Paduan kalsium silikon (CaSi)adalah aditif multifungsi inti dalam produksi besi cor. Melalui empat fungsi inti-modifikasi grafit, deoksidasi dan pemurnian, penghalusan butiran, dan pengendalian sulfur-ini secara komprehensif meningkatkan kekuatan, ketangguhan, kemampuan mesin, dan keandalan besi cor, sehingga cocok untuk aplikasi kelas atas seperti suku cadang otomotif dan mesin industri.
Sifat fisik:Titik lebur 1250-1350 derajat, kepadatan 2,5-2,8g/cm³, balok atau bubuk abu-abu perak (5-30mm), kalsium mudah menguap pada suhu tinggi, menunjukkan reaktivitas yang kuat, dan memiliki kompatibilitas yang baik dengan besi cair;
Keuntungan inti:Integrasi multifungsi (spheroidisasi + deoksidasi + pemurnian), menambahkan 0,2%-0,5% per ton besi cor dapat mencapai peningkatan kinerja multi-dimensi, dengan efektivitas biaya yang signifikan;
Mekanisme inti paduan kalsium silikon meningkatkan kinerja besi cor
(1) Modifikasi grafit: dari "serpihan" menjadi "bulat", ketangguhannya berlipat ganda
Mekanisme aksi:
Silikon meningkatkan aktivitas karbon dalam besi cair, mendorong nukleasi grafit; Kalsium, sebagai zat spheroidizing, teradsorpsi pada permukaan inti grafit, menghambat pertumbuhan serpihan dan memandu pembentukan grafit seperti spheroid/cacing-;
Reaksi kunci:
Kalsium bergabung dengan belerang dan oksigen, menghilangkan gangguannya pada spheroidisasi grafit, sedangkan CaC₂ yang dihasilkan dapat berfungsi sebagai inti nukleasi grafit.
(2) Deoksidasi dan Pemurnian: Mengurangi inklusi dan meningkatkan kemurnian.
Mekanisme aksi:
Silikon bereaksi dengan oksigen: Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe. Massa jenis SiO₂ yang dihasilkan adalah 2,65 g/cm³, jauh lebih rendah dibandingkan dengan besi cair (7,1 g/cm³), sehingga mudah terapung dan membentuk terak.
Kalsium-peningkatan deoksidasi:
2Ca + O₂ → 2CaO. Kalsium memiliki afinitas yang lebih kuat terhadap oksigen dibandingkan silikon, yang dapat menghilangkan sejumlah sisa oksigen dalam besi cair. Secara bersamaan, ia bereaksi dengan Al₂O₃ membentuk inklusi komposit-titik lebur-rendah (CaO・Al₂O₃), sehingga memudahkan pemisahan.
(3) Penyempurnaan Butir: Memperbaiki struktur mikro, menyeimbangkan kekuatan dan ketangguhan.
Mekanisme Aksi:
Partikel kecil (seperti CaS, SiO₂) dalam paduan silikon-kalsium bertindak sebagai situs nukleasi heterogen, mendorong pembentukan banyak butiran halus dibandingkan beberapa butiran kasar selama pemadatan besi tuang.
Penguatan Batas Butir:
Butir halus meningkatkan jumlah batas butir per satuan volume, menghambat pergerakan dislokasi dan menyebarkan tegangan, sehingga meningkatkan kinerja material secara keseluruhan.
(4) Kontrol Belerang: Menghilangkan Kerapuhan Panas dan Meningkatkan Kinerja Pemesinan
Mekanisme Aksi:
Kalsium bereaksi istimewa dengan belerang: Ca + FeS → CaS + Fe. CaS memiliki titik leleh 2450 derajat, tidak larut dalam besi cair, mengendap sebagai partikel padat, dan mengapung menjadi terak, sepenuhnya menghilangkan efek berbahaya belerang.
Nilai Kunci:
Mencegah FeS (titik leleh 1190 derajat) membentuk jaringan kontinu pada batas butir, menghilangkan fenomena "kerapuhan panas".
Poin Kontrol Penggunaan Utama:
Waktu Penambahan:Tambahkan ke besi ulet setelah perlakuan spheroidisasi dan sebelum inokulasi; tambahkan ke besi cor kelabu 5-10 menit sebelum disadap untuk memastikan reaksi yang cukup.
Metode Penambahan:MenambahkanBenjolan CaSiproduk secara langsung; menambahkanBubuk SiCaproduk melalui inokulator; menambahkanKawat berinti CaSiproduk menggunakan pengumpan kawat (kecepatan 3-5 m/s) untuk menghindari hilangnya penguapan kalsium.
Kontrol Dosis: Excessive addition (>0.5%) will lead to excessively high cast iron hardness (HB>250), meningkatkan kesulitan pemrosesan. Diperlukan kontrol yang tepat sesuai dengan jenis besi cor.
