Hvordan påvirker sporelementer (Fe, Al, Ca) i silisiummetall nedstrøms aluminiumlegeringsprosesser?

Ved anskaffelse avsilisiummetall, mange kjøpere prioriterer vanligvis, eller til og med utelukkende, silisiuminnhold. Bransjeerfaring viser imidlertid at for stabiliteten til nedstrømsprosesser og kvaliteten på sluttproduktet, er kontrollen av sporelementene Fe, Al og Ca ofte mer kritisk enn den absolutte verdien av silisiuminnhold.

Aluminiumslegeringer er en annen viktig nedstrøms anvendelse av silisiummetall, og utgjør omtrent 18,9 %. silisiummetall tilsettes smeltet aluminium som et legeringsadditiv, først og fremst for Al-Si-legeringer (som ADC12 og A356). I denne applikasjonen er virkningen av jern og kalsium langt større enn for aluminium.

1. Generelle krav til silisiumurenheter i aluminiumslegeringer

2. Innflytelsen av jern (Fe)

Jern er det vanligste og mest skadelige urenhetselementet i aluminiumslegeringer. Når jerninnholdet overstiger dets faste løselighet i aluminium (omtrent 0,05%), danner det nål-som -Al₅FeSi intermetalliske forbindelser med aluminium og silisium. De skadelige effektene av -Al₅FeSi-fasen:

3. Påvirkningen av kalsium (Ca)

I aluminiumslegeringsproduksjon er kalsium ofte en mer bekymringsfull urenhet enn jern. Årsakene er som følger:

Innvirkning på smeltekvalitet:

Høy-kalsiumaluminiumsmelter er tilbøyelige til å danne oksidslagg på overflaten, noe som øker inklusjonsinnholdet.

Kalsium reagerer med aluminium for å danne forbindelser med høyt-smeltepunkt- som Al₄Ca, noe som reduserer smelteflyten.

Interferens med modifikasjonsbehandling:

Al-Si-legeringer gjennomgår vanligvis eutektisk silisiummodifikasjonsbehandling med tilsetning av strontium (Sr).

Kalsium forgifter modifikasjonseffekten til strontium, forbruker modifiseringen og fører til ufullstendig modifikasjon.

Svingninger i kalsiuminnholdet påvirker direkte stabiliteten til modifikasjonseffekten.

Innvirkning på overflatekvalitet:

Høyt-kalsiumstøp er utsatt for fargeforskjeller og mørke flekker på overflaten.

For aluminiumsmaterialer som krever anodisering, fører kalsium til en nedgang i oksidfilmkvaliteten.

4. Påvirkningen av aluminium (Al)

I motsetning til de to andre urenhetene, er aluminium i seg selv et matriseelement av aluminiumslegeringer. Den lille mengden aluminium som introduseres i metallisk silisium (typisk mindre enn eller lik 0,4%) har en ubetydelig innvirkning på egenskapene til aluminiumslegeringer, og i noen tilfeller kan det til og med være fordelaktig (som å forbedre fluiditeten).

Derfor, i anskaffelsen av silisiummetall for aluminiumslegeringer, bør fokus være på å kontrollere jern og kalsium; aluminium kan ses bort fra som en nøkkelindikator.