Silicon Nitride Ceramics: Mga Katangian, Uri at Paggamit ng mga Ito sa Aluminum Casting

Ang Silicon nitride ceramics ay ang materyal na inaabot ng maraming inhinyero kapag ang bakal, graphite at conventional refractory ay hindi na humawak. Kung saan nagtatagpo ang molten metal, mabilis na thermal cycling at abrasive wear, ang silicon nitride (Si3N4) ay nag-aalok ng isang pambihirang kumbinasyon ng lakas, thermal shock tolerance at chemical stability, at iyon mismo ang dahilan kung bakit ito ay naging pamilyar na tanawin sa aluminum casting at die casting hot-end tooling.

Ang aming koponan ay nagtrabaho sa silicon nitride ceramics sa loob ng higit sa dalawampung taon, mula sa pagpili ng pulbos hanggang sa natapos na rotor, riser tube o heater protection tube. Sa gabay na ito, ibinabahagi namin kung ano ang itinuro sa amin ng karanasang iyon tungkol sa materyal mismo, ang mga makukuhang grado, at ang mga praktikal na tanong na lumalabas kapag nagpasya ang isang pandayan na ilipat ang isang pagod na bahagi sa ceramic.

Ano ang Silicon Nitride Ceramics?

Ang Silicon nitride ay isang tambalan ng silikon at nitrogen. Ang malalakas na covalent bond nito ay nagbibigay dito ng mga katangian na hindi matutumbasan ng mga metal at karamihan sa mga oxide ceramics: nananatili itong matigas sa mataas na temperatura, nagkikibit-balikat sa thermal shock, at hindi madaling tumutugon sa mga nilusaw na non-ferrous na metal.

Ipinapaliwanag ng microstructure ang karamihan sa pagganap. Ang Silicon nitride ay umiiral sa dalawang crystallographic na anyo, alpha at beta. Sa panahon ng sintering, ang alpha phase ay nagko-convert sa beta, na lumalaki bilang mga pinahabang butil na parang karayom. Ang mga butil na iyon ay magkakaugnay na parang nadama, at ang network na iyon ang nagbibigay sa silicon nitride ceramics ng kanilang tigas: sumisipsip sila ng enerhiya sa halip na masira tulad ng ginagawa ng mga magaspang o malasalamin na keramika.

Ang mga ari-arian na pinakamahalaga sa serbisyong pang-industriya ay kinabibilangan ng:

• Ang flexural strength ay karaniwang nasa pagitan ng 600 at 1,200 MPa, depende sa grade
• Ang tibay ng bali ay halos dalawang beses kaysa sa alumina ceramics
• Ang density ay humigit-kumulang 3.2 gramo bawat cubic centimeter, mas mababa sa bakal
• Mababang thermal expansion at mahusay na thermal shock resistance
• Kawalang-kilos ng kemikal laban sa karamihan ng mga acid, salts at mga nilusaw na non-ferrous na metal
• Mataas na resistivity ng kuryente, kapaki-pakinabang malapit sa mga elemento ng pag-init
• Napakababa ng pagkabasa ng natunaw na aluminyo

Ang huling ari-arian ay nararapat na bigyang-diin. Ang isang ceramic na hindi mabasa ng natutunaw ay nananatiling malinis, pinapanatili ang mga sukat nito at hindi nag-drag ng mga oxide o dissolved na elemento sa casting. Ito ang nag-iisang pinakamalaking dahilan kung bakit inilipat ng silicon nitride ceramics ang mga naunang materyales sa degassing at transfer equipment.

Mga Ruta sa Paggawa at Bakit Mahalaga ang Marka

Ang "Silicon nitride ceramic" ay hindi isang materyal. Depende sa kung paano hinuhubog ang pulbos, kung gaano karaming tulong sa sintering ang idinagdag at kung paano pinakapal ang bahagi, ang parehong chemistry ay maaaring makagawa ng isang porous, murang refractory-grade component o isang halos ganap na siksik na structural ceramic na nabubuhay ng maraming taon sa isang die casting cell.

1. Reaction-bonded silicon nitride (RBSN): ang nitrogen ay tumutugon sa isang silicon na preform, na nagbibigay ng isang buhaghag ngunit dimensional na matatag na katawan na nangangailangan ng kaunting machining.
2. Sintered silicon nitride (SSN): walang pressure na sintering na may oxide additives gaya ng yttria, alumina o magnesia.
3. Gas-pressure sintered silicon nitride (GPSN): pinipigilan ng mataas na presyon ng nitrogen ang decomposition at itinutulak ang density ng higit sa 99 porsyento.
4. Ang hot-pressed silicon nitride (HPSN): ang uniaxial pressure sa panahon ng densification ay nagbibigay ng pinakamataas na lakas ngunit nililimitahan ang mga bahagi sa simpleng mga hugis.
5. Sintered reaction-bonded silicon nitride (SRBSN): isang hybrid na ruta na nagsisimula sa reaction bonding at nagtatapos sa sintering.

