem Eisen: Überoxidiertes geschmolzenes Eisen oder rostiger Stahlschrott führt zu einem hohen Anfangssauerstoffgehalt, wodurch die Desoxidationswirkung bei fester Dosierung geschwächt wird. Der Zusatzbetrag muss entsprechend angepasst werden.

2. Temperatur des geschmolzenen Eisens: Niedrige Temperaturen verlangsamen unvollständige Desoxidationsreaktionen. Eine zu hohe Temperatur erhöht den Verbrennungsverlust der Legierung und verhindert die Abscheidung von Desoxidationsprodukten. Es muss ein angemessener Temperaturbereich eingehalten werden.

3. Schlackenzustand: Oxidierte Schlacke verursacht eine erneute Oxidation und gleicht die Desoxidationsergebnisse aus. Viskose Schlacke hält Einschlüsse im geschmolzenen Eisen in der Schwebe und führt zu Gussfehlern.

• Timing und Fütterungsposition: Eine frühe Zugabe führt bei hoher Temperatur zu starken Verbrennungsverlusten; Eine verspätete Zugabe führt zu einer unzureichenden Reaktionszeit. Es wird empfohlen, während des Klopfens eine Bachfütterung durchzuführen. Eine Anhäufung am Pfannenboden sollte vermieden werden, um eine Agglomeration zu verhindern.
• Mitreißende Leistung: Unzureichendes Rühren löst Agglomeration und nur teilweise Reaktion aus. Turbulenzen beim Klopfen oder Rühren bei mittlerer Frequenz verbessern die Legierungsverteilung und die Desoxidationsausnutzungsrate.
• Zusatzdosierung: Durch unzureichende Dosierung wird die angestrebte Desoxidationstiefe nicht erreicht. Eine übermäßige Zugabe führt zu einer übermäßigen Zunahme von Silizium und Kohlenstoff sowie zu massiven Einschlüssen. Die Dosierung sollte entsprechend den tatsächlichen Ofenbedingungen berechnet werden.

Kombinierte Desoxidation mitFerrosiliciumoderSilizium-Kalzium-Legierungverbessert das Schwebeverhalten von Einschlüssen. Nach der Desoxidation ist eine Haltezeit erforderlich, damit sich die Einschlüsse abtrennen. Beim sofortigen Gießen besteht immer noch die Gefahr von Gussfehlern.

Die Desoxidationsleistung vonSiliziumkarbidlegierungenhängt im Wesentlichen von der Materialqualität sowie der Schmelzetemperatur, dem Sauerstoffgehalt und dem Schlackenzustand ab. Zuführart, Rühren und Dosierung sind entscheidende Betriebsparameter. Eine optimierte Prozessanpassung sorgt dafür, dass die Desoxidation und Reinigung voll zur Geltung kommt und Gussfehler reduziert werden.