Seosten lisäainetablettien valitseminen alumiinin sulatukseen: Käytännön opas
Seosteinen lisäainetabletti on metallijauheiden, juoksutteen kantaja-aineen ja sideaineen tiivistetty seos, joka on puristettu niin, että se uppoaa nopeasti sulaan alumiiniin ja liukenee hallitusti. Kun tabletti upotetaan sulatuspinnan alle, juoksute murtautuu oksidikerroksen läpi, metallijauheet kastuvat ja liukenevat ja kohde-elementti hajoaa tasaisesti kylvyn läpi.
Tabletit eroavat pääseoksista kahdella tärkeällä tavalla. Ensinnäkin pääseos on alumiinia, joka kantaa alkuaineen jo liuoksessa, joten sen lisääminen on tarkkaa, mutta laimentaa sulakekemiaasi, kun koostumusbudjetti on tiukka. Toiseksi pääseokset maksavat enemmän lisättyä elementtiä kohti. Raakametallilisäkkeet, kuten mangaanipalat, ovat paperilla halvempia, mutta liukenevat hitaasti ja epätasaisesti, kuten yllä olevassa uunin lokiesimerkissä tapahtui.
Tabletit vs. Master Alloys vs. Raw Metal Additions
Yksinkertaisia elementtien lisäyksiä varten seostuvat lisäainetabletit ovat käytännöllinen keskitie. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto siitä, kuinka kolme lisäysmuotoa verrataan päivittäiseen sulattoon.
Alumiinisulatoissa yleisesti käytettyjen seostuslisäysmuotojen vertailu.
Kriteeri
Seosteinen lisäainetabletti
Master metalliseos
Raakametallilisäys
Aktiivisen elementin sisältö
70-90 % tabletin painosta
3-20 % metalliseoksen painosta
90–100 %
Sulalaimennus
Mitätön
Lisää alumiinia lämpöön
Mitätön
Tyypillinen liukenemisaika
5-15 minuuttia
Nopea, mutta lisää sulamistilavuutta
Hidas, vaatii usein 30 minuutin liotuksen
Elementtitien palautusprosentti
88–97 % elementistä riippuen
98% ja enemmän
70–85%, epäjohdonmukainen
Kuonan sukupolvi
Matala
Minimaalinen
Korkea
Varastointi ja säilyvyys
Vakaa, ei hygroskooppinen
Vakaa
Bulkkimetalli, oksidikertymä
Hinta per kg lisättyä elementtiä
Kohtalainen
Korkeaest
Matalaest
Tämä ei tarkoita, että tabletit korvaa pääseoksia kaikkialla. Rajajauhimet, kuten alumiini-titaani-boori-mestariseos, tarjoavat silti suorituskykyetuja, kun tarvitset täysin esiseostetun tuotteen. Selkeissä elementtien lisäyksissä, joissa palautuminen ja nopeus ovat tärkeitä, tabletit ovat yleensä parempi vaihtoehto.
Tärkeimmät tiedot, jotka on arvioitava ennen ostamista
Neljä eritelmää ratkaisee, toimiiko tabletti sulattimessasi: aktiivisten elementtien pitoisuus, talteenottonopeus, liukenemiskyky ja sulatekemia.
Aktiivisen elementin keskittyminen ja johdonmukaisuus
Tabletin etiketissä voi olla 75 % mangaania, mutta kunkin erän todellinen arvo on se, mikä ratkaisee. Jos todellinen pitoisuus ajautuu 72 %:iin tai 78 %:iin, summalaskelmasi on väärä ja myös lopullinen analyysisi ajautuu. Pyydä toimittajalta toleranssialue ja viimeisimmät analyysitodistukset. Vakava valmistaja valvoo tiukasti erien välistä vaihtelua ja voi näyttää tietueet.
Elementin palautusprosentti
Talteenottonopeus on se osuus tabletin elementistä, joka todella päätyy sulatteeseen. Hyvin tehdyt tabletit saavat talteen tyypillisesti 88–97 % alkuaineesta riippuen: kupari palautuu yli 96 %, mangaani noin 94 % ja kromi lähemmäs 88 %. Huonolaatuiset tabletit menettävät enemmän kuonalle ja kuonalle, mikä tarkoittaa, että maksat metallista, joka ei koskaan saavuta metalliseosta.
Hyvin valmistettujen seosten lisäainetablettien tyypilliset talteenottonopeudet.
Purkamissuorituskyky
Liukenemisaika suositellussa sulamislämpötilassa on toinen suuri muuttuja. Hyvä tabletti liukenee loppuun 8–10 minuutissa 730 °C:ssa useimpien alkuaineiden osalta; huonosti tiivistetty tai huonosti formuloitu tabletti voi kellua, muodostaa lietettä ja olla edelleen liukenematon 15 minuutin kuluttua. Tuloksena on pidempi uunisykli, enemmän sekoitusta ja suurempi erotteluriski.
Kahden samankokoisen rautatabletin liukeneminen etenee 730 °C:ssa.