Ang mga additives ng sintering ay mahalaga tulad ng ruta. Itinataguyod nila ang densification sa pamamagitan ng pagbuo ng manipis na malasalamin na bahagi sa mga hangganan ng butil, at ang komposisyon ng yugtong iyon ang nagpapasya kung paano kumikilos ang materyal sa serbisyo: pinapanatili ng isang mahusay na disenyong sistema ang mga hangganan na lumalaban sa gumagapang, habang ang mahina ay lumalambot sa temperatura.

Sumulat kami ng sunud-sunod na teknikal na tala sa proseso ng pagmamanupaktura ng silicon nitride ceramics kung gusto mong lumalim sa paghahanda ng pulbos, paghubog, sintering at inspeksyon.

Bakit ang Silicon Nitride Ceramics ay Excel sa Molten Aluminum

Ang aluminyo ay mas agresibo kaysa sa hitsura nito. Sa 700 hanggang 750 degrees Celsius ang pagkatunaw ay binabawasan ang maraming oxide, binabasa ang karamihan sa mga refractory at tumutugon sa bakal, silikon at oxygen sa ibabaw ng anumang mahawakan nito. Ang isang sangkap na tumutugon sa pagkatunaw ay hindi basta basta napuputol; binabago nito ang chemistry ng metal at lumilikha ng mga inklusyon na nabigo sa mga casting sa huling inspeksyon.

Silicon nitride ceramics iba ang ugali. Ang kanilang mababang pagkabasa ay nangangahulugan na ang aluminyo ay tumatakbo sa halip na kumapit, kaya ang mga rotor at tubo ay nagpapanatili ng kanilang geometry. Ang kanilang chemical inertness ay nangangahulugan na ang pagkatunaw ay nananatiling malinis. Ang kanilang thermal shock resistance ay nangangahulugan na ang isang malamig na tubo ng proteksyon ay maaaring dumiretso sa isang mainit na pugon nang walang isang mabagal na ritwal ng preheating na kumakain sa isang shift.

Ang mga karaniwang bahagi ng hot-end na gawa sa silicon nitride ceramics ay kinabibilangan ng:

• Pag-degas at pagpino ng mga rotor para sa pag-alis ng hydrogen at pagsasama
• Riser tubes at stalk tubes para sa low-pressure casting at metal transfer
• Mga stopper rod at mga bahagi ng balbula para sa kontrol ng daloy
• Mga tubo ng proteksyon ng pampainit at mga tubo ng proteksyon ng thermocouple
• Launder linings, fluxing pipe, control rods at pump parts

Ang mga degassing rotor ay nagpapakita kung gaano kahalaga ang materyal. Ang isang rotor ay umiikot sa ilang daang rebolusyon bawat minuto habang bahagyang nakalubog, sinisira ang daloy ng gas sa mga pinong bula na nag-aalis ng hydrogen mula sa pagkatunaw. Kailangan nitong tiisin ang paglulubog, marahas na paghalo at libu-libong mga siklo ng pag-init at paglamig nang hindi nawawala ang balanse o naglalabas ng mga particle sa metal.

SG-28 Silicon Nitride Ceramic Degassing Rotor Kung ikukumpara sa mga graphite rotor, ang SG-28 silicon nitride ceramic degassing rotor ay hindi na-oxidized sa mataas na temperatura, kaya hindi nila nadudumihan ang tinunaw na aluminyo at... Tingnan ang Produkto →

Paghahagis ng aluminyo at paghahagis ng mamatay ay ang dalawang lugar ng aplikasyon kung saan nakikita natin ang pinakamalakas na pangangailangan, at ang parehong materyal na lohika ay tumatakbo mula sa melting furnace hanggang sa molde.

Pagtutugma ng mga Bahagi sa Bawat Hakbang ng Hot End

Kapag nagpasya ang isang foundry na ilipat ang isang bahagi sa silicon nitride ceramics, ang susunod na tanong ay kung aling grado at kung aling disenyo ang nababagay sa tungkulin. Ang sagot ay karaniwang sumusunod sa pagkakasunud-sunod ng proseso.

Degassing at pagpino

Ang mga rotor, fluxing pipe at control rod ay gumagana sa pinakamagulong bahagi ng proseso. Kailangan nila ng maximum na lakas at thermal shock resistance, kaya ang mga ganap na siksik na grado ay ang pamantayan. Ang kapal ng pader, disenyo ng sinulid at ang paraan ng pagkaka-clamp ng rotor sa shaft ay mahalaga gaya ng mismong materyal, dahil ang isang rotor na nabigo sa joint ay hindi kailanman magkakaroon ng pagkakataon na patunayan ang resistensya nito sa pagsusuot.

Pagsala

Inaalis ng pinong pagsasala ang mga huling inklusyon bago maabot ng metal ang amag. Ang mga elemento ng ceramic filter ay dapat pagsamahin ang permeability na may sapat na lakas upang makaligtas sa paghawak, preheating at ang presyon ng isang full launder. Ang isang tube geometry ay partikular na epektibo kung saan ang espasyo sa sahig ay limitado at ang natutunaw ay kailangang linisin sa isang compact, mapapalitang unit.

