En la fundición de aluminio, el aluminio fundido tiene las características de alta temperatura (700 grados), actividad química fuerte, oxidación fácil y buena humectabilidad a los materiales refractarios (fácil adhesión y penetración) . Esto coloca requisitos extremadamente estrictos en el material del tubo más alto:
Requisitos de rendimiento central:
1: Excelente resistencia a la alta temperatura: cuando se trabaja durante mucho tiempo por encima de 700 grados, debe mantener suficiente resistencia estructural para resistir la presión estática del líquido de aluminio y la presión de llenado, sin deformación o fractura .
2: Excelente resistencia al choque térmico: el tubo del elevador necesita someterse repetidamente a cambios de temperatura drástica de temperatura ambiente a alta temperatura (inmersión/relleno de líquido de aluminio) y luego a temperatura ambiente (reemplazo/mantenimiento) . El material debe poder resistir tal sorpresa térmica sin crujir o pelar .}
3: Excellent resistance to aluminum liquid erosion/wettability: The material must be able to resist the chemical erosion and physical dissolution of high-temperature aluminum liquid, and be not easily wetted by the aluminum liquid (with a large contact Angle), preventing the aluminum liquid from seeping into the material's pores or climbing along the surface, which could lead to "fire leakage", blockage, thickening of the pipe wall, or even fractura .
4: Buena resistencia a la adhesión de alúmina: una película de alúmina se forma constantemente en la superficie del aluminio fundido . Estas películas tienden a adherirse a la pared interna de la tubería de Riser, acumular y esposarse gradualmente, eventualmente bloqueando la tubería o cambiando su diámetro interno, afectando la estabilidad de relleno y la tasa de flujo .}}}}}}}}} el material que no debe ser el material a los que no se acerque a la tasa de flujo y la tasa de flujo {{}}}}}}} óxido de aluminio .
5: baja porosidad/alta densidad: reduce los canales para que el aluminio fundido penetre, mejorando la resistencia a la erosión y la resistencia mecánica .
6: buena estabilidad dimensional y resistencia al desgaste: asegura un diámetro interno estable y una larga vida útil de servicios .
7: Cierta inercia química: no experimenta reacciones dañinas con aluminio fundido o atmósferas protectores .
Tipos y análisis comunes de materiales:
Tubo de titanate aliumina aliumina:
Características y ventajas:
Coeficiente ultra bajo de expansión térmica, cerca de la expansión cero .
Ofrece una excelente resistencia al choque térmico y puede soportar ciclos de temperatura severos (temperatura ambiente → 700 grados C aluminio fundido → temperatura ambiente) .
Baja conductividad térmica: reduzca la pérdida de calor y mantenga la estabilidad de la temperatura del aluminio fundido .
Inertidad química: tiene poca humectabilidad al aluminio fundido (con un ángulo de contacto grande) y no es fácil de adherirse a la película de óxido de aluminio (al₂o₃) .
Defectos y desafíos:
Defectos y desafíos
Resistencia a alta temperatura insuficiente
Problema de sensibilidad de descomposición
Baja resistencia a la fractura
La dificultad de fabricación es alta .
Escenarios aplicables
Solo para condiciones de funcionamiento de baja temperatura o ciclo corto:
Es adecuado para fundiciones pequeñas con una temperatura de llenado de no más de 700 grados y un ritmo de producción lento (como conchas pequeñas de fundición de baja presión) .
Tubo de nitruro de silicona si₃n₄ tubo de nitruro de silicona
Características y ventajas:
Alta fuerza y alta dureza
It maintains excellent flexural strength (>500 MPa) de temperatura ambiente a 1200 grados y tiene una fuerte resistencia al impacto mecánico .
Excelente resistencia al choque térmico
Un coeficiente medio de expansión térmica (3 . 2 × 10⁻⁶/ grado) combinado con alta conductividad térmica (30 w/ m · k) alivia el estrés térmico.
Excelente resistencia a la erosión
Una película de pasivación de SiO₂ se forma en la superficie, evitando la penetración del aluminio fundido y la erosión química .
Baja humedad
El ángulo de contacto con aluminio fundido es mayor de 90 grados, reduciendo significativamente el riesgo de adhesión de alúmina .
Defectos y desafíos
El costo es extremadamente alto
Restricciones en componentes de gran tamaño
La resiliencia sigue siendo insuficiente
Escenarios aplicables
Campos de demanda especiales de alto rendimiento
Pequeñas fundiciones de precisión con estrictos requisitos de fuerza para la industria aeroespacial, militar y otros campos .
Tubo Sic Sic Riser con unión Si₃n₄
Características y ventajas:
Equilibrio óptimo de resistencia, resistencia y resistencia a la corrosión:
Los esqueletos de carburo de silicio ofrecen dureza ultra alta, resistencia al desgaste y conductividad térmica (120 w/m · k) .
La fase unida de nitruro de silicio llena los poros, mejora la dureza y bloquea la penetración del aluminio fundido .
Resistencia final de choque térmico
La alta conductividad térmica de SIC dispersa rápidamente el calor, y Si₃n₄ amortigua el estrés térmico, soporta más de mil ciclos térmicos .
Resistencia de primer nivel a la erosión líquida de aluminio
Una capa densa Si₂on₂/SiO₂ se forma en la superficie, con un ángulo de humectación mayor de 110 grados, y apenas se adhiere a la alúmina .
Vida útil óptima y rentabilidad
La vida del servicio alcanza más de 3, 000 ciclos de horno (titanato de aluminio <500 ciclos), y el costo integral es más bajo que el de si₃n₄ puro .
Defectos y desafíos:
El costo de fabricación sigue siendo relativamente alto
El proceso de sinterización de reacción requiere un control preciso del proceso de infiltración de silicio y tiene un alto umbral técnico .
Oxidación a baja temperatura
Una ligera oxidación puede ocurrir por debajo de 600 grados (sin afectar el rendimiento principal) .
Escenarios aplicables:
Los materiales convencionales absolutos para la fundición de aluminio:
Cubre más del 90% de las piezas automotrices (cubos, bloques de cilindros, etc. .) y campos industriales civiles .
Primera opción para la producción en masa
Es especialmente adecuado para líneas de producción automatizadas, asegurando una alta estabilidad y bajos costos de mantenimiento de tiempo de inactividad .