Flux-kemia
Flux-paketti kuljettaa elementin sulatteeseen. Tarkista, onko tuote ei-hygroskooppinen – jos se imee kosteutta, vaarana on kaasun kerääntyminen ja höyryreaktio, kun tabletti upotetaan. Varmista myös, onko juoksute natriumvapaa, jos valut seoksia ilmailu- tai muihin sovelluksiin, joissa on natriumrajoitus. Hyvämaineinen toimittaja ilmoittaa molemmat ominaisuudet tietolomakkeessa.
Tablettien yhdistäminen metalliseosperheisiin ja sulatuskäytäntöihin
Eri metalliseosperheet vaativat erilaisia tablettien kemikaaleja. Yleissääntönä on valita ensin alkuaine ja sitten varmistaa, että tabletti liukenee luotettavasti sulamislämpötila-alueellasi.
Titaani viljan jalostukseen
Titaania lisätään pieniä määriä, yleensä 0,01–0,15 %, jalostamaan aihioiden ja valssattujen harkkojen valuraerakennetta. Tablettimuoto on hyödyllinen, koska elementti saavuttaa sulan nopeasti ja pysyy tasaisesti jakautuneena; hitaasti liukeneva lisäys loisi paikallisia runsaasti titaania sisältäviä alueita ja menettäisi tarkoituksen.
Kupari vahvistaa 2xxx-sarjan metalliseoksia ja monia valuseoksia tyypillisin lisäyksillä 0,5 % - noin 4 %. Kuparitabletteja suositaan, koska talteenotto on usein yli 96 %, ja ne välttävät kuparin pääseoksen mukana tulevaa sulalaimentumista. Lujissa sovelluksissa tasainen kuparin talteenotto suojaa myös lopullisen valu- tai takotuotteen mekaanisia ominaisuuksia.
Mangaani torjuu raudan haitallista vaikutusta kierrätetyssä alumiinissa, jossa se muuttaa hauraita, runsaasti rautaa sisältäviä metallien välisiä faaseja, ja se edistää lujuutta 3xxx- ja 5xxx-sarjan metalliseoksissa. Tyypilliset lisäykset vaihtelevat välillä 0,3 % - 1,5 %. Mangaanitabletti kunnollisella juoksutuspakkauksella ehkäisee hidasta, epätasaista liukenemista, joka aiheuttaa uunin aikataulutuspäänsärkyä ja poikkeavia lämpötiloja.
Titaanin, kuparin ja mangaanin lisäksi sulatoissa käytetään säännöllisesti rauta-, kromi-, pii- ja zirkoniumtabletteja. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tyypillisistä lisäysalueista ja tärkeimmistä syistä kunkin elementin lisäämiseen.
Yleiset seosten lisäainetablettilaadut ja niiden tyypilliset käyttöalueet.
Element
Tyypillinen lisäysalue
Päärooli
Yleiset seosperheet
Mn
0,3–1,5 %
Vahvuus, modifioi runsaasti rautaa sisältäviä intermetallisia
3xxx, 5xxx
Cu
0,5–4,0 %
Vahvuus, työstettävyys
2xxx, valuseokset
Ti
0,01–0,15 %
Viljan jalostus
Kaikki sarjat
Fe
0,2–0,8 %
Kovuuden säätö, estää stanssaamisen
1xxx, valulejeeringit
Cr
0,1–0,4 %
Korroosionkestävyys, viljanhallinta
5xxx, 7xxx
Si
5,0–13 %
Sujuvuus, valuominaisuudet
4xxx, valuseokset
Zr
0,05–0,3 %
Uudelleenkiteytymisen hallinta, sitkeys
7xxx
Kukin laatu tarvitsee alkuaineeseen sovitetun juoksutusainekoostumuksen, koska mangaani, kromi ja pii käyttäytyvät hyvin eri tavalla sulassa alumiinissa. Tuotevalikoima, joka on kehitetty perheenä sen sijaan, että se on koottu kolmannen osapuolen jauheista, antaa todennäköisemmin yhdenmukaisia tuloksia eri luokissa.
Varastoinnin, käsittelyn ja sulatuslaitoksen yhteensopivuus
Paraskin tabletti toimii huonommin, jos sitä säilytetään tai käsitellään väärin. Säilytä tabletit alkuperäisissä suljetuissa pakkauksissaan kuivassa paikassa. Ei-hygroskooppiset tuotteet imevät silti jonkin verran kosteutta ajan myötä, jos pakkaus avataan, ja sulatteen kosteus on yleisin kaasun huokoisuuden ja käyttäjien turvallisuusriskien syy.
Noudata myymälässä toimittajan suosittelemaa lisäyslämpötilaa ja upotuskäytäntöä. Useimmat tabletit on suunniteltu sulamislämpötilaan 720–750 °C. Liian alhainen ja tabletti kelluu tai muodostaa lietettä; liian korkea, ja alkuaine hapettuu ennen kuin se liukenee. Käytä oikeaa upotuskelloa, sekoita tabletin liukenemisen jälkeen ja anna riittävästi aikaa kaasun poistoon ja homogenointiin ennen valua. Yhdistä myös tabletin paino erän koon mukaan – 500 g:n tabletti 1 tonnin uunissa antaa sinulle kätevän 0,5 kg:n askeleen kemian hienosäätöön.