SMF-02 Tumpak na Tube Filter Habang ang industriya ng paghahagis ng aluminyo ay nahaharap sa lalong mahigpit na mga kinakailangan para sa tinunaw na kadalisayan ng aluminyo, kasama ng lumalaking pangangailangan para sa high-end na pagmamanupaktura at kapaligiran... Tingnan ang Produkto →

Pagkontrol sa pag-init at temperatura

Ang mga immersion heater at ang kanilang mga panlabas na tubo ay patuloy na gumagana sa isang paliguan ng likidong aluminyo. Ang ceramic tube ay dapat na magsagawa ng init nang mahusay nang hindi tumutugon sa pagkatunaw, at dapat itong labanan ang mga thermal gradient na nilikha kapag ang antas ng paliguan ay nagbabago. Ang mga tubo ng proteksyon para sa mga thermocouple ay nakaharap sa parehong kapaligiran habang hinihingi ang mas mahigpit na dimensional na kontrol, dahil maaaring baguhin ng ilang ikasampu ng isang milimetro ang oras ng pagtugon ng sensor.

SG-28 Silicon Nitride Ceramic Heater Protection Tube Ang SG-28 silicon nitride ceramic heater protection tube ay may malakas na pagtutol sa mataas na temperatura, kaagnasan, at thermal shock sa tinunaw na aluminyo. Maaari itong makatiis sa h... Tingnan ang Produkto →

Paglipat, kontrol sa daloy at paghahagis

Ang mga riser tube, stopper rod, control rod at pump parts ay bumubuo sa pagtutubero ng pandayan. Narito ang mga priyoridad ay ang dimensional na katumpakan, paglaban sa pagguho sa bore, at ang kakayahang makaligtas sa paulit-ulit na mga thermal cycle nang walang pag-crack sa flange. Dahil ang mga bahaging ito ay madalas na malaki, ang pagpili ng ruta ng pagmamanupaktura ay may direktang epekto sa parehong gastos at oras ng paghahatid.

Paano Suriin ang isang Supplier ng Silicon Nitride Ceramics

Ang silicone nitride ay mahirap gawing maayos, at ang pagkakaiba sa pagitan ng isang magandang bahagi at isang pangkaraniwan ay karaniwang nagpapakita ng anim na buwan sa serbisyo sa halip na sa pagguhit. Kapag hiniling sa amin ng mga customer na mag-quote laban sa nanunungkulan na supplier, iminumungkahi namin na maghambing sila sa ilang praktikal na punto.

1. Itanong kung aling grado ang inaalok at bakit. Ang isang supplier na hindi maipaliwanag ang pagkakaiba sa pagitan ng isang pressureless-sintered at isang gas-pressure-sintered na katawan ay malamang na hindi makontrol ang pagkakaiba sa produksyon.
2. Magtanong tungkol sa dimensional na kontrol. Ang mga rotor thread, tube bores at flange face ay dapat na tama, dahil ang isang ceramic na bahagi ay hindi maaaring ayusin sa site.
3. Humiling ng data ng pagsubok sa halip na mga adjectives. Ang mga resulta ng lakas, densidad at thermal shock ay dapat magmula sa isang tinukoy na paraan ng pagsubok.
4. Suriin ang modelo ng paghahatid. Ang mga consumable ceramics ay pinapalitan sa isang iskedyul, kaya ang lead time at ang kakayahang mag-hold ng stock matter gaya ng presyo ng unit.
5. Tingnan kung sino pa ang pinaglilingkuran ng supplier. Ang isang tagagawa na nakatuon sa aluminyo at iba pang mga non-ferrous na mainit na dulo ay mauunawaan ang iyong proseso at ang iyong mga mode ng pagkabigo.

Sa SGJL kami ay gumagawa ng silicon nitride at mga kaugnay na ceramic na materyales sa isang pasilidad na 20,000 metro kuwadrado at ipinapadala sa mga customer sa mahigit tatlumpung bansa, kasama ang aluminum casting at die casting na industriya bilang aming pangunahing merkado. Kasama sa aming mga pamilya ng produkto ang SG-28 silicon nitride, OS-11 O'Sialon, TA-03 aluminum titanate, high-efficiency immersion heaters, corundum thermal storage ball at full ceramic pump parts.

Ang Silicon nitride ceramics ay hindi isang unibersal na sagot, at hindi namin iminumungkahi na palitan ang bawat refractory sa isang pandayan sa kanila. Ngunit kung saan ang tunaw na aluminyo ay kasangkot, kung saan ang mga bahagi ay nabigo nang maaga o nakontamina ang pagkatunaw, at kung saan ang mga bintana ng pagpapanatili ay maikli, sila ay patuloy na nagbabayad para sa kanilang sarili. Kung tumitimbang ka ng pagbabago sa rotor, riser tube o heater protection tube, natutuwa kaming pag-usapan ang iyong duty cycle at irekomenda ang grado na akma dito.