Легура калцијум силикона (ЦаСи)је основни мултифункционални адитив у производњи ливеног гвожђа. Кроз четири основне функције-модификације графита, деоксидације и пречишћавања, пречишћавања зрна и контроле сумпора-свеобухватно побољшава снагу, жилавост, обрадивост и поузданост ливеног гвожђа, чинећи га погодним за врхунске-прилике као што су аутомобилски делови и индустријске машине.
Физичка својства:Тачка топљења 1250-1350 степени, густина 2,5-2,8г/цм³, сребрно-сиви блок (5-30мм) или прах, калцијум се лако испари на високим температурама, показује јаку реактивност и има добру компатибилност са растопљеним гвожђем;
Основне предности:Мултифункционална интеграција (сфероидизација + деоксидација + рафинација), додавање 0,2%-0,5% по тони ливеног гвожђа може постићи више-побољшање вишедимензионалних перформанси, уз значајну исплативост;
Основни механизам легуре силицијум калцијума побољшава перформансе ливеног гвожђа
(1) Модификација графита: од "љуспице" до "сфероида", жилавост се удвостручује
Механизам деловања:
Силицијум повећава активност угљеника у истопљеном гвожђу, промовишући нуклеацију графита; Калцијум, као агенс за сфероидизацију, адсорбује се на површини графитних језгара, инхибирајући раст љускица и усмеравајући формирање сфероидног/црвастог-графита;
Кључна реакција:
Калцијум се комбинује са сумпором и кисеоником, елиминишући њихову сметњу са сфероидизацијом графита, док настали ЦаЦ₂ може послужити као језгро графита.
(2) Деоксидација и пречишћавање: Смањење инклузија и побољшање чистоће.
Механизам деловања:
Силицијум реагује са кисеоником: Си + 2ФеО → СиО₂ + 2Фе. Густина створеног СиО₂ је 2,65 г/цм³, много нижа од оне код растопљеног гвожђа (7,1 г/цм³), што га чини лаким за плутање и формирање шљаке.
Калцијум{0}}појачана деоксидација:
2Ца + О₂ → 2ЦаО. Калцијум има јачи афинитет према кисеонику него силицијум, који може уклонити трагове заосталог кисеоника у растопљеном гвожђу. Истовремено, реагује са Ал₂О₃ да би формирао композитне инклузије ниске-тачке-тачке (ЦаО・Ал₂О₃), олакшавајући раздвајање.
(3) Рафинирање зрна: Рафинира микроструктуру, балансирајући снагу и жилавост.
Механизам деловања:
Сићушне честице (као што су ЦаС, СиО₂) у легурама силицијум{0}}калцијума делују као хетерогена места нуклеације, промовишући формирање бројних финих зрна уместо неколико крупних зрна током очвршћавања ливеног гвожђа.
Јачање граница зрна:
Рафинисана зрна повећавају број граница зрна по јединици запремине, ометајући кретање дислокација и дисперзиони напон, чиме се побољшавају укупни перформанси материјала.
(4) Контрола сумпора: елиминише врућу ломљивост и побољшава перформансе обраде
Механизам деловања:
Калцијум првенствено реагује са сумпором: Ца + ФеС → ЦаС + Фе. ЦаС има тачку топљења од 2450 степени, нерастворљив је у растопљеном гвожђу, таложи се као чврсте честице и плута до шљаке, потпуно елиминишући штетне ефекте сумпора.
Кључна вредност:
Спречава ФеС (тачка топљења 1190 степени) да формира континуалну мрежу на границама зрна, елиминишући феномен "вруће ломљивости".
Кључне контролне тачке коришћења:
Време додавања:Додати у дуктилно гвожђе након третмана сфероидизације и пре инокулације; додати у сиви ливени гвожђе 5-10 минута пре тапкања да би се обезбедила довољна реакција.
Метод додавања:ДодајЦаСи Лумппроизводи директно; додатиСиЦа прахпроизводи кроз инокулатор; додатиЦаСи жица са језгромпроизводе помоћу додавача жице (брзина 3-5 м/с) како би се избегао губитак испарења калцијума.
Контрола дозе: Excessive addition (>0.5%) will lead to excessively high cast iron hardness (HB>250), повећавајући потешкоћу обраде. Потребна је прецизна контрола према врсти ливеног гвожђа.
