Dalam pengadaanlogam silikon, banyak pembeli yang biasanya memprioritaskan, atau bahkan secara eksklusif, konten silikon. Namun, pengalaman industri menunjukkan bahwa untuk stabilitas proses hilir dan kualitas produk akhir, pengendalian elemen jejak Fe, Al, dan Ca seringkali lebih penting daripada nilai absolut kandungan silikon.
Dampak Tiga Pengotor Utama pada Proses Paduan Aluminium
Paduan aluminium merupakan aplikasi hilir utama lainnya dari logam silikon, terhitung sekitar 18,9%. logam silikon ditambahkan ke aluminium cair sebagai aditif paduan, terutama untuk paduan Al-Si (seperti ADC12 dan A356). Dalam penerapannya, pengaruh zat besi dan kalsium jauh lebih besar dibandingkan dengan aluminium.
1. Persyaratan Umum Pengotor Silikon dalam Paduan Aluminium
| Elemen pengotor | Persyaratan umum | Catatan |
| Besi (Fe) | Tergantung pada tingkat paduan | Paduan aluminium cor memiliki toleransi yang tinggi terhadap besi; paduan aluminium tempa sensitif terhadap besi. |
| Kalsium (Ca) | Kalsium rendah lebih disukai | Kalsium mempengaruhi kemampuan mengalir lelehan dan kualitas permukaan. |
| Aluminium (Al) | Tidak ada batasan khusus | Aluminium adalah elemen matriks; aluminium dalam silikon metalik dapat langsung dimanfaatkan. |
2. Pengaruh Besi (Fe)
Besi adalah unsur pengotor yang paling umum dan berbahaya dalam paduan aluminium. Ketika kandungan besi melebihi kelarutan padatnya dalam aluminium (kira-kira 0,05%), ia membentuk senyawa intermetalik -seperti jarum -Al₅FeSi dengan aluminium dan silikon. Efek berbahaya dari fase -Al₅FeSi:
| Jenis bahaya | Pertunjukan | Mekanisme |
| Memisahkan matriks | Perpanjangan berkurang | Panjang fase-seperti jarum dapat mencapai 80 μm, dan sifat keras serta rapuhnya menyebabkan konsentrasi tegangan. |
| Menyumbat pelari | Peningkatan cacat pengecoran | Fase ini mengendap selama pemadatan, sehingga menghambat pemberian lelehan aluminium. |
| Kemunduran kemampuan mesin | Keausan alat yang dipercepat | Partikel keras mempercepat keausan alat. |
3. Pengaruh Kalsium (Ca)
Dalam produksi paduan aluminium, kalsium seringkali merupakan pengotor yang lebih mengkhawatirkan dibandingkan besi. Alasannya adalah sebagai berikut:
Dampak terhadap Kualitas Lelehan:
Lelehan aluminium-kalsium tinggi cenderung membentuk terak oksida di permukaan, sehingga meningkatkan konten inklusi.
Kalsium bereaksi dengan aluminium membentuk senyawa-titik leleh-tinggi seperti Al₄Ca, sehingga mengurangi fluiditas lelehan.
Gangguan pada Perawatan Modifikasi:
Paduan Al-Si biasanya menjalani perlakuan modifikasi silikon eutektik dengan penambahan strontium (Sr).
Kalsium meracuni efek modifikasi strontium, memakan pengubah dan menyebabkan modifikasi tidak lengkap.
Fluktuasi kandungan kalsium secara langsung mempengaruhi stabilitas efek modifikasi.
Dampak terhadap Kualitas Permukaan:
Coran-kalsium tinggi rentan terhadap perbedaan warna dan bintik hitam di permukaan.
Untuk bahan aluminium yang memerlukan anodisasi, kalsium menyebabkan penurunan kualitas film oksida.
4. Pengaruh Aluminium (Al)
Berbeda dengan dua pengotor lainnya, aluminium sendiri merupakan elemen matriks paduan aluminium. Sejumlah kecil aluminium yang dimasukkan ke dalam silikon logam (biasanya kurang dari atau sama dengan 0,4%) memiliki dampak yang dapat diabaikan terhadap sifat-sifat paduan aluminium, dan dalam beberapa kasus, bahkan mungkin bermanfaat (seperti meningkatkan fluiditas).
Oleh karena itu, dalam pengadaan logam silikon untuk paduan aluminium, fokusnya harus pada pengendalian zat besi dan kalsium; aluminium dapat diabaikan sebagai indikator utama.
Rekomendasi Pengadaan dan Seleksi
| Skenario Khusus | Merek yang Direkomendasikan | Persyaratan Utama |
| Paduan Cor Primer (A356, dll.) |
Fe Kurang dari atau sama dengan 0,4%, Ca Kurang dari atau sama dengan 0,1% |
|
| Paduan Cor Daur Ulang (ADC12) |
Fe Kurang dari atau sama dengan 0,5%, Ca Kurang dari atau sama dengan 0,3% |
|
| Paduan Aluminium Tempa | Nilai Fe rendah | Kontrol Fe yang ketat |