Kokonaiskustannukset: Katso yksikköhinnan pidemmälle
Tabletin ostohinta on näkyvä kustannus, mutta harvoin suurin. Lejeeraustoimenpiteen todelliset kustannukset sisältävät uunin ajan, energian, kuonan muodostumisen, hylätyt lämmöt ja kaapimiseen ja sekoittamiseen käytetyn työvoiman. Halvempi tabletti, joka kelluu tai liukenee hitaasti, maksaa uunin käyttöasteella enemmän kuin hintaero paperilla.
Tabletin ostohinta – 60 %
Uunin aika ja energia - 18%
Kuona ja metallihävikki – 14 %
Työ ja käsittely - 8 %
Havainnollistava kokonaiskustannusrakenne seosaineiden lisäämisestä tablettien kautta.
Kun vertailet hintatarjouksia, kysy testattua palautumisnopeutta ja liukenemistietoja, ei vain tabletin hintaa. Tuote, jonka talteenotto on 95 % ja liukeneminen 8 minuutissa, on arvokkaampi kuin tuote, jonka saanto on 85 % ja liukeneminen 20 minuuttia, jopa korkeammalla kilohinnalla.
Mitä kysyä toimittajalta
Käytä näitä kysymyksiä hankinnan tarkistuslistana. Vastuullisen toimittajan tulisi pystyä vastaamaan jokaiseen niistä tiedoilla yleisten takeiden sijaan.
Mikä on aktiivisen elementin toleranssi ja miten sitä ohjataan tuotannon aikana?
Voitko toimittaa viimeisimmät analyysitodistukset jokaisesta tablettilaadusta?
Mikä talteenottonopeus on mitattu kullekin laadulle ja missä sulamisolosuhteissa?
Onko flux natriumvapaa? Imeekö valmis tabletti kosteutta normaalissa varastoinnissa?
Mitä liukenemisaikaa voin odottaa sulamislämpötilassa 730 °C?
Voitko säätää tabletin painoa tai koostumusta mukautettujen eräkokojen ja uunityyppien mukaan?
Kuinka nopeasti seosteiset lisäainetabletit liukenevat?
Hyvin suunnitellussa tabletissa useimmat alkuaineet liukenevat noin 8–10 minuutissa 730 °C:ssa. Todellinen aika riippuu elementistä, tabletin laadusta, sulamislämpötilasta ja upotusmenetelmästä. Jos tabletti kelluu tai kestää yli 15 minuuttia, sen virtauspakkaus tai tiivistys on todennäköisesti huono.
Voidaanko seostettavia lisäainetabletteja käyttää pienissä valimouuneissa?
Kyllä. Tabletteja on saatavana eri painoisina, joten voit sovittaa tabletin eräkoon mukaan. 200–500 g tabletti sopii pieneen upokasuuniin, kun taas suurissa valuhuoneissa voidaan käyttää 1 kg:n tabletteja tai automaattisia annostelujärjestelmiä.
Laadukkaat tabletit on suunniteltu vapauttamaan mahdollisimman vähän savua ja ilman myrkyllisiä kaasuja. Flux on suunniteltu vähäsavuiseen käyttöön. Noudata aina toimittajan käsittelyohjeita ja käytä asianmukaista ilmanvaihtoa sulatusalueen ympärillä.
Miten seostuvat lisäainetabletit tulisi säilyttää?
Säilytä tabletit alkuperäisissä suljetuissa pakkauksissaan kuivassa paikassa. Jopa ei-hygroskooppiset tuotteet toimivat paremmin, jos ne säilytetään poissa kosteasta varastosta. Älä avaa pakkausta ennen kuin olet valmis käyttämään tabletteja.
Jos joudut osumaan kapeaan mangaani-, titaani- tai kromivalikoimaan alumiinisulassa, kiinalaiset alumiiniseoslisäaineet ovat usein suorin työkalu. Mutta ne eivät ole hyödyke. Tabletin tiheys, liukenemisnopeus ja alkuaineiden talteenotto vaihtelevat erän ja toimittajan mukaan. Eräs autovalimo h...
12 tonnin alumiinisula on 735 °C, 200 kg mangaanitabletteja menee sisään, uuni kestää kymmenen minuuttia ja spektrometri antaa edelleen 0,12% mangaania. Lisää tablettien tilaaminen harvoin korjaa tilannetta. Hyödylliset kysymykset ovat kapeampia: mikä oli sulamislämpötila lisäyshetkellä, mihin...
Kun valimo kaataa A356:ta pysyvään muottiin ja näkee karkeita rakeita, pientä venymää ja hajahuokoisuutta, ensimmäinen reaktio on usein "lisää jotain" sulatteeseen. Tämä reaktio voi pahentaa ongelmaa. Alumiinin valulisäaineet eivät ole yksi tuote; ne ovat materiaaliperhe, jossa on erilaisia ...